中頻爐熔煉碳鋼爐襯失效原因分析和對(duì)策(上)

廠家：中頻爐熔煉碳鋼爐襯失效原因分析和對(duì)策(上) 日期：：2020-02-03 瀏覽次數(shù)： 87

中頻爐爐襯裂紋傾向大和不耐鋼液沖刷是中頻爐失效的主要原因，選擇比較容易燒結(jié)、裂紋和崩裂傾向小、耐鋼液沖刷等特點(diǎn)的中頻爐爐襯材料，采用適當(dāng)?shù)臓t襯修筑和維護(hù)工藝，能使中頻爐爐齡從 45 爐次提高到 70 爐次以上。

目前，鑄鋼熔煉主要使用電弧爐和感應(yīng)電爐兩種方式；近些年來，隨著技術(shù)水平的提升和中頻無芯感應(yīng)電爐（以下簡稱中頻爐）熔煉具有方便、環(huán)保、工藝和設(shè)備簡單等優(yōu)勢，使用中頻爐熔煉碳鋼越來越多，特別是在一些中小型的鑄鋼廠里已經(jīng)成為了普遍的現(xiàn)象。許多廠家的 2t 或 2t 以下的小型鑄鋼熔煉采用中頻爐，爐襯采用了硅砂打結(jié)，爐襯壽命多在 30 爐次以下，雖然爐襯壽命短但由于材料價(jià)格低廉和購買便利、爐襯修筑簡單等原因，許多廠家都一直在沿用著。但大中型中頻爐爐襯修筑比較困難，修筑時(shí)間長，對(duì)生產(chǎn)安排影響大，從安全性上講,大中型中頻爐的要求更高。因此，日常生產(chǎn)中大中型中頻爐爐襯的安全、壽命、中頻電爐爐襯使用費(fèi)用都是鑄鋼廠所關(guān)注的焦點(diǎn)。

柳工機(jī)械股份有限公司鑄鋼廠每年熔煉鑄鋼鋼液約 16000t，使用 6t 中頻爐和 3t 電弧爐熔煉碳鋼。長期以來中頻爐使用一家知名的爐襯材料供應(yīng)商提供的爐襯材料，但一直存在著中頻電爐爐襯壽命偏短的問題，平均爐襯壽命約 45 爐。爐襯壽命偏短導(dǎo)致頻繁的修筑爐襯和烘爐，對(duì)生產(chǎn)組織和成本控制都帶來了很不利的影響。為了解決這個(gè)問題，從 2008 年 6 月開始，我們開始在延長爐襯壽命方面進(jìn) 行探索。我們首先進(jìn)行了中頻爐煉鋼爐襯的失效原因分析。根據(jù)對(duì) 2008 年全年筑爐 25 次的失效統(tǒng)計(jì)，目前的中頻電爐爐襯材料最主要缺點(diǎn)是裂紋傾向大，爐襯容易因裂紋而導(dǎo)致多處崩裂、造成局部區(qū)域過薄而失效；其次是中頻電爐爐襯下部燒蝕過快導(dǎo)致爐襯失效。失效原因分類見圖 1。

針對(duì)以上主要失效原因，我們對(duì)其產(chǎn)生的根源進(jìn)行了分析，見表 1。

根據(jù)以上分析，我們認(rèn)為，要延長中頻電爐爐襯壽命，必須首先解決爐襯裂紋傾向大和不耐鋼液沖刷的問題，決定采取以下措施：（1）選擇具有比較容易燒結(jié)、裂紋和崩裂傾向小、耐鋼液沖刷等特點(diǎn)的爐襯材料，不特別強(qiáng)調(diào)耐高溫性能，進(jìn)行爐襯材料工藝試驗(yàn)。（2）探索爐襯修筑和維護(hù)的工藝；每個(gè)車間都應(yīng)該有適應(yīng)自己特點(diǎn)的修筑和維護(hù)工藝。（3）對(duì)爐襯修筑和維護(hù)工藝標(biāo)準(zhǔn)化。

2009 年 2 月，我們與一家知名的爐襯材料供應(yīng) 商共同按照我們提出的性能要求選擇了一種爐襯材料并進(jìn)行首次工藝試驗(yàn)。首次試驗(yàn)爐襯壽命為 40 爐次，未達(dá)到預(yù)期要求。分析原因?yàn)闋t膛中下部局部燒蝕過大造成失效，如圖 2、圖 3 所示。從試驗(yàn)后拆爐過程看，爐襯整體未發(fā)現(xiàn) 有大的裂紋和崩裂。這說明這種爐襯材料產(chǎn) 生裂紋的傾向性很小，安全性較好。爐襯的上部和爐底損壞較小；但是在爐身中下部，爐身 1/3 高度上有明顯的較大燒蝕區(qū).