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中频炉复合炉衬材料的综合经济效益

2019-01-26 512次浏览 分类:行业资讯

我国是世界铸造大国,炉衬材料需求量在日益增长,对炉衬材料的要求越来越
苛刻,炉衬材料的质量一直困扰广大用户的一大难题。要想获得质量高、寿命长的
感应炉炉衬,首先要了解感应炉中炉衬耐火材料的工作环境。
  (1)为了提高炉子的电效率,炉衬厚度应尽量减薄,由于炉衬热面直接与高
温金属溶液接触而背面受感应器冷却水的冷却,使得炉衬中存在着很大的温度梯度。
  (2)炉中金属液电磁搅拌能力强,对炉衬耐火材料产生强烈的机械损蚀。
  (3)周期作业的炉子完全倒空的操作很多,炉衬耐火材料反复受到极冷极热
的损伤。
  根据以上工作条件,炉衬耐火材料必须具有以下特性:
  ①具有足够的耐火度和荷重软化温度。
  ②良好的热稳定性。
  ③不与熔化金属熔渣及熔化时所存在的成份等发生化学反应
    ④具有很高的高温机械强度,能承受金属液的静压力,搅拌力以及加料时的冲
击力。
  ⑤为减少炉子的热损失,保证炉子安全运行炉衬材料应具有良好的隔热和绝缘
性能。
  ⑥材料的施工性能好,填充密度高,烧结性能好,维修方便。
  ⑦节能环保,使用安全。
  2、炉衬材料的选择与配伍
  2.1材料的选择
  综上述对炉衬材料要求十分苛刻,炉衬材料的选择显得尤为重要。我公司最新
研制出TX—8型炉衬料是以氧化铝、氧化镁、氧化铬组合配成的复合型耐火材料与镁
铝尖晶石。这几种耐火材料具有很高的熔点及真密度。耐火材料主成分的熔点及真
密度见表。
  2.2配伍后有很高的熔化温度
  氧化铬属中性特种耐火材料,氧化铬与其它氧化物在高温下极易生成铬酸盐或
固熔体,而具有较高的熔化温度。氧化铬与氧化铝、氧化镁配伍的熔化温度见表2。
  氧化铬在高温下与氧化铝反应生成连续固熔体,与氧化镁生成铬镁尖晶石,而
氧化镁和氧化铝同时存在时,可生成复合式镁铝铬尖晶石高温相。氧化镁、氧化
铝、氧化铬三元系的熔融等温线如图1所示。
  氧化镁、氧化铝、氧化铬形成的固熔体,既能抗酸性,又能耐碱性溶渣侵蚀。
这种捣打炉衬料则对酸性渣或碱性渣都适应,而且体积密度大,气孔率较低,所以
抗渗透性很好,其高温强度大,具有抗高温熔体搅动,磨损的组织结构。它是一种
大有前途的捣打炉衬材料。适应于熔炼温度在1680—1820℃的不锈钢,铬镍合金等合
金材料。
  3、炉衬材料的使用状况与经济效益对比
  3.1 试验使用状况
  我们选择河南某公司,该公司技术设备较先进,检测手段齐全,铸件质量要求
精度高,主要生产低碳合金钢,其中含锰、硅、铬、镍、钼等。出口美国、西班牙
等国的火车及大型机械配件,出钢温度在1700℃以上,对炉衬材料要求相当苛刻。
原用的某公司的中性炉料,炉龄只有十几炉次,平均不到十五炉次,因熔炼温度
高,炉衬侵蚀严重,炉龄短,只得频繁捣打炉衬,只要正常生产,白天拆炉捣打,
晚上8点烘炉十二小时,第二天8点开炉熔炼,两个炉子轮换不停。每捣打一台炉
子,烘炉至少需300元电费,加上当时工人工资及空压机等电费机械损耗约200元。
每捣打一次炉衬至少需资金500元。
  2010年改用偃师市广大矿业北京赛车PK10生产的TX—3型炉衬料,该炉衬料理化性能
稳定。熔点及荷重软化温度高,打制的炉衬结构牢固,能抵抗被熔化金属液的锓
蚀,且不裂纹,不挂渣,抗侵蚀性能显著提高,炉龄由十几次提高到四十五炉次以
上。同时,合金元素收得率提高20%以上,虽改变了过去捣打炉子的紧张状况,但
炉龄仍不十分理想。
  近年又采用了最新研制的TX—8型炉衬料。该炉衬料系复合材料,烧结使用过程
中形成镁铝尖晶石、铬镁尖晶石、镁铝铬尖晶石。这几种新复合氧化物性能优异,
