行业知识

筑炉和烘炉烧结工艺对炉衬使用寿命的影响

 

选择正确的筑炉工艺和合理的烘炉烧结工艺能够确保在炉衬烧结后获得合理的三层结构,即烧结层、半烧结层和缓冲层。合理的三层结构中各层的初始厚度大致比例各占1/3炉衬厚度。这是炉衬具有较高使用寿命和保证安全生产必不可少的条件。
制订正确的筑炉工艺需注意如下几点:
1)选择优质袋装硅质干振料,可以确保:
获得具有高的SiO2含量和较低的Fe2O3含量的含优质石英晶型的硅砂;
具有科学的颗粒级配,有利于炉衬达到理想的捣结密度(通常要求在2.1 g/cm3以上);
大部分袋装料采用硼酐做胶结剂,可以缩短烘烤时间;
通常的袋装料内硅质砂的含水率低于0.5%
 
2)选择合适的保温层厚度,可以有效地控制烧结层厚度,调节炉衬的热损失。图4为保温层厚度对于散热和炉衬分层结构形成的影响。从图4可以分析出,过厚的保温层固然可以降低散热损失,但是却明显地提高了保温层与炉衬接口的温度,其结果是降低了炉衬内的温度梯度,使炉衬合理的分层结构趋于消失。因此,选择合适的保温层厚度对于获得较长的炉衬寿命将是非常重要的。但是实际上,这点往往被忽视。
3)根据熔化温度选择合理的硼酸(或硼酐)加入量,见图5所示,或征求硅质干振料供货商的建议。采用硼酐(无水硼酸)作为胶结剂的优点是减少烘炉时硼酸内结晶水的析出,缩短烘炉时间,避免大量水汽对感应器绝缘及炉衬耐火度的影响。从公式2可知,硼酸在301时被分解为水和硼酐,由此式可以计算出,采用硼酐时的用量为使用硼酸的58%左右。表3为对于采用硼酐或硼酸作胶结剂的炉衬所推荐的炉衬烘烤速率。可见,前者的升温速率较后者快50%左右。
171                         301
2H3BO3 2H2O + 2HBO2 3H2O + B2O3 ----------------------------------------------(公式2
3

 
胶结剂

炉容 / 升温速率
硼酐作胶结剂的炉衬
硼酸作胶结剂的炉衬
1 ~ 3 t
180(℃/h
120(℃/h
4 ~ 5 t
150
100
16 ~ 35 t
100
60
4
a) 4 t炉不同保温层厚度时的炉衬散热 b) 30 t炉不同保温层厚度对分层结构的影响
5 硼酸 / 硼酐加入量与熔化温度之间的关系
4)选择合适的筑炉器材,严格按照规范的筑炉捣结作业程序进行。
常用的筑炉方法和器材有如下几种:
手工捣筑法筑炉(1);
电动振动机筑炉法(2),见图6
电动筑炉机筑炉法(3),见图7
气动振动器筑炉法(4),见图8
气动锤击机筑炉法(5),见图9
可以根据每个铸造车间的不同条件,选用不同的筑炉器材。上述5种筑炉方法和器材的使用效果的基本分析见下表4
4
比较项目
手工捣结
筑炉法 (1)
电动振动机
筑炉法 (2)
电动筑炉机
筑炉法(3)
气动振动器
筑炉法 (4)
气动锤击机筑炉法(5)
筑炉时间 (hr)
50
24
15
15
12
筑炉人员()
6
4
2
2
2
筑炉质量
★★
★★
★★★★
★★★★★
炉衬使用寿命
受人为因素影响较大
受人为因素影响
较稳定
稳定
稳定
筑炉机械价格
--
1
4
2
4
综合性价比
--
★★
★★★
★★★★
注:本表以10吨感应电炉的资料做比较。
电动振动机筑炉法(2

电动筑炉机筑炉法(3)详询网址:http://www.fugaiji.com


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