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感應(yīng)電爐設(shè)備結(jié)構(gòu)
感應(yīng)爐是利用電磁場感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)化為熱能,使金屬爐料發(fā)熱熔化的高溫熔煉設(shè)備。按結(jié)構(gòu)分,有無芯感應(yīng)爐(坩堝式)和有芯感應(yīng)爐(溝槽式)兩大類,如圖3-1~圖3-3所示。
無芯感應(yīng)爐結(jié)構(gòu)示意圖
無芯感應(yīng)爐爐襯結(jié)構(gòu)示意圖
有芯感應(yīng)爐爐襯示意圖
感應(yīng)爐具有、節(jié)能、低污染、成分易調(diào)節(jié)(無芯爐)、氣氛易控制等點,因此在鑄造、煉鋼、有色熔煉、精密合金生產(chǎn)等方面得到了廣泛應(yīng)用。然而,感應(yīng)爐的發(fā)展在一定程度上卻受高功率電源以及長壽命耐火材料的限制。隨著大功率晶閘管變頻電源的開發(fā)和可靠性的提高,中頻感應(yīng)電爐逐步取代工頻感應(yīng)電爐以及感應(yīng)爐,向大容量、高功率方向發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴展,工作條件日益苛刻,從而對耐火材料提出了更高的要求。
感應(yīng)電爐耐火材料提出了更高要求 你能滿足嗎?
感應(yīng)電爐耐火材料的要求
感應(yīng)爐耐火材料處于相對單薄的斷面(見圖3-2)和許多熔煉操作的強侵蝕性環(huán)境的使用條件下,而經(jīng)常成了停爐的原因。這表明感應(yīng)爐已成了所有耐火材料應(yīng)用場合中具有挑戰(zhàn)性的一個。
感應(yīng)爐煉鋼方法按耐火材料性質(zhì)分為酸性冶煉法和堿性冶煉法。酸性冶煉法冶煉時造酸性渣,所以耐火材料主要為石英砂和鋯英石,其打結(jié)、供烤、燒結(jié)過程與冶煉鑄鐵時相近。石英砂或者鋯英石爐襯一般用于低碳鋼或者低合金鋼的冶煉。堿性冶煉法冶煉時造堿性渣,所以耐火材料為中性、堿性耐火材料或者石墨坩堝等,適用于高合金鋼、特殊鋼、精密合金鋼等鋼種的冶煉。
在歷史上,有多種系列耐火材料用于感應(yīng)爐內(nèi)襯(見表3-1),其中SiO2質(zhì)和鋯英石質(zhì)由于其酸性曾經(jīng)偶爾被采用,并延續(xù)至今,但更流行的感應(yīng)爐煉鋼用耐火材料主要是高鋁質(zhì)、MgO-CaO質(zhì)和由Spinel組成的耐火材料。
無芯感應(yīng)爐耐火材料清單表
感應(yīng)爐由于功能的多樣化,需要多種高性能耐火材料與之相適應(yīng)。也就是說,耐火材料在感應(yīng)爐中的應(yīng)用,不僅需考慮爐型、爐體結(jié)構(gòu)和熔煉工藝,而且也要考慮耐火材料的材質(zhì)及其從常溫到工作溫度之間的礦物相、物理性能變化過程和變化機理;同時還要根據(jù)應(yīng)用要求,特別是革新設(shè)備的應(yīng)用要求進行耐火材料的選擇和材料性能的改進。
在煉鋼應(yīng)用爐日趨大型化和高功率化的今天,重點則采用A12O3基耐火材料并盡量提高其使用性能。由于“配料熔煉”(使用直接還原鐵球作添加料等)無芯感應(yīng)爐的侵蝕性環(huán)境和嚴峻的熱震條件,須向A12O3基耐火材料中配入MgO、鉻礦(包括Cr2O3粉)和預(yù)合成Spinel等,以化材料的性能。
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