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中頻爐線圈保護(hù)涂料的實(shí)驗(yàn)研究
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中頻爐線圈保護(hù)涂料的實(shí)驗(yàn)研究
中頻爐熔煉現(xiàn)場，由于爐襯打結(jié)不良或煉鋼后期爐襯裂紋嚴(yán)重，有時出現(xiàn)鋼水穿透爐襯燒熔感應(yīng)圈而影響生產(chǎn)，甚至造成設(shè)備或人身事故。
1、 保護(hù)涂料性能實(shí)驗(yàn)和配方的選擇
1.1 保護(hù)涂料配制的理論依據(jù)
根據(jù)感應(yīng)線圈的工作條件，保護(hù)涂料必須具備耐火度高、隔熱性好、熱震穩(wěn)定性高、絕緣性能好的特點(diǎn)。因此，我們選擇了高鋁礬土熟料作骨料，高溫耐火水泥做促凝劑，另加少許粘結(jié)劑的三種配方，經(jīng)過篩選確定其中一種為生產(chǎn)用料。
1.2 涂料性能的實(shí)驗(yàn)
(1)耐火度的實(shí)驗(yàn)
原料雖有理論耐火度，但配制成涂料后有什么變化，沒有準(zhǔn)確的把握。為確保安全生產(chǎn)，我們限于條件做了簡易而可靠的耐火度實(shí)驗(yàn)。按表2的三種配方，各加水調(diào)成漿狀，制成三個小塊試樣，直徑80mm，厚度40mm。養(yǎng)護(hù)兩天，自然干燥。然后采用氧——乙塊火焰（溫度達(dá)2999烘烤半小時，并集中在試樣面上某一點(diǎn)烘烤15分鐘，進(jìn)行耐火度測試。其．中1’試樣發(fā)生熔化，2’試樣稍有熔化，3’試樣未熔。試驗(yàn)證明，3’試樣經(jīng)2000℃高溫灼燒而不軟化，證明其耐火度在1750℃以上與理論耐火度基本相符。這樣我們選擇了3*試樣的成分配比作為保護(hù)涂料進(jìn)行研究。
(2)熱震穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)
按照“耐火混凝土熱震穩(wěn)定性檢驗(yàn)方法”( YB2206-77)｛2｝，我們將3“試樣放入1100℃的電加熱爐內(nèi)，保溫加熱一小時，取出試樣立即放入溫度為20℃的流動冷水中至冷卻，取出干燥后再行試驗(yàn)10次，試樣未見破損和裂紋。實(shí)驗(yàn)證明3“試樣熱震穩(wěn)定性能良好。
(3)絕緣性能的實(shí)驗(yàn)
采用(2)中的加熱方法，3’試樣在電加熱爐內(nèi)保溫加熱一小時后取出，在高溫和室溫不同狀態(tài)下用搖表測量試樣上任意兩點(diǎn)間的電阻，阻值均為無窮大。實(shí)驗(yàn)證明3’試樣配方的涂料在高溫或低溫狀態(tài)下均不導(dǎo)電。
(4)保護(hù)涂料配方的選擇
根據(jù)以上各有關(guān)物理性能的測試，我們選定了3‘試樣的配方作為感應(yīng)線圈的保護(hù)涂料。
2、 實(shí)際生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)
2.1 實(shí)驗(yàn)條件
500kg、250kW、IOOOHz中頻煉鋼電爐；冶煉鋼種鑄造45號鋼；3真真保護(hù)涂料。
2.2 實(shí)驗(yàn)過程
在銅質(zhì)感應(yīng)線圈內(nèi)壁涂上20mm厚3“試樣配方的保護(hù)涂料。自然養(yǎng)護(hù)**，用電爐
絲通電加熱烘烤**。干燥后，用搖表對保護(hù)層涂料內(nèi)外表面的上、中、下各部位取點(diǎn)檢測
絕緣性能。電阻值為無窮大，只是爐底部電阻值為10兆歐，基本符合開爐條件。第三天按
常規(guī)搗打爐襯，烘干后開爐煉鋼，冶煉過程正常。
3、 試驗(yàn)結(jié)果分析
3.1 試驗(yàn)結(jié)果
(l)有效地提高了爐齡。**個爐役冶煉42爐，超出原平均爐齡21爐的一倍。
(2)防止鋼水溢透，保護(hù)銅感應(yīng)圈。停爐時爐襯有明顯裂紋，在爐膛的中、下部位有個別裂紋，深度可達(dá)保護(hù)涂料的接觸面，拆爐襯后保護(hù)涂料層表面光滑整潔，無任何裂紋。實(shí)
驗(yàn)證明鋼水未能侵蝕感應(yīng)圈。涂料確有保護(hù)作用。
(3)縮短了冶煉時間。由原來3h/爐到2. 8h／爐，節(jié)省時間。
(4)防止銅感應(yīng)線圈的氧化腐蝕。銅感應(yīng)圈在加熱狀態(tài)下極易氧化，尤其在煉鋼狀態(tài)下，爐外殼溫度有二、三百度銅質(zhì)感應(yīng)圈最易氧化腐蝕。這在拆、打爐襯時，可觀察到此種情況。使用保護(hù)涂料后，可使其與氧隔絕，防止氧化腐蝕，延長使用壽命。
(5)保護(hù)涂料可以連續(xù)使用。在我們實(shí)驗(yàn)期間，該保護(hù)涂料已使用了三個爐役。
3.2 試驗(yàn)結(jié)果分析
(l)爐齡之所以提高了一倍，很明顯就是涂層的隔熱保溫作用。爐襯是以Mg0為主的鎂質(zhì)材料，鎂質(zhì)材料的**弱點(diǎn)就是線膨脹系數(shù)較高，體積變化對溫度的敏感性高，故它的耐急冷急熱性差。爐襯的破壞往往就是由于自身各部份溫差較大或外界溫度變化而造成的。在使用涂層后，由于涂層保溫作用使?fàn)t襯與涂層界面處的溫度可保持在400度，左右，這就比沒有涂層時大大降低了爐襯的內(nèi)外溫差，亦即減小了內(nèi)外體積變化的差異，也就是減小了爐襯的破壞應(yīng)力，從而延長了破壞時間，使?fàn)t役期增長。另外中頻爐在生產(chǎn)的間歇操作中，爐襯的溫度也在不斷的變化，由于涂層的保溫作用，這種溫度變化的范圍也
會減小故而也能延長爐襯壽命。
(2)縮短冶煉時間的原因是明顯的。在使用涂料層以前感應(yīng)圈內(nèi)的冷卻水帶走子大量的熱量，這無疑要耗用一部份電能。當(dāng)使用涂層后，由于涂層的良好的保溫性能，很好地阻
隔了相當(dāng)部份的熱能損失，提高了電熱效率，從相對意義上講等于增加了電功率，增加化
鋼能力，縮短冶煉時間是必然的。
(3)保護(hù)涂料可用于實(shí)際生產(chǎn)。保護(hù)涂料經(jīng)過多爐役不散不裂，可長期使用。在我們實(shí)驗(yàn)期間也走訪了有關(guān)單位，有的單位也類似地使用了保護(hù)涂料，但一個爐役后就發(fā)現(xiàn)涂料產(chǎn)生多處裂紋或松散不能使用，與我們所用的涂料相比相差較遠(yuǎn)。我們考慮因爐襯較厚可達(dá)250mm左右，若再加厚保護(hù)涂料，其保溫效果更佳，同時可節(jié)省大量鎂砂爐料提高經(jīng)濟(jì)效益.
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