中频感应电炉熔炼过程中的节能问题

       
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中频感应电炉熔炼过程中的节能问题

中频感应电炉熔炼过程中的节能问题

来源:高频焊机|退火机|淬火机|中频锻造炉|熔炼炉|感应加热设备  浏览: views  发布时间:2019-11-26

熔铁炉

铸造在国民经济发展中占有十分重要的地位,为机械产品提供铸件。但铸造又是个高投入、高消耗、高成本、低效益的行业。在铸造生产中,能源和材料的投入约占产值的55%~70%,因此,合理利用能源,节约能源,降低消耗是铸造行业一项重要任务。

熔炼是铸造生产过程中的重要工序。用于熔炼的能耗约占整个铸造生产能耗的50%。中频感应电炉熔炼具有优质、高效、灵活、稳定、环保和可控等优势,现已被广泛用于铸造生产。因此,铸造工作者应在中频感应电炉熔炼过程中的节能降耗方面多做工作。

1、提高中频感应电炉坩埚寿命

中频感应电炉坩埚是中频感应电炉设备系统中的重要组成部分。坩埚在熔炼过程中承受着高温作用和炉渣的化学侵蚀;承受着加料时炉料的冲击;尤其间断生产时,反复加热和停炉冷却时的急冷急热的变化等,严重时造成金属液穿炉而报废。目前反复经历急冷急热的坩埚寿命一般在70~80炉之间,主要报废的情况是炉壁开裂和炉底块状脱落,造成铁水钻出。提高中频感应电炉坩埚寿命不仅可以增加铸件产量,而且可以减轻工人的劳动强度,降低铸件生产的综合成本。想要获得较高炉龄,需要做好以下几点:

1)根据焙炼材质、生产纲领、炉子的容量来选定炉衬材料;

2)要选用性能好、有效成分纯度高、杂质少,合理粒度配比的耐火材料;

3)正确选用合理的筑炉工艺,强化筑炉过程控制,注重炉衬各部位的结合度、紧实度和均匀性;

4)严格烘炉烧结工作制度,烧结阶段温度要比平时出铁温度高50℃~80℃,保温2h~3h;控制加热速度,低温阶段900℃以前升温速度为1.2℃/min,这有利于炉衬材料中水和结晶水的析出,在900℃保温2h~3h后石英砂稳定产生相变,否则升温过快将导致石英砂急剧相变,从而降低炉龄;确保烘炉时间,使炉衬的水分缓慢排尽。确保新炉首炉要烧结好,以期获得合理的三层结构,即:烧结层、半烧结层和缓冲层的初始厚度大致各占三分之一;

5)做好各项用炉工艺,尽量避免缺陷的产生,做好中频感应电炉设备系统以及坩埚的维护和保养,延长炉衬的使用寿命。

2、中频感应电炉使用过程中的节能

众所周知,中频感应电炉是利用中频电源建立中频磁场,使坩埚内铁磁材料产生感应涡流发热,达到加热炉料熔化炉料之目的,中频感应电炉熔炼时,如果操作不当,会增加能耗,应在炉料准备、加料、熔炼、出炉等方面规范操作,科学管理,达到节能降耗,提高能源利用率。

2.1 炉料的准备

炉料的准备对节能降耗有很大作用。如果炉料中有4%的杂质,将会有4%的能量用来熔化这些杂质。为此,要尽可能对炉料进行喷砂处理;应根据坩埚的内径、高度来选择炉料的块度。太大或太小的炉料都会影响熔炼的效率和质量。一般炉料直径与坩埚直径之比为0.28~0.3,熔化钢时,如果采用启熔块,其直径应小于坩埚直径20mm~30mm,高度为坩埚高度的三分之一,质量为总容量的40%~50%;如果采用废钢(铁)屑作炉料,废钢(铁)屑应进行打包,大、长型炉料应切割。炉料入炉前应进行预热,去除水分、油污、挥发物及其他杂质,这样既保证熔炼操作人员的安全,又能节电,提高金属液质量。要掌握各种炉料的化学成分,进行批量计算,合理搭配炉料,确保熔炼的金属液符合要求。