都具有很高的熔点,抗侵蚀能力极强,形成了致密的烧结层,打出的炉壁光滑耐侵
蚀。炉龄进一步大幅提高到80炉次以上,基本上达到了预期的使用效果。
  3.2炉衬材料的使用效益对比
  目前,感应电炉正朝着高效率,快速熔化,大型化方向发展,故对炉衬材料的
要求越来越苛刻。使用厂家对铸件质量要求高,尤其是低碳钢、合金钢、不锈钢等
出钢温度高达1680℃以上、对炉衬侵蚀严重的材料,一般中性铝矾土炉衬只有十几
炉次,捣打炉衬十分频繁,用纯刚玉成本高,抗侵蚀性能不好,用镁砂因膨胀系数
大,易裂纹挂渣,造成穿炉事故,使用不安全。这些厂家对质量高、寿命长的炉衬
材料需求迫切,难以找到理想的炉衬材料。
  还有一部分厂家,一味追求价格,在购买炉衬料时,只看每吨价格多少,只会
使用价格低廉材料,因炉龄短只有频繁捣打炉衬,更有甚者天天在重复捣打炉衬,
既浪费人力、能源、资金,无形中又加大了综合生产成本,针对上述状况,通过列
表分析对比,警示铸造厂家,提高认识改变旧观念。详见经济分析对比表3从经济
分析对比表不难看出,使用价格低廉的材料综合成本较高,而使用价格高质量好的
炉衬材料反而取得较好的经济效益,既节能又环保,很值得使用厂家借鉴和深思。
  3.3对炉龄概念的认识和理解
  炉龄是一项重要指标,对炉龄的认识差异较大,炉龄是一个比较复杂的问题,
是由各种因素构成的。炉子大小、熔炼钢的品种、出钢温度高低、打炉工水平高
低、使用机械种类、熔炼时间、升温速度、各种添加剂加入量、一次性炉龄还是修
补和每炉都修补等诸多因素都对其有一定影响。只有同等条件下几种炉衬料对比才
能分出高低。
  4、关注与讨论
  4.1提高产品质量 降低生产成本
  值得关注的是有部分使用厂家,尤其供应部门,一问价格高昂,难以接受。或
选购时只算价格高多少,似乎价格高了多少炉龄就得提高多少;价格翻了几翻,炉
龄就必须翻几翻。职工工资,拆炉打炉,烘烤一次炉子用几百元甚至上千元的电
费。为节约电费,用柴油烘炉一次也得数百元油钱,凡不花现钱就不用计入成本
内,眼睛只盯着买材料的每吨价格,往往忽略其它拆炉、捣打费用,更不会算节约
时间等综合经济效益。所以价格高寿命长的优质炉料的推广和应用受到一定的影
响。我们要用发展的眼光看问题。目前炉龄提高的潜力空间还很大。假如价格提高
10倍,炉龄也提高10倍,也就是用了一份炉衬料的费用,而节约减少9个炉子的拆
炉、捣打、人工、烘炉电费的费用,已经远远超过炉料费用。在0.5吨的小电炉使
用中,每年可节约费用19.2万元。如果能在1吨以上的电炉上使用,那么综合经济
效益更加可观。如果能进一步推广应用,整个铸造行业获得的经济效益是非常惊人的。
  选择高价格、长寿命的炉衬料,则应以吨钢综合费用最低为前提,还应该考虑
因寿命长而减少的停炉时间,减少劳动费用、运输费、烘烤、电费及提高合金元素
收得率等综合经济效益。
  4.2材料和能源问题
  还有一个材料及能源问题,也值得关注,我国铝矾土资源经过几十年的无序、
过度采挖,大量被开发使用,到目前逐步走向资源匮乏的地步。面临不可再生资源
的枯竭,我们不得不面对残酷的现实——怎么办?在没有找到其它替代品的情况下如
何高效率利用现有的资源,是摆在我们面前的重要课题,应该引起我们的高度重视。
  结束语:
  TX—8型炉衬料是一种复合材料,其主要特点是熔点高、密度大、抗侵蚀能力
强,特别是对碱性炉渣、酸性炉渣和高温玻璃液都有很高的抗蚀性能。通过实践说
明该炉料的炉龄是中性铝矾土炉料的5倍。在材料工艺等方面有突破性进展。在改
革开放市场经济下日趋激烈的竞争中,对于使用0.5吨炉子的厂家来说,每年可节
约19.2万元,就已经获得了较可观的经济效益。
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