中频感应电炉熔炼工艺

作者:洛阳万乐电力设备厂 / 公众号:luoyangwanle 发布时间:2019-11-03

1、总则
1.1、本工艺文件是我公司用中频炉炼钢、炼铁的一般性工艺文件。
1.2、本工艺文件是我公司用5t、3t、1t中频感应炉炼钢、炼铁的过程中指导性文件,是检查、验收的主要依据。
1.3、凡我公司从事炼钢、炼铁、备料人员、主管领导、技术人员、检查人员必须熟练和掌握本守则。
2、炉体、电气、水冷系统的维护
2.1、炉体
2.1.1开炉之前或停炉都要认真检查炉体的侵蚀情况,如有局部侵蚀过深(炉壳厚<60~70)则需用补炉糕修补。如果侵蚀面积较大可考虑整圈补炉,最好是用局部钢圈炉胆干补。补炉时必须事先清除渗入炉壳的金属及钢渣。
2.1.2炉壳如果上下周围都侵蚀严重,再继续熔炼有漏炉危险时,则应重新打结炉壳。
2.1.3破除旧炉壳时可用风铲、铁钎等工具,但要注意不要碰坏感应圈和耐火胶泥。首先打掉里面烧结层,外层就很容易清除。
2.1.4如果耐火胶泥或感应圈绝缘局部被破坏要修补好,清理干净残砂。
2.1.5炉胆的准备:炉胆的尺寸和要求如下各图:
2.1.6中频炉的炉衬坩埚分为酸性炉衬、碱炉衬和中性炉衬三种。酸性炉衬适用于冶炼普通碳素钢和低合金钢;碱性炉衬适用于冶炼高锰钢和合金钢;中性炉衬(天津联矿供料)可熔炼各种牌号的钢。
材料名称
炉衬材料
炉领材料
硅砂粒度(mm)
5~6
2~3
0.5~1
硅石粉
1~2
0.2~0.5
硅石粉
配比(质量分数%)
25
20
30
25
30
50
20
2.1.7酸性炉衬的材料配比如下表:
2.1.8酸性炉衬用硅砂做耐火材料,对化学成分要求为:SiO299~99.5%杂质含量:Fe2O3≤0.5%,CaO≤0.25%,Al2O3≤0.2%,水份≤0.5%。
2.1.9打结炉衬的粘结材料为硼酸,其加入量质量分数为1.7~2.0%。对硼酸的化学成分要求是:B2O3≥98%;水≤0.5%;粒度要求应小于5mm。
2.1.10炉衬材料的配制:将各种规格石英粉混在一起与硼酸干混均匀,不加湿润剂。最好是用搅拌机或混砂机混合均匀。打结炉衬时最好是干法打结炉衬质量好。炉领用强度较高的材料打结。一般用10%水玻璃或20%的粘土加少量水玻璃为粘结剂。
2.1.11碱性炉衬用镁砂做耐火材料,镁砂有重烧镁砂和电熔镁砂两种。所用镁砂须经过磁选,清除其中含铁杂质。保证炉衬绝缘性能。
2.1.12碱性炉衬材料组成如下表:
电炉容量Kg
炉衬材料组成(质量分数%)
粒度组成(质量分数%)
镁砂
电熔镁砂
电熔氧化铝
5~80mm
3~5mm
1~3mm
<1mm
10~30
70~80
30~20
30
45
25
250~3000
50~20
50~80
20
25
35
20
≥10000
70~60
30~40
——
——
——
——
2.1.13碱性炉衬用粘结剂及组成(占镁砂重量的百分数%)
名 称
硼 酸
水玻璃
粘 土
硼酸粘结剂
1.5~2.5
——
——
水玻璃粘结剂
——
5
——
水玻璃-硼酸粘结剂
1
5
——
粘土-硼酸粘结剂
1.5~1.8
——
2~2.5
2.1.14中性炉衬中电熔氧化铝是很好的中性炉衬材料。我公司是用天津联矿供给的材料打结5吨的炉衬。
2.1.15在打结炉衬之前,为保证感应器与炉衬之间的绝缘,并减少炉衬内部热量向外散失,在紧靠感应器放一层石棉布或云母等材料。
2.1.16炉衬的打结:将混合好的炉衬材料铺在石棉布上并逐层捣实,直到接近感应圈底部。放好炉胆,找准中心并将其固定。分批加入炉衬材料,每批厚度约为20~30mm,并逐层捣实,特别是炉体底部锥体部分,务求捣实。
2.1.17打结炉衬时一吨炉用人工手撞打结,五吨和三吨炉可用震动打炉机捣实。
2.1.18打结好的炉衬要进行烧结,一般是供电烘烤,其烘炉规范如下:
石英砂炉衬的烧结工艺:
温度(0C)
1600
1300
1040
780
520
260
说明:
①烘炉前将炉内加满金属料,而且要加得越密越好,防止炉胆在烧结过程中提前变形。
②以不大于110℃/小时升温速度,把炉料加热到1000~1100℃保温2~6小时。
③再以110℃/小时加热速度,使初始炉料熔化量达到90%并开始加料。继续加料到满炉。
④炉料全部化透再以220℃/小时,升温到1600℃,保温烧结2小时。
⑤降温至出钢温度,开始生产。
2.2、电气
2.2.1电气包括电源柜、控制柜、水冷电缆、感应圈和电容等。在送电之前应仔细检查各部位是否正常,各连接部位有无松动。
2.2.2对电器部位加强日常保养与维护,定期进行吹扫灰尘,防止金属灰尘造成短路,对各连接部位的螺栓定期紧一紧,防止因振动造成松动而虚连。对老化线皮要予以更换。
2.3、水冷系统
2.3.1开炉前仔细检水冷系统各部管路有无老化和开裂,对老化管路要及时更换。
2.3.2在熔炼过程中要时刻注意水温度变化和流量情况。如有堵塞要及时疏通,水温升高要查找原因。
3、炉料的准备
3.1、对炉料的要求
3.1.1对炉料尺寸的要求:5吨炉料截面尺寸不超300×500,长度不超过1800;3吨炉料截面不超过200×450;长度不超过1500;1吨炉炉料截面不超过100×300;长度不超过1200。
3.1.2炉料表面不能有油污,不能有严重的锈蚀。不准有炮弹、封闭容器和两端不通的管子
3.1.3每批炉料要求化学成份接近,不可混杂生铁、铜和其他金属。
3.1.4切屑必须压成块入炉,而且只能冶炼成分要求不严格的铸件。
3.2、配料
3.2.1配料时要充分考虑各个元素在炉内烧损的情况,酸性炉衬和碱性炉衬各元素烧损量有差别,配料时应考虑炉衬情况。
3.2.2酸性中频感应电炉不氧化法,熔炼的合金元素收得率
如下表:
元素名称
合金名称
适宜的加入时间
收得率%

