CN1928479A - 无芯感应工频炉炉衬的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种无芯感应工频炉炉衬的配制方法。其特征在于：1)采用6种粒级相对连续的石英砂进行合理的配比，2)优化烘炉曲线，低温时，降低升温速率，高温时升高升温速率，并将保温平台后移；3)减小保温层的厚度。本发明由于配方的改进，烘炉曲线的优化，筑炉工艺的创新，合理分布耐火层(三层)的结构，使炉衬内壁脱落减少，且比较光滑，炉龄逐步提高，可达到404炉，可连续运行6个多月。能满足30万吨电解铝所需阳极的组装，产量是原来的三倍，每年也只需筑炉6－8次，大大降低了人力、物力、财力的消耗，同时也确保了工频炉的安全运行，以及降低了因筑炉次数的减少对环境的污染，产生了良好的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及冶炼技术领域，具体地说是无芯感应工频炉炉衬的制备方法。
背景技术
我国从五十年代开始使用无芯感应工频炉，在开展对其研究的同时，也开展了对炉衬耐火材料、炉料配方、筑炉工艺、烘炉工艺的研究，并取得了一定的成果。熔炼铸铁用的3T无芯感应工频炉炉衬是由自然界中分布较广的石英砂，外加一定量的硼酸作粘结剂经高温烧结而成。炉龄的高低不仅影响车间正常生产，而且制约着车间的成本，因此，延长无芯感应工频炉炉衬寿命途径一直是国内同行业企业攻关的焦点、热点。
现有的无芯感应工频炉，新炉经烘炉烧结后，倒了第一炉铁水后，内衬表面粗糙，且凹坑较大、较多，炉衬脱落严重。从而导致炉衬寿命较低。其原因一是配方不合理，其配方如下：
| 目数 | 8～10 | 12～20 | 40～70 | ＞200 |
| 比例 | 25 | 25 | 20 | 30 |
硼酸：底部1.3％，中部1.5％，口部1.7％
采用四种粒级不连续的石英砂进行配比，各种颗粒的配入量不合理，粗颗粒偏细比例较大，中颗粒较少，而粉料较多从而导致炉衬耐火度较低，影响工频炉炉龄。
二是烘炉曲线不科学。烘炉曲线如下：
| 温度区间℃ | 0～200 | 200 | 200～600 | 600 | 600～900 | 900 | 900～1500 | 1500 |
| 升温速率℃/h | 40 | 0 | 80 | 0 | 50 | 0 | 60 | 0 |
| 升温时间h | 5 | 5 | 5 | 5 | 6 | 4 | 10 | 3 |
此烘炉曲线不科学，虽然在石英砂发生晶型转变的温度点进行保温，但由于热电偶测出的温度并不是炉衬的真实温度，比炉衬温度高。并且适宜的升温速率及保温温度对炉衬的烧结影响极大。由于烘炉曲线不科学，导致炉衬剥落严重。并且烘炉时间长，影响了车间的正常工作。
三是工频炉的筑炉方式采用风镐筑炉，所有工作均在一天内完成，这种方式导致工作时间长，人员疲劳，炉料捣打不密实，从而导致炉龄较低。
四是炉衬耐火层的三层结构(烧结层，过渡层，松散层)厚度分布不合理。新炉衬的烧结层厚30-40mm，过渡层厚50-70mm，松散层厚10-20mm。此种分布不合理。当随着炉龄的升高，烧结层厚度增大，松散层厚度减少，甚至没有。这样非常危险。当发生漏炉时，铁水穿过烧结层，经过渡层直接到线圈，将发生爆炸事故。导致三层结构分布不合理主要是因为保温层(石棉板)太厚，用两层厚10mm石棉板作为保温层，内外温度梯度小，部分过渡层也参与了烧结，这样烧结层厚度增大，松散层厚度减少，炉龄仅在100多炉左右。
发明内容
本发明的目的是提供一种能提高炉龄，节约成本，降低人力、物力、财力的消耗的无芯感应工频炉炉衬的制备方法。
本发明的无芯感应工频炉炉衬的制备方法如下：
1)采用6种粒级相对连续的石英砂进行配比，调整其比例范围具体如下：
炉底部：硼酸1.3～1.5％
| 目数 | 6～8 | 8～12 | 12～20 | 20～40 | ＞200 |
| 比例 | 14～15％ | 10～11％ | 25～26％ | 21～22％ | 28～29％ |
炉中部：硼酸1.3～1.5％
| 目数 | 6～8 | 8～12 | 12～20 | 20～40 | 40～70 | ＞200 |
| 比例 | 24～25％ | 3～4％ | 24～25％ | 9～10％ | 9～10％ | 29～30％ |
2)优化烘炉曲线，低温时，降低升温速率，高温时升高升温速率，并将保温平台后移，其烘炉曲线如下：
