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熔炼炉结构及内衬材料寿命影响介绍

编辑:威尼斯   浏览:   时间:2020-09-29

 
熔炼产物和威尼斯平台登录的使用条件
精炼过程的目的,在于净化粗铜或转炉铜,用生成氧化物和转化为炉渣的方法除去锌、锡、铁、锑、铅、铋等各种杂质。
在精炼的阶段,粗铜在熔池内经受氧化熔炼,生成氧化亚铜并溶解于金属熔池中,使熔池中的杂质氧化。
在熔融的金属熔池中,不溶解的氧化物彼此也相化合,同熔池的内衬(主要是炉底)化合,并浮至熔池表面上。有些氧化物会挥发,而另一些氧化物则被炉墙和梁直烟道的耐火砌体所吸收。
精炼的第二阶段是“青木还原”作业,即从熔融的锏中置換出溶于铜中的二氧化硫和使氧化业铜还原为金属锏。
在放出氧化熔炼期生成的炉渣之后,往炉中插入“青木”(即新砍伐的树木的木杆)。青木迕金域熔池干馏过程中,析出碳氢化合物和碳氧化合物分解的气态产物,从而激烈地搅拌熔池.促使气态夹杂物析出。然后,用层木炭覆盖熔池表面,炉中保持弱还原性气氛并加入新的“青木”。由于有青木气态蒸馏物和木炭中的炭,使氧化亚铜还原为金属铜。精炼过程的前期,炉中的气氛是氧化性的,熔炼过程是在1150~1170℃进行。精炼的后期炉气为还原性的,青木还原过程在1120?1130℃进行。
现在“青木还原”已为重油或氨气或液化石油气、天然气等取代。
在精炼铜时,在氧化培炼阶段,炉底和炉墙的耐火内衬也参与生产过程。
酸性内衬能促使铁、锌、钴的氧化物良好地造渣并生成硅酸盐(在铅含量大时,使用酸性炉衬尤为合理)当取用碱性炉衬时,为使铅生成硅酸盐,必须采用酸性熔剂。
在碱性炉衬的炉中,镍、砷和锑排除得比较完全。这是因为氧化镁能分解难以转化为炉渣的镍和铜的砷化物,并同这些化合物生成砷酸盐。
在精炼过程中,硅砖炉顶大量吸收铜的氧化物,这就是精炼时铜会损失的原因。
 
熔炼工艺对炉衬材料使用寿命的影响
1、工作状况对炉衬材料使用寿命的影响
连续熔炼和间歇熔炼对炉衬材料的使用寿命有着很大的影响。在连续熔炼时,炉衬材料始终是处于热状态,受温度剧变的影响小。间歇作业时,每熔炼一炉炉衬材料就会从低温一高温一低温周期性的急冷急热地变化一次。这种急冷急热变化的结果就会使炉衬材料产生裂纹,从而使炉衬材料的使用寿命降低。
 
除镁铝尖晶石质炉衬材料外,镁质和石英质炉衬材料的耐急冷急热性是很差的。其中石英质炉衬材料尤其显著,在炉衬材料加热和冷却过程中,炉衬材料烧结层的线膨胀或收缩率.9%。也就是说每间歇冶炼1炉,炉衬材料的体积将产生一次膨胀和收缩。在800℃以下这种变化率大,如果炉衬材料处于连续熔炼的条件下,炉衬材料壁的温度将不会低于800℃,这样炉衬材料体积的变化率是很小的,产生裂纹的时间也将推迟,炉衬材料的寿命得以提高。因此,为了延长炉衬材料的寿命,熔炼铸铁的大型工频炉停炉时,必须使坩埚温度保持在800℃以上。
 
熔炼过程中溶液会通过威尼斯平台登录基体中的毛细孔道渗入到威尼斯平台登录基体内部侵蚀炉衬材料。渗入到威尼斯平台登录基体内部的成分包括;渣中的CaO、SiO2、FeO;钢液中的Fe、Si、Ai、Mn、C,甚至还包括金属蒸气,CO气体等。这些渗入成分沉积在威尼斯平台登录毛细孔道中,造成威尼斯平台登录工作面的物理化学性能与原威尼斯平台登录基体的不连续性,在操作温度急变下将出现裂纹、剥落和结构疏松,严格地说这个损毁过程比溶解损毁过程严重得多。
以碱性电炉炉衬材料为例,提高氧化镁含量及黏度,既有利于减少对炉衬材料的侵蚀,有利于提高集渣效果。
 
2、熔炼温度对炉衬材料使用寿命的影响
熔炼过程中钢液的温度过高,会造成炉渣温度升高,对炉衬材料的侵蚀加剧,使炉衬材料沿渣线过早的损坏。此外,高温还会促使钢液的流动性加速并加速向炉衬材料的裂纹渗透,加剧了金属液对炉衬材料的化学侵蚀。在尽量控制熔炼温度的同时,也不要出现长时间高温或保温等待浇铸的情况,过高的温度不但易使合金烧损,同时能耗也会增加。总之,熔炼温度越高炉衬材料的使用寿命越低。
 
高温的作用下炉衬材料材料中的SiO2会与钢(铁)液中的C发生还原反应,快速侵蚀炉衬材料。
 
高温保持是正常情况下炉衬材料浸蚀的主要原因,应尽量减少高温保持时间。高温出铁、低温浇铸,一直是操作的准则。但是每一种铸件都有其熔化工艺要求,在达到适合的温度时,不要过于追求过度的高温,要经常观察和测温。满足工艺要求即可,做到低温熔化、快速升温。高温钢液停留在炉衬材料中时间越长,对炉衬材料的侵蚀越大。
 