金属镍
装料时
100

钼铁
装料时
98

钨铁
装料时
98

铬铁
装料时
95

锰铁
出钢前10分钟
90

硅铁
出钢前7~10分钟
100

钒铁
出钢前7分钟
92~95
3.2.3碱性中频感应炉不氧化法熔炼的合金元素收得率
如下表:
元素名称
合金名称
适宜的加入时间
收得率%

金属镍
装料时
100

金属铜
装料时
100

钼铁
装料时
100

铌铁
装料时
100

钨铁
装料时
100

铬铁
装料时
97-98

锰铁、金属锰
装料时
90
还原期
94-97

氮化锰、氮化铬
还原期(加稀土时)
40-50
还原期(不加稀土时)
85-95

钒铁
还原期
95-98

硅铁
出钢前10分钟
90

金属铝
出钢前3~15分钟
93-95

钛铁
出钢前插铝终脱氧后加入
85-92

硼铁
临出钢前加入,或出钢时加在盛钢桶中冲熔。
50
3.2.4配料计算时为降低成本,对昂贵的金属原料要控制在低限。其他元素可控制在中下限。
4、装料与熔炼
4.1、装料
4.1.1所有炉料必须过称检斤后加入炉内,以便控制钢水总量,便于调整控制其成分。
4.1.2装料顺序:首先在炉底加些小料,小料上加入可以装炉时加入的铁合金,上面加大料,更大的料加在炉衬的边缘,大料之间加小料。炉料装的紧有利透磁和导电。
4.1.3当钢水升到感应圈以上时,钢水顶面温度较低,电磁搅拌效果减弱,不要再装新大截面料,防止封炉。
4.2、熔炼
4.2.1中频感应炉熔炼有酸性与碱性炉衬的不同,还有氧化法与不氧化法的冶炼方法不同,视不同钢种,采取不同方法冶炼。
4.2.2酸性感应炉不能用来冶炼高锰钢,也不适于冶炼含铝和含钛的钢种。不适用于氧化法炼钢。
4.2.3炉料装好后,可以通电熔化。首先供给60%左右的功率,待电流冲击停止后,再加大至最大功率,使其迅速熔化。
4.2.4在熔化过程中,注意捣料助熔,防炉料“搭桥”和封顶。
4.2.5)当熔炼普通碳钢,在炉料比较好时,可在炉料熔化到95%时取样,进行化学分析,并继续熔化其他炉料。
4.2.6在冶炼合金钢,已将部分合金料在装料时装入炉内,则必须在炉料全部熔清后取样。
4.2.7冶炼普通碳钢,在炉料全部熔清后,扒出全部钢渣。根据化学分析结果调整C、Si、Mn的成份,并把温度提高到出钢温度。在园杯试样收缩良好时,加铝或脱氧剂进行终脱氧,脱氧剂或铝加入量为1kg/吨钢水。
4.2.8停电倾炉出钢,钢水在钢包内镇静5-8分钟后,进行浇注,成品化学分析试样可在钢包中或炉中取(取样工具必须清洁,烘干后使用)。
4.2.9在冶炼合金钢时,根据化学分析结果,调整各元素的成分,达到标准要求后,可提温、取样终脱氧出钢。

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