中頻爐搗打料掛渣現象分析
爐襯粘渣的形成機制
中頻爐熔化過程中的造渣是不可避免的,中頻感應爐的粘渣通常積聚在爐壁上部區間的工作感應線圈位置。
爐渣的成分與加入爐料的成分相關,爐料的清潔程度對爐渣形成有極大的影響。因為其中的氧化物和非金屬雜質難溶于金屬熔液中,而通常是以乳濁液的形態懸浮其中。感應電爐工作時,感應電流會對金屬熔液形成極大的攪拌力,懸浮與其中的渣顆粒在這樣強大的攪拌作用下會逐漸長大,其受到的浮力也會逐漸增加。當浮力大于攪拌力作用時,長大的渣粒就會上浮進入熔液表面渣層,至此,即可通過機械的方式去除,比如采用除渣劑挑出。
那么爐襯粘渣是怎么形成的呢?
原來,當長大的渣粒在上浮過程中,因強力攪拌的作用,這些渣粒在離心力的作用下會逐漸向爐壁靠近,當灼熱的渣與爐壁爐襯接觸時,由于爐襯的溫度相對較低,而渣的熔點相對較高。當爐襯溫度低于渣的凝固溫度時,渣就會附著在爐襯上冷凝成固態,這就是爐壁粘渣。了解這一粘渣的形成機制,有助于我們理解為什么粘渣通常出現在爐襯上部的工作線圈區域。同時,我們也意識到,爐渣的熔點,也就是凝固溫度越高,越容易被爐襯冷卻,形成粘渣。
如果不采取措施避免爐襯粘渣的形成,爐壁會變得越來越厚,有效爐容逐漸減小,同時熔煉的效率也會大大下降,導致整個生成效率出現明顯的降低。
爐襯粘渣的去除方法
1) 機械破除法
所謂的機械破除法,就是等爐襯粘渣出現后,采用機械的手段,比如鐵鍬,鐵棍等刮去爐襯上的粘渣。機械破除法會導致如下的問題
- 為了使得爐襯上的粘渣易于刮除,常常會提高熔煉溫度,使粘渣變軟易于去除。這一操作不但增加額外的電耗,同時高溫會導致爐襯的破壞,影響使用壽命
- 工人在刮除爐渣時,為了保證操作安全,又會降低電爐功率,而電爐功率的降低,會導致電效率的下降,實質就是導致熔煉電耗增加。
- 機械破除法會對爐襯表面不同程度的造成破壞
電能利用率與電耗的關系見下圖:
2)化學破除法
所謂的化學破除法是與機械破除法完全不同的方式,根據爐渣形成的原理,改變粘渣形成機制,從根本上破除爐襯粘渣的可能性。
分析爐襯粘渣的形成機制可以發現,如果渣的凝固溫度低于爐襯溫度,則即使渣在上浮過程中與爐襯接觸,爐襯溫度降低也不會讓渣的溫度低于其凝固溫度,從而避免爐渣在爐壁上凝固形成粘渣;瘜W破除法正是利用這一原理,通過添加一些助劑,改變爐渣理化性能,降低其熔點。
以前常用螢石(主要成分是CaF2)來作為降低渣熔點的溶劑,但是單純使用螢石的效果并不明顯,并且會導致爐襯侵蝕,使用不當反而會加劇爐襯壽命下降。更為嚴重的事實是CaF2是具有放射性的物質,長期使用會對人身體造成很大的傷害,因此這一產品已逐漸被淘汰。
通過對爐渣特性的深入研究,SlagR能夠有效改善爐渣性能,降低熔點,降低爐渣粘度,提高爐渣流動性,而且其不含對人體有害物質,是去除爐襯粘渣最為有效的化學熔劑。總之三點:干凈的爐料、勤快的操作、適當的溫度。
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