说明，中频炉湿法筑炉是在筑炉材料中加入一定量的水 混合均匀后 用湿法打结炉衬 主要介绍湿法筑炉钢坩埚模形状的改进 绝缘层和绝热层的辅设 炉衬材料的配制和打结 烘炉与烧结 同时 对湿法筑炉及其烘炉与烧结方法进行探讨
 1、中频电炉湿法筑炉
     在中频炉上采用湿法筑炉技术 炉龄最高达到169炉 平均为30%中频电炉湿法筑炉的炉龄达# ! %炉 在非连续性生产条件下用于熔炼铸铁轧辊达到如此高的炉龄 实属一大进步 (L中频电炉湿法筑炉获得成功 是对传统干法筑炉的一大挑战湿法筑炉即在炉衬材料中加入一定量的水 混合均匀后用湿法打结炉衬 炉衬打结后取出钢坩埚模用木柴烘烤数小时后即可装料进行熔炼 湿法筑炉与干法筑炉相比 每次筑炉可以节约一个钢坩埚模 节约烘炉时间! "多小时 节约烘炉用电约200度 并且基本实现当天筑炉当天可以开炉熔炼"

2、 中频电炉湿法筑炉的方法
2.1 钢坩埚模形状的改进
     中频电炉钢坩埚模原设计见图%- 它是由两个平截空心圆锥体组成的钢坩埚模 这种结构的钢坩埚模在筑炉时有一个缺点 就是在 % 部位存在死角砂子不易打结实 容易在该处造成漏铁液 改进后的钢坩埚模形状见图%P 它是一个平截空心圆锥体的钢坩埚模 这一改进使筑炉时打结方便 不存在死角 从根本上解决了原钢坩埚模 % 部位打结困难并不易打结实的难题 实践证明 这一改进十分成功 是提高炉龄的关键之一

湿法筑炉用的钢坩埚模是永久性的 即每次筑炉完毕之后取出钢坩埚模 下次可以继续使用 每使用一次之后 钢坩埚模表面最好涂一层防锈油 防止生锈 下次使用前应把油擦干净 使钢坩埚模表面光洁平滑 以利于筑炉毕容易取出并且不会损伤炉衬内壁

2.2 绝缘层和绝热层的铺设

     3t中频电炉的绝缘层和绝热层 一般由玻璃丝布 云母板 石棉板 石棉布组成 但由于湿法筑炉的炉衬材料中含有较多的水分 在烘炉和烧结过程中会产生水蒸气 为了有利于水蒸气顺利排出 湿法筑炉的绝缘层和绝热层材料仅采用两层石棉布 而不用玻璃丝布 云母板和石棉板 石棉布既绝缘又绝热 同时透气性又较好 因此 湿法筑炉时仅采用石棉布是比较合理的 筑炉成本也可以大幅度降低

2.2.1炉底铺设炉底铺!层石棉布 要求两层交错铺设 每层平整无皱折

2.2.2炉壁铺设

     紧靠感应圈内壁铺两层石棉布 铺设时 要先上后下 每层平整无皱折 纵缝搭接用水玻璃粘住 相邻两层接缝错开伸出上平面约% # "00的石棉布用水玻璃粘贴在炉子上口耐火砖平面上 并用铁块压牢 防止筑炉时石棉布往下移动 用此法铺设绝缘层和绝热层操作简单方便"

2.3炉衬材料的配制和打结

2.3.1炉衬材料及其配制

     炉衬材料采用精制石英砂 对石英砂化学成分要求如下 Q , ;! 含量应大于) &[ 碱金属氧化物 \!;7 - !; 含量应小于"* # "[ : J !;( 含量应小于"* 6 #["
助烧结剂采用硼酸 要求 硼酸含量大于) 3[ 硫酸盐含量小于"* ’[ 氧化物含量小于"* " #[ 并应经6 "& "目筛子过筛炉衬材料配比如表% 硼酸加入量为![ 水分为5%—6%!!石英砂 硼酸和水按比例加入后 用人工方法混拌均匀 配制好的材料用纺织袋盖好 放置% !I再用 夏天气温高 为防止水分蒸发 可用湿纺织袋盖上 配制场地应清扫干净 在拌制过程中应防止钢屑和铁屑混入"

