CN110530158A - 一种中频感应电炉及其筑炉方法、使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种中频感应电炉及其筑炉方法、使用方法，所述筑炉方法在烧结过程特别设置了：将加热至1100℃的炉料以300kw功率持续熔化14h的工序，通过该工序可得到厚度更加均匀的致密层，可有效解决电炉炉衬的横向裂纹问题。同时在筑炉过程中，通过捣筑叉控制分批加入干振料的量，确保在排气时捣筑叉齿可完全插透干振料，使气体完全排出，避免因其产生炉衬裂纹；且当干振料加满至炉领后，再用筑炉机分层振实，避免因分批加入干振料对已经振实的部分产生影响，保证所筑炉衬均匀紧实。另外，本发明提供的电炉使用方法为新炉前10个炉次配料中不加入铁屑。使用本发明筑炉及使用方法的中频感应电炉，有效解决了炉衬横向裂纹的问题，大大提高了电炉使用寿命。

Description

一种中频感应电炉及其筑炉方法、使用方法

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，特别是涉及一种中频感应电炉及其筑炉方法、使用方法。

背景技术

在用于冶炼铸钢、铸铁等材质的诸多冶炼设备中，中频感应电炉因具有熔化速度快、生产效率高、适用性强、化学成分均匀等的优点，应用逐渐广泛。但在其使用过程中，由于使用工况复杂，其炉衬受到诸多考验：电磁搅拌液体铁水对炉衬的冲刷、炉渣的化学侵蚀、间歇性生产时骤冷骤热对炉衬形成的热冲击、分批次出炉时铁水对局部炉衬产生的侵蚀等等。在这些物理冲刷、热冲击及化学侵蚀之下，电炉炉衬容易产生横向裂纹，严重降低了电炉寿命，同时加大了生产成本，因此如何有效解决中频感应电炉炉衬的横向裂纹问题，成为研究的重点。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种有效解决中频感应电炉炉衬横向裂纹问题，使电炉使用寿命明显提高的电炉筑炉方法及使用该方法制造的中频感应电炉，本发明还提供一种中频感应电炉的使用方法，该使用方法可进一步提高电炉使用寿命。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种中频感应电炉的筑炉方法，所述方法具体包括以下步骤：

1)在待筑炉体型腔电炉内的炉底和炉衬铺设云母纸；

2)在型腔电炉炉底分批加入第一干振料，用捣筑叉排气后均匀捣实，然后振实，制得待筑炉炉底；

3)将筑炉坩埚吊至型腔电炉炉体内中心位置，在坩埚与型腔电炉炉壁间分批加入第二干振料，并用捣筑叉排气，当干振料加满至型腔电炉炉领后，将筑炉机吊入坩埚进行振实，制得待筑炉炉衬；

4)在坩埚中加入生铁和回炉料作为炉料；

5)启动型腔电炉进行烧结，烧结过程包括：将升温至1100℃的炉料以300kw的功率进行熔化，持续14h，使干振料烧结形成整体；

6)烧结结束后将铁水清空，完成筑炉。

于本发明的一实施例中，所述步骤2)与步骤3)中第一干振料和第二干振料均需分批加入，每批加入量的高度不超过捣筑叉齿长度，保证每次排气捣筑叉齿可完全插透干振料。

于本发明的一实施例中，所述步骤3)中采用圆盘筑炉机对待筑炉炉衬进行分层振实，10cm为一层，每层振15分钟。

于本发明的一实施例中，所述步骤2)中待筑炉炉底的厚度为30-35cm。

于本发明的一实施例中，所述步骤3)中待筑炉炉衬的厚度为9-13cm。

于本发明的一实施例中，所述步骤3)中筑炉坩埚为一次性模具。

于本发明的一实施例中，所述步骤4)中生铁的加入量为20-30wt％，其余为回炉料。

于本发明的一实施例中，所述步骤5)中烧结过程还包括：

在300kw功率熔化炉料之前，以100℃/h的平均加热速度使型腔电炉升温至1100℃，并保温2h；

在300kw功率熔化炉料之后，使完全熔化的炉料温度控制在1300-1400℃，保温2h；之后按300kw、400kw、500kw、600kw、700kw的功率分别保持30min；最后将功率调整至800kw将铁水升温至1600±10℃，以200kw功率保温2h；关闭功率，将温度降至1400℃，再次进行保温，降温和保温过程时间共为5h；烧结结束。

本发明还提供一种中频感应电炉，所述电炉采用上述任一所述的中频感应电炉的筑炉方法制备。

本发明还提供一种中频感应电炉的使用方法，用于上述中频感应电炉，所述电炉在刚投入使用时，前10个炉次配料中不加入铁屑。通过该使用方法，可以进一步提高电炉的使用寿命。