熔炼炉结构和用威尼斯平台登录
熔炼炉是采用200~2500Hz中频电源进行感应加热,功率范围为20~2500KW,根据其特点亦可称为中频电炉。主要用于贵金属如黄金、铂金、银,铜,铁,不锈钢,铝合金,铝等其它金属的熔炼和提温,是大学实验室,研究所,手饰加工,精铸件加工的理想设备。电源采用IGBT进口功率器件,更加集成化小型化,有效输出功率达到90%以上,省电节能,比传统可控硅中频节能60%。
结构介绍
整套熔炼炉电炉设备包含中频电源柜,补偿电容,炉体(两个)及水冷电缆、减速机。炉体由炉壳、感应圈、炉衬、倾炉减速箱等四个部分组成,炉壳用非磁性材料制成,感应线圈是由矩形空心管制成的螺旋状筒体,熔炼时管内通冷却水。线圈引出铜排与水冷电缆连通,炉衬紧靠感应圈,由石英砂打实烧结而成,炉体的倾动由倾炉减速箱直接转动。倾炉减速箱系二级涡轮变速,自锁性能好,转动平稳可靠,出现紧急断电时看收工倾炉,避免危险。可以通过选炉开关对两台炉体的倾炉减速箱电动机的控制进行选择,带有四芯橡皮线的开关盒能使操作者站在合适位置对炉体的倾动,复位进行点动控制。目前一般3吨以上熔炼炉已经不采用上述的机构,倾炉以液压油缸为主,感应铜圈外部有若干个均布的仿弧形磁轭,防止漏磁。采用该种方法,炉壳不需要用非磁性材料制成,炉壳外部不发烫。采用液压倾炉装置倾炉过程平缓,安全。
工作原理:
熔炼炉利用中频电源建立中频磁场,使铁磁材料内部产生感应涡流并发热,达到加热材料的目的。中频电炉采用 200-2500Hz中频电源进行感应加热,熔炼保温,熔炼炉主要用于熔炼碳钢,合金钢,特种钢,也可用于铜,铝,铅,锌等有色金属的熔炼和提温.设备体积小,重量轻, 效率高,耗电少,熔化升温快,炉温易控制,生产效率高。
 
设备特点
1.电炉体积小,重量轻、效率高、耗电少;炉子周围温度低、烟尘少、作业环境好;
2.操作工艺简单、熔炼运行可靠;更换品种方便。
3.加热温度均匀、烧损少、金属成分均匀;
4.铸件质量好、熔化升温快、炉温易控制、生产效高;
5.根据其在工业中的特点可称为工业炉,电炉,高频电炉,小型电炉,节能炉。
6.炉体可电动倾倒,便于出来,特别适合于浇铸。
 
冷却系统
熔炼炉的冷却系统主要冷却电源和炉体两大部分。电源部分包括电源柜内各个电源器件和电力电热电容组。电源部分由精密电器元器件组成,冷却管道比较细为了防止管内结垢堵塞管道所以一般使用软化水或者纯净水。
电炉和电源采用独立的冷却装置。中频电源采用全封闭冷却装置,炉体采用全封闭冷却装置。
熔炼炉采用相互独立的二套冷却装置的目的是为了避免相互影响。因为中频电源需要低温的冷却水(纯净水),出水温度要控制在55°C以内,但电炉感应线圈的冷却水温度可以略高,这样反而能够提高电炉的热效率,同时减小冷却装置的体积,进而减低造价。
熔炼炉和熔化炉的区分:
 
熔炼炉通常是指将金属或非金属熔化、调整其成份、去其杂质,获得所设定成份的工业炉;而熔化炉则是指将金属或非金属熔化成液体的工业炉。两者的区别一个是炼,一个是化。其类型大致如下:熔炼炉:高炉及高炉出铁场;炼钢炉、混铁炉;铁合金熔炼炉(如明弧电炉、铝热法熔炼炉、焙烧回转窑、矿热电炉和多层机械焙烧炉等);有色金属熔炼炉(如鼓风炉、闪速炉、烧结炉、转炉和精炼炉等)
熔化炉:冲天炉、化铁炉(如铸造用各类冷风、热风冲天炉及各种化铁炉);金属熔化炉(如各种炼铜炉、化铅炉熔铝炉等);非金属熔化、冶炼炉(包括玻璃熔炉、刚玉冶炼炉、硅冶炼炉和耐火及保温材料熔化炉等)。
 
熔炼电炉炉底用威尼斯平台登录 
熔炼电炉炉底炉体由威尼斯砌体、钢结构及基础墩组成。
炉底与基础之间由基础墩支撑,构成架空式结构。
由于熔炼电炉炉底温度较熔炼反射炉炉底温度高,为保护炉底,一般都采用架空结构,用自然通风或强制吹风进行冷却。
威尼斯砌体由炉底、炉墙、炉顶组成。
熔炼电炉炉底结构为砖砌反拱式炉底,反拱砖层数为2~3层,炉底总厚度一般为1250~1300mm。由下往上依次为炉底钢板(40mm)、耐火浇注料(95~150mm)、粘土砖(230~300mm)、镁砖(760mm)。也有不用耐火浇注料,直接砌粘土砖(500mm),其上用镁砖(760mm)砌成反拱式炉底。
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