2.3.2炉衬打结

      3t中 频 电 炉 按 设 计 要 求 炉 底 厚 度 控 制 在150mm左右 炉壁厚度控制在6 "00 左右 用人工方法打结炉衬 炉底材料打结实后刮平 再用平头锤打平 炉底厚度和水平度测量合格后再放入钢坩埚模钢坩埚模放入要使周围壁厚尽可能均匀 这可用(块同样厚度 一头小于炉衬壁厚 一头大于炉衬壁厚的木楔均匀插于钢坩埚模四周 将钢坩埚模压紧于炉膛中心并固定 为防止打结时松动 在钢坩埚内应放入一定重量的石英砂袋 压住钢坩埚模 防止炉衬打结过程中钢坩埚模往上抬 钢坩埚模固定后 即可进行炉衬打结 炉衬一层一层地填筑并打实 每层厚度不超过50mm 并要先铺摊均匀后再打实 人工打结时 采用多人分班操作 每班人， 每打结10—15min , 1即换班 要求用力均匀 打结过程中(人围炉子缓慢旋转换位 以避免各人用力不均造成密度不同 在打结过程中要特别注意不要碰坏石棉布 否则石棉布损坏部位会造成漏砂 因此 发现石棉布损坏应马上补好。"

      炉衬打结完成后 把钢坩埚模用行车缓缓吊起 然后全面检查炉衬内壁打结质量 如发现有局部不紧实处可补充打结实 吊起钢坩埚模时 升速不宜过快 并应做到边敲击钢坩埚内壁边慢慢提升 防止拉坏新筑的炉衬 取出钢坩埚模之后 把高出炉衬上口的石棉布剪掉 将炉衬上平面打平并把炉口修好 在炉衬上平面和出铁口可用水玻璃作为粘结剂 与炉衬材料混合 填筑前先刷上一层水玻璃 然后把填料打实

2.4烘炉与烧结

      湿法筑炉完成之后 仅用木柴进行烘烤 用于烘炉的木柴为30—60kg 分几次加入炉膛内 使之完全燃烧对炉衬进行烘烤 用木柴烘烤数小时之后 即可装料进行熔炼 对于非连续生产的工厂 第二天再装料进行熔炼 装料前应先将炉膛内的木炭灰清理干净之后才可进行加料 中频电炉烘炉不用电 这是湿法筑炉的特点湿法筑炉熔炼第一炉铁液时 炉料要清洁无锈 料块应尽量小一些 加料时一定要轻放 不要碰坏炉壁因为此时的炉壁仅经木柴烘烤 炉壁的强度和硬度都较低。送电熔炼前15min , 1用800w使炉衬升温速度不宜过快 有利于炉衬中的水分排出和石英的晶型转变 随后功率升至进行正常熔炼第一炉铁液温度升至1400—1500kw后保温1500c 使炉衬进行烧结 第一炉的熔炼时间一般120—130min为了得到一个良好的釉面内壁 除了第一炉尽量用干净无锈的小块炉料外 并应在铁液熔炼后扒去铁液表面的渣子 加入%M 2左右的碎玻璃

2.5 炉衬的修补

     非连续性生产的中频炉每使用一次之后由于种种原因均会造成炉衬和出铁口损坏 特别是炉衬上段 由于熔炼较大废辊时爆裂形成的冲击使炉衬产生裂纹 损坏较为严重 因此 每使用一次之后都必须进行修补 达到延长衬命的目的修理前应先将要修理处的残铁清理干净 修补炉衬的材料配比同炉衬材料配比修补炉衬上平面和出铁口用粒度略细的石英砂用水玻璃为粘结剂 炉子上口和上平面及出铁口修好后最好刷上一层黑铅粉涂料 这对于防止该部位粘铁很有效 修补面积较大的 修毕后仍要用木柴烘烤。

3 湿法筑炉及其烘炉与烧结方法的探讨
3.1 炉衬材料石英砂中的含水量问题在湿法筑炉的材料中要加入#[ 3[的水分 在湿法状态下进行打结炉衬 而它的炉龄却比干法筑炉还要高出许多 这是什么原因呢？我们认为采用湿法筑炉时 水可做为堆积石英砂混合料颗粒的润滑剂由于石英砂混合料中含有一定量水分 湿法筑炉比干法筑炉炉衬容易打结实 而且 在打结过程中石英砂不会产生颗粒偏析 从目测情况看 湿法筑炉的打结效果好 研究表明 石英砂的颗粒偏析会破坏合理的粒度配比 导致炉衬材料的烧结性变差 强度和耐急冷急热性能下降 以及体积密度降低 据此可以认为湿法筑炉衬的烧结较好 强度较高 耐急冷急热性能较好同时 炉衬的体积密度较大 这些都有利于提高炉衬的使用寿命。