如上所述，本发明的一种中频感应电炉及其筑炉方法、使用方法，具有以下有益效果：

(1)由于致密层的厚度均匀与否是直接关系到电炉炉衬是否容易产生横向裂纹的关键因素，因此在筑炉的过程中对炉衬的烧结即是十分重要的技术点。在本发明所采用的筑炉方法中，烧结过程特别设置了：将加热至1100℃的炉料以300kw功率持续熔化14h的工序，该工序一方面通过缓慢加热使待筑炉炉衬温度缓慢上升，减少因加热过快产生的裂纹；另一方面可降低干振料因加热和相变导致其体积变大的激烈程度，从而可得到厚度更加均匀的致密层，有效解决电炉炉衬的横向裂纹问题。而现有技术中对于炉衬的烧结往往是快速升温至较高温度对炉料进行熔化，或设置的熔化时间较短等，大大增加了所筑炉衬致密层不均匀的风险，使得炉衬易产生裂纹，影响寿命；

(2)本发明同时对整个烧结过程均进行了调整，总体烧结时间也由现有技术的21h左右延长至40h，使得整个烧结过程中温度的上升工序以及保温工序均能更加适应电炉炉衬的形成过程，确保致密层的厚度均匀，控制横向裂纹的产生，提高电炉寿命；

(3)通过捣筑叉齿长度控制干振料分批加入，使得排气时捣筑叉齿可完全插透干振料，确保干振料中气体完全排出，提高所筑炉衬的均匀性，避免因干振料中气体产生炉衬裂纹；

(4)不同于分批加入干振料后进行振实，本发明在干振料加至炉领后，利用圆盘筑炉机对所筑炉衬进行分层振实，进一步排出干振料中的气体，同时避免因分批加入干振料对已经振实的部分产生影响，保证所筑炉衬的均匀紧实，简化工艺流程；

(5)使用本发明筑炉和烧结方法制备的电炉，有效解决了炉衬横向裂纹的问题，不仅提高了电炉使用寿命，也降低了因修补或更换电炉所需的生产成本。

(6)使用本发明筑炉和烧结方法制备的电炉时，新炉前10个炉次配料中不加入铁屑。通过该使用方法，为炉衬在正常使用前提供缓冲期，避免对新炉炉衬的刺激，进一步提高电炉的使用寿命。

附图说明

图1显示为本发明筑炉过程中利用捣筑叉齿排气的示意简图。

图2显示为本发明筑炉过程中的烧结过程示意图。

图3显示为采用本发明技术制备的中频感应电炉与普通技术制备中频感应电炉的炉衬使用寿命对比图。

标号说明

1 型腔电炉

2 干振料

3 捣筑叉

4 筑炉坩埚

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1至图3。须知，本发明实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

实施例一：

请参阅图1-2，本实施例提供一种中频感应电炉的筑炉方法，所述方法具体包括以下步骤：

1)在待筑炉体型腔电炉1内的炉底和炉衬铺设云母纸；

2)在型腔电炉1炉底分批加入第一干振料，用捣筑叉3排气后均匀捣实，然后振实，制得待筑炉炉底，炉底厚度为30-35cm；

3)将筑炉坩埚4吊至型腔电炉1炉体内中心位置，在坩埚4与型腔电炉1炉壁间分批加入第二干振料，并用捣筑叉3排气，当干振料2加满至型腔电炉1炉领后，将圆盘筑炉机吊入坩埚4进行分层振实，10cm为一层，每层振15分钟，进一步排出干振料2中的气体，同时避免因分批加入干振料2对已经振实的部分产生影响，以制得均匀紧实的炉衬，炉衬厚度为9-13cm；

4)在坩埚4中加入生铁和回炉料作为炉料，其中生铁的加入量为20-30wt％，其余为回炉料，作为示例，本实施例中生铁加入量为1800kg，回炉料加入量为4600kg；

5)启动型腔电炉1按照图2过程进行烧结，烧结过程包括：以100℃/h的平均加热速度升温至1100℃，保温2h；以300kw功率对炉料进行熔化，持续14h，炉料完全熔化后温度控制在1300-1400℃，保温2h；之后按300kw、400kw、500kw、600kw、700kw的功率分别保持30min；最后将功率调整至800kw将铁水升温至1600±10℃，以200kw功率保温2h；关闭功率，将温度降至1400℃，再次进行保温，降温和保温过程时间共为5h；烧结结束。本发明在现有基础上重新设计了烧结工序，并延长了烧结时间(由21h左右延长至40h)，特别是设置了从1100℃开始以300kw的功率对炉料持续熔化14h的工序，使所筑炉衬得到厚度更加均匀的致密层，从而有效避免炉衬在使用过程中产生横向裂纹，提升炉衬的使用寿命；

6)烧结结束后将铁水清空，完成筑炉。

具体地，所述步骤2)与3)中第一干振料和第二干振料均需分批加入，每批加入量的高度不超过捣筑叉齿长度，保证每次排气捣筑叉齿可完全插透干振料2。例如捣筑叉齿长10cm，干振料2加入的高度不超过12cm，保证在排气时捣筑叉齿可完全插透干振料2，如图1中所示，确保干振料2中气体完全排出，提高所筑炉衬的均匀性，避免因干振料2中气体产生炉衬裂纹。所述第一干振料和第二干振料均为市场常见干振料。

