中頻爐熔煉碳鋼爐襯失效原因分析和對策(下)

廠家：中頻爐熔煉碳鋼爐襯失效原因分析和對策(下) 日期：：2020-02-03 瀏覽次數： 106

中頻爐爐襯材料的第二次試驗情況 3.2.1 試驗方案 ●針對首次試驗中出現的爐襯材料耐燒蝕不足的情況，向供應商提出在原來材料基礎上，增加耐火骨料組分。 ●如需要分兩次出鋼時，在第二次出鋼前控制包內鋼液溫度不高于 1650℃，也不允許長時間（超過 10min）保溫等情況。 ●熔煉過程中出現卡料或出現下料過慢時及時處理。 ●引入中期燒結工藝，在中頻爐開爐 20 爐次后進行一次高溫燒結，使爐襯重新得到硬化層。 ●在 40～50 爐次時中修，把中頻爐爐襯中修工藝標準化列入常規操作。 ●試驗預期壽命為 70 爐次。

2009 年 4 月進行了第二次試驗。在整個中頻爐開爐過程中，有過 5 次較長時間的停爐，中頻爐爐膛未出現大裂紋。在爐齡 25 爐次時，進行第二次燒結，燒結工藝是在燒結溫度保溫 2h。在爐齡 42 爐次時，在爐襯中下部出現較大的燒蝕區，進行第一次中修，中修工藝是使用短坩鍋和爐襯材料修筑爐膛底部，經過短暫燒結后正常開爐（圖 4）。在爐齡 69 爐次時，爐膛情況正常（圖 5），使用短坩鍋進行第二次中修。在爐齡 79 爐次時，因中頻爐設備原因停止試驗，爐膛良好。

本次試驗爐齡 79 爐次達到了預期壽命，說明試驗方案合理，試驗成功。從試驗過程中觀察到：中期燒結有效地減緩了爐襯的損耗速度，措施有效；兩次中修均達到了預期目的，使用短坩鍋中修應對爐膛下部的較大燒蝕區效果良好，措施有效。

中頻電爐爐襯修筑和維護工藝標準化根據兩次試驗的情況，我們編制了《鑄鋼中頻爐爐襯修筑和中修維護標準》，把中頻電爐爐襯中期燒結工藝、中修工藝編入標準。 2009 年 9 月以后，我們對所選用的爐襯材料和標準進行了后期驗證。到 2010 年 2 月，共修筑了 7 個爐襯，除一個爐襯因設備原因損壞，爐齡 43 爐次外，其余的 6 個爐襯爐齡都達到了 70 爐次以上。修訂后的《鑄鋼中頻爐爐襯修筑和中修維護標準》經過實際生產驗證后于 2009 年 11 月在公司正式發布。

對中頻電爐爐襯損壞和維護的分析根據 9 次試驗和長期的開爐觀察，我們對中頻電爐爐襯在整個使用周期的損壞情況進行了歸納。（1）初期：中頻電爐開爐 25 爐次以前是爐襯使用的初期階段。燒結良好的爐襯具有良好的燒結硬化層。此階段出現的問題主要是爐襯修筑或燒結質量達不到標準導致。爐襯損耗主要是加料時爐料的機械沖擊和鋼液沖刷。在開爐到 25 爐次左右，爐襯下部的硬化層基本損耗完畢，鋼液沖刷會明顯加劇。（2）中期：開爐 25～50 爐次是爐襯使用的中期階段。在此階段爐襯的最初燒結硬化層已經損耗，鋼液的沖刷和爐襯的崩裂是主要損壞原因。如在此期間進行爐襯的中期燒結，重新燒結出新的硬化層將會大大減緩爐襯的損耗。爐襯的大崩裂是此階段的最危險因素，如果出現多處大的崩裂會直接導致爐襯壽命結束，而且容易造成爐襯滲漏等安全問題。在此階段爐襯的下部會出現較大燒蝕區（俗稱大象腿）。（3）后期：開爐 50 爐次后。在出現了明顯的下部燒蝕區（大象腿）后，如果不進行維護，爐襯壽命會很快結束。后期維護主要是進行爐襯中修。中修有兩種形式： ①使用爐嘴料進行下部燒蝕區修補：在燒蝕區清除爐渣、余鐵和灰塵后從需要修補的下沿起，將修補用的爐襯材料小心地壓在爐襯上，用木錘打緊實，與爐襯結合好，如此操作，直到補好全部中修區域。將補好的爐襯表面修整平整、光潔，不要突出相鄰的爐襯表面（圖 6），中修完畢后，用 600℃以下的低溫將修補的材料緩慢烘干，烘干后首次加料采用人工加料方式，禁止用料斗加料。這樣修補可以延長爐齡約9 爐次，適用于爐膛整體狀況較差，爐膛上部已經燒損較大的情況。 ②使用短坩鍋修補：在爐膛下部放入短坩鍋，采用爐嘴塑性材料把短坩鍋與爐底的接觸部分封堵好，將爐襯材料加入短坩鍋與爐壁空隙中，按照修筑爐襯方式修筑（圖 7）。第一爐手工加爐料。中修后第一爐采用小功率（10%）烘爐 4h，然后用小于 30%的功率進行熔化，在鋼液漫過所修新爐襯后，可以 60% 的功率進行熔化。在燒結溫度鋼液至少保溫 1.5h。新修爐襯可以使用 20～25 爐次。此工藝適用于爐膛上部損壞較小，無崩裂，只是下部燒蝕較大的情況。

總結（1）爐襯材料選擇必須適應生產需要。燒結溫度較高的材料往往也具有較好耐高溫性能但容易開裂，采用這種材料在開爐初期爐襯的燒結層較好時有較好的耐高溫和耐沖刷性能，但如果日常熔煉溫度遠遠達不到爐襯燒結溫度，在使用一段時間后，一旦原始的燒結層局部消耗完后，暴露出來的沒有燒結良好的局部爐襯很容易受到嚴重損壞。而且，爐襯裂紋傾向大對爐襯的維護是非常不利的。因此，熔煉合金鋼等需要較高熔煉溫度的場合適用于采用較高燒結溫度的爐襯材料，而日常熔煉溫度需求不高的場合則不應該盲目追求高燒結溫度的爐襯材料。如果開爐是間歇性的，必須要特別注意材料的裂紋傾向不能大。（2）爐襯壽命要提高必須改變只重視筑爐和燒結，不重視維護的做法。適宜的中期燒結、中修能夠大幅度延長爐襯壽命。（3）爐襯修筑和維護必須標準化，保證修筑和維護的質量