| 温度区间℃ | 0~200 | 200 | 200~600 | 600 | 600~1100 | 1100 | 1100~1550 | 1550 |
| 升温速率℃/h | 40±5 | 0 | 80±5 | 0 | 100±5 | 0 | 75±5 | 0 |
| 升温时间h | 5±0.5 | 5±0.5 | 5±0.5 | 3±0.5 | 5±0.5 | 3±0.5 | 6±0.5 | 2±0.5 |
3)减小保温层的厚度，其厚度为5～7mm，耐火层的三层结构厚度为：烧结层厚15～20mm，过渡层厚40～70mm，松散层厚30～60mm。其分布更趋于合理。
本发明与现有技术比效具有以下积极效果：由于配方的改进，烘炉曲线的优化，筑炉工艺的创新，合理分布耐火层(三层)的结构，使炉衬内壁脱落减少，且比较光滑，炉龄逐步提高，可达到404炉，可连续运行6个多月。现有的无芯感应工频炉每年要筑炉8-10次，并且只满足10万吨电解铝阳极组装所需铁水的熔炼，本发明改进后的无芯感应工频炉能满足30万吨电解铝所需阳极的组装，产量是原来的三倍，每年也只需筑炉6-8次，以此推算，每年少筑20多次工频炉，可节约成本近60万元，大大降低了人力、物力、财力的消耗，同时也确保了工频炉的安全运行，以及降低了因筑炉次数的减少对环境的污染，产生了良好的经济效益和社会效益。同时本发明在采用无芯感应工频炉，中频炉作熔炼炉且采用石英砂作耐火材料炉衬的金属铸造领域同样具有很好的运用推广价值。
具体实施方式
实施例：
本发明的无芯感应工频炉炉衬的制备方法如下：
1.配料：采用6种粒级相对连续的石英砂进行配比，并调整其比例范围，具体配方如下：
无芯感应工频炉底部：硼酸含量：1.3％
| 目数 | 6～8 | 8～12 | 12～20 | 20～40 | ＞200 |
| 比例 | 14.3％ | 10.7％ | 25％ | 21.4％ | 28.6％ |
无芯感应工频炉中部：硼酸含量：1.5％
| 目数 | 6～8 | 8～12 | 12～20 | 20～40 | 40～70 | ＞200 |
| 比例 | 24.1％ | 3.6％ | 24.1％ | 9.6％ | 9.6％ | 29％ |
2.筑炉：分成两天完成所有工作，第一天铺炉、配料、筑炉底，第二天筑炉壁和炉口，这样在保证工艺要求的条件下，合理分散了劳动量，分配了职工体力，保证了筑炉质量。
3.采用优化的烘炉曲线烘炉：低温时，降低升温速率，高温时升高升温速率，并将保温平台后移，其烘炉曲线如下：
| 温度区间℃ | 0~200 | 200 | 200~600 | 600 | 600~1100 | 1100 | 1100~1550 | 1550 |
| 升温速率℃/h | 40 | 0 | 80 | 0 | 100 | 0 | 75 | 0 |
| 升温时间h | 5 | 5 | 5 | 3 | 5 | 3 | 6 | 2 |
4.保温层(石棉板)的厚度为5～6mm，耐火层的三层结构厚度为：烧结层厚15～20mm，过渡层厚40～70mm，松散层厚30～60mm。
Claims (1)
1.一种无芯感应工频炉炉衬的配制方法，其特征在于按以下方法进行：
1)采用6种粒级相对连续的石英砂进行配比，调整其比例范围具体如下：炉底部：硼酸1.3～1.5％
目数
6～8
8～12
12～20
20～40
＞200
比例
14～15％
10～11％
25～26％
21～22％
28～29％
炉中部：硼酸1.3～1.5％
目数
6～8
8～12
12～20
20～40
40～70
＞200
比例
24～25％
3～4％
24～25％
9～10％
9～10％
29～30％
2)优化烘炉曲线，低温时，降低升温速率，高温时升高升温速率，并将保温平台后移，其烘炉曲线如下：
温度区间℃
0~200
200
200~600
600
600~1100
1100
1100~1550
1550
升温速率℃/h
40±5
0
80±5
0
100±5
0
75±5
0
升温时间h
5±0.5
5±0.5
5±0.5
3±0.5
5±0.5
3±0.5
6±0.5
2±0.5
3)减小保温层的厚度，其厚度为5～7mm，耐火层的三层结构厚度为：烧结层厚15～20mm，过渡层厚40～70mm，松散层厚30～60mm。
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