具体地，所述步骤3)中筑炉坩埚4为一次性模具。

实施例二：

本实施例提供一种采用实施例一所述的中频感应电炉筑炉方法制备的电炉，本实施例中生产的中频感应电炉有效解决了炉衬横向裂纹的问题，不仅提高了电炉使用寿命，也降低了因修补或更换电炉所需的生产成本。

实施例三：

本实施例提供一种实施例二中中频感应电炉的使用方法，该方法为：新炉前10个炉次配料中不加入铁屑。通过该使用方法，为炉衬在正常使用前提供缓冲期，避免对新炉炉衬的刺激，进一步提高电炉的使用寿命。

图3中即为实际生产中采用本发明筑炉方法制备的中频感应电炉，同时以本实施例中的使用方法使用后的寿命参数与现有普通技术制备得到的中频感应电炉的寿命参数的对比。可以清楚看出，图中的8组对比数据中，在相同的使用工况下，采用本发明技术制备的中频感应电炉的炉衬使用寿命均比现有普通技术有了明显提升。

综上所述，本发明提供一种中频感应电炉及其筑炉方法、使用方法，所述筑炉方法在烧结过程特别设置了：将加热至1100℃的炉料以300kw功率持续熔化14h的工序，通过该工序可得到厚度更加均匀的致密层，可有效解决中频感应电炉炉衬的横向裂纹问题。同时在本发明筑炉过程中，通过捣筑叉控制分批加入干振料的量，确保在排气时捣筑叉齿可完全插透干振料，使气体完全排出，避免因其产生炉衬裂纹；且当干振料加满至炉领后，再将筑炉机吊入坩埚进行分层振实，避免因分批加入干振料对已经振实的部分产生影响，可保证所筑炉衬均匀紧实，简化工艺流程。使用本发明筑炉方法制备的中频感应电炉，有效解决了炉衬横向裂纹的问题，不仅提高了电炉使用寿命，也降低了因修补或更换电炉所需的生产成本。另外，本发明提供的中频感应电炉使用方法为新炉前10个炉次配料中不加入铁屑，通过该使用方法，为炉衬在正常使用前提供缓冲期，避免对新炉炉衬的刺激，可进一步提高电炉的使用寿命。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种中频感应电炉的筑炉方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

1)在待筑炉体型腔电炉内的炉底和炉衬铺设云母纸；

2)在型腔电炉炉底分批加入第一干振料，用捣筑叉排气后均匀捣实，然后振实，制得待筑炉炉底；

3)将筑炉坩埚吊至型腔电炉炉体内中心位置，在坩埚与型腔电炉炉壁间分批加入第二干振料，并用捣筑叉排气，当干振料加满至型腔电炉炉领后，将筑炉机吊入坩埚进行振实，制得待筑炉炉衬；

4)在坩埚中加入生铁和回炉料作为炉料；

5)启动型腔电炉进行烧结，烧结过程包括：将升温至1100℃的炉料以300kw的功率进行熔化，持续14h，使干振料烧结形成整体；

6)烧结结束后将铁水清空，完成筑炉。

2.根据权利要求1所述的中频感应电炉的筑炉方法，其特征在于：所述步骤2)与步骤3)中第一干振料和第二干振料均需分批加入，每批加入量的高度不超过捣筑叉齿长度，保证每次排气捣筑叉齿可完全插透干振料。

3.根据权利要求1所述的中频感应电炉的筑炉方法，其特征在于：所述步骤3)中采用圆盘筑炉机对待筑炉炉衬进行分层振实，10cm为一层，每层振15分钟。

4.根据权利要求1所述的中频感应电炉的筑炉方法，其特征在于：所述步骤2)中待筑炉炉底的厚度为30-35cm。

5.根据权利要求1所述的中频感应电炉的筑炉方法，其特征在于：所述步骤3)中待筑炉炉衬的厚度为9-13cm。

6.根据权利要求1所述的中频感应电炉的筑炉方法，其特征在于：所述步骤3)中筑炉坩埚为一次性模具。

7.根据权利要求1所述的中频感应电炉的筑炉方法，其特征在于：所述步骤4)中生铁的加入量为20-30wt％，其余为回炉料。

8.根据权利要求1所述的中频感应电炉的筑炉方法，其特征在于：所述步骤5)中烧结过程还包括：

在300kw功率熔化炉料之前，以100℃/h的平均加热速度使型腔电炉升温至1100℃，并保温2h；

在300kw功率熔化炉料之后，使完全熔化的炉料温度控制在1300-1400℃，保温2h；之后按300kw、400kw、500kw、600kw、700kw的功率分别保持30min；最后将功率调整至800kw将铁水升温至1600±10℃，以200kw功率保温2h；关闭功率，将温度降至1400℃，再次进行保温，降温和保温过程时间共为5h；烧结结束。

9.一种中频感应电炉，其特征在于，所述电炉采用权利要求1-8中任意一项所述的中频感应电炉的筑炉方法制备。

10.一种中频感应电炉的使用方法，用于权利要求9所述中频感应电炉，其特征在于，所述电炉在刚投入使用时，前10个炉次配料中不加入铁屑。