3.2木柴烘炉与快速烧结时石英晶型转变问题
3.2.1石英 Q , ;! 的晶型转变%自然界或低温下稳定存在的都是 $ 石英 $ 石英加热至# 6 (W时快速转变为 $石英 在# 6 ( & 6 "W$ 石英稳定存在 当有烧结剂 矿化剂 时 $ 石英在& 6 "W缓慢转变为$ 鳞石英 并伴有% 3[的体积膨胀$ 鳞石英在 & 6 " %’ 6 "W 稳定存在 $ 鳞石英在%’ 6 "W转变为 $ 方石英 $ 方石英在%’ 6 " %6 % (W稳定存在 当温度高于%6 % (W时开始缓慢熔融 $方石英在正常冷却条件下并不转变为 $ 鳞石英在实际使用的石英砂中 由于加入了硼酸 且原材料中含有少许杂质 Q , ;! 的晶型转变按有矿化剂的条件下进行 即 $ 石英 # 6 (W ($ 石英 & 6 "W ($ 鳞石英 %’ 6 "W ($ 方石英

3.2.2烘炉与烧结烘炉与烧结要达到!个目的 排除炉衬材料中的水分 完成石英砂的晶型转变且不开裂 最终获得由 $ 方石英形成的烧结层 半烧结层和未烧结层(层结构的炉衬 在不同的温度完成不同的任务 在不同的温度区间控制不同的升温速度烧结过程是在高温下使石英砂料的接触面上出现液相结合 形成连续的烧结网络 通过网络使整个石英料联成一个整体! 烧结后的炉衬断面分为烧结层 半烧结层 未烧结层 烧结层要求密度大 强度高表面裂纹少 砂粒颗粒之间全部熔化 烧结网络均匀完整 烧结层的厚度约占全壁厚的( 6[ ’ &[ 半烧结层是烧结层和未烧结层之间的过渡区 在该区内部分颗粒的接触面开始熔化 烧结网络不完全 该层的作用是缓冲烧结层的应力 阻止烧结层内产生的裂纹向外延伸 半烧结层的厚度约占全壁厚的28%—32%未烧结层是半烧结层和感应圈之间有一层完全没有烧结的原始砂料 这层砂料起着绝热的作用 当炉衬在加热和冷却时 也起着体积膨胀和收缩的作用未烧结层的厚度占全壁厚的27%—32%。

     助烧结剂采用硼酸 它的主要作用是降低石英砂的烧结温度 硼酸的化学式为 C( F ; ( 当硼酸加热脱水而成硼矸 它的分子式为 F !; ( Q , ; ! $ F !; ( 系相图’ 见图! 由图可知 Q , ; ! 的熔点为%6 % "W F !; (的熔点为’ # " W F !; ( 与 Q , ; ! 形成的共晶物只有( 6 !W 就是说F !; ( 作为石英质料的助烧结剂时 在( 6 !W就会出现液相。

用木柴烘烧时 炉衬内壁表 层 温 度 可以达到# " "W 高于硼酸和F !; ( 与Q , ; ! 形成的共晶物的熔点 这时助烧结剂可以使表层石英砂烧结 提高炉衬内壁表层的强度 由于烘炉温度不高和时间较短 加上炉衬较厚 6 "00 因此 炉衬中的水分不可能全部排出 只有在熔炼第一炉铁液过程中才能全部排除和进行烧结 生产中发现 在熔炼第一炉铁液时 炉衬外壁经常有较多的水蒸气排出。"

      新炉衬第一炉熔炼铁液 时间为除开始送电前用功率慢速升温外以后就在正常的功率下熔炼 铁液温度达到时也只保温而中频电炉干法筑炉一般烘炉和烧结时间均在干法筑炉比湿法筑炉烘炉和烧结时间高出倍为什么湿法筑炉只用干法筑炉"时间就能把炉衬烧结好并进行正常使用石英的晶型转变又是如何完成的？这些在目前尚无法进行解释。"3t中频电炉湿法筑炉炉龄炉的这套炉衬报废后检查发现 炉衬烧结层为占炉衬壁厚半烧结层和未烧结层均在左右占炉衬壁厚的( "[左右 未烧结层的石英砂是完全没有烧结的原始砂料 拆炉时用水一冲即散 实践证明 这套炉衬的烧结是十分完美的 因而炉龄高 根据实际情况 我们认为可能是中频电炉的功率密度大升温速度快 可以在很短时间内使炉衬表层石英砂烧结 形成一定厚度的烧结层 而在随后的连续熔炼过程中 烧结层逐渐加厚 直至达到理想的烧结层厚度为止。"

4结论
1、在中频电炉上采用湿法筑炉获得成功 湿法筑炉简单方便 省时省电 成本较低 劳动条件好 炉衬寿命长。
 

2、钢坩埚模的形状由两个平截空心圆锥体组成改为一个平截空心圆锥体它从根本上解决了前者在炉衬打结中存在死角的难题                                      

3、 湿法筑炉的炉衬材料在湿法打结过程中 容易打实 不产生石英砂的颗粒偏析 炉衬的体积密度较大均匀度提高。