2.2 加料

装料的密实程度直接关系到炉料的熔化速度,要求坩埚底部、中部、炉料的堆积密度越大越好。装料时应下紧上松,大小料搭配。小块或轻薄、屑炉料等不宜冷炉时加入,而应在有金属液时直接加入,以降低电耗。采用废钢增碳熔炼工艺时,先加入增碳剂(炉底、增碳剂分批加入),然后加回炉料再加废钢。如有剩余铁水时,要等到炉底增碳剂、回炉料等坩埚内炉料红热时方可加入。

大电炉应采用加料机和炉料预热装置,以减少装料时间,缩短熔化周期,提高生产效率。

2.3 熔化操作

要有合理的供电制度。通常开始通电时,功率达60%左右,待电流冲击停止后,应迅速将功率调节到最大值,加快熔化速度。合理的炉前操作技术,控制好后续的加入量。采用每次少加多次加入的加料方式,避免一次性冷炉加料过多,如果炉内金属液条件许可时,炉料可放在炉口进行预热。要做到勤观察、勤捣料、勤加料,防止炉料搭棚,炉料搭棚会使炉内金属液过多时间加热,温度过高,同时在处理搭棚时,强行捣料,撞击炉衬,会缩短坩埚寿命。

熔炼操作中,熔炼钢水或采用废钢增碳工艺熔化铁水,需进行炉前化学成分分析,此时熔炼操作中,需降低功率,采取保温或降低温度,以减少高温金属液对炉衬的侵蚀,待结果出来,调整成分合格后,快速升温达到出炉温度要求。电炉熔炼操作规程如下:

1)检查炉衬、炉口烧损无误后,先加入坩埚容量的1/3干净炉料方可启动中频电源;加料原则是小块、厚实料放入坩埚底部,有了熔池后再加入轻薄料和大块料,要求装料时坩埚中的金属炉料密度尽量最大。

2)通电4min~8min内供给40%~60%左右的功率(即800kW~1200kW),后逐渐将功率增至最大值。

3)当铁水熔化出1/3以上后,陆续加入增碳剂,不允许一次性加入所有增碳剂,注意增碳剂需与炉料一起加入。

4)熔炼过程中要经常检查炉衬的烧损情况、中频电源柜上各种仪表、冷却水循环状况;炉膛里不准有炉料架空棚料现象,如有此现象,随时注意捣料,防止“搭桥”。

5)95%的炉料熔毕时,取样进行成分分析,并将其余5%的炉料加入炉内继续熔化;为防止铁水溢出,铁水液面与炉沿保持100mm的距离。

6)全部炉料熔毕后,降低功率至40%~60%,倾炉扒渣,测温,待铁水符合工艺要求后方可出铁水。

7)为保证下炉铁水熔化率,炉内应留300kg左右的铁水,并及时添加新炉料,继续通电熔炼。

8)如果不是连续生产,最后一炉铁水需出干净,不得剩余铁水;停炉后冷却水不能停,仍须循环6h方可停循环水泵。

2.4 控制金属液的出炉温度

在保证浇注质量的前提下,尽可能地降低钢(铁)液的过热温度,达到缩短熔化时间节电的目的。要在盛钢(铁)水包的表面及时放上覆盖剂,防止钢(铁)液表面与空气接触氧化吸气和降温过快。

2.5 延长连续熔炼时间

电能单耗与熔炼方式有关,合理安排生产,要尽可能安排集中连续熔炼,增加一次熔炼的炉次,延长每次连续熔炼时间,减少冷炉熔炼次数,进而达到节电的目的。

 

3、结束语

本文从提高中频感应电炉坩埚的寿命、中频感应电炉熔炼方面叙述了节能工作。但中频感应电炉熔炼的节能工作是一项系统工程,要从原材料、设备、工艺、管理等方面入手,综合运用相关技术方法,采取相应技术措施,达到技术节能和管理节能。


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