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      整體澆注材料在熔鋁爐上的應用

        整體澆注耐火材料在熔鋁爐上的應用整體澆注冶金爐技術是用耐火澆注料在現場一次澆注成型爐體耐火材料的一種冶金爐砌筑方法。這種技術在國內外鋼鐵行業已被廣泛應用,許多鋼鐵行業的冶金爐都是整體或局部一次澆注成型的,國外資料上也有熔鋁爐爐體用耐火澆注料整體澆注的報道。據資料介紹,這種技術的特點在于其結構整體性好,無磚縫,整體強度高,因而爐體壽命較長。由于有這些優點,國內有色冶金行業也開始結合自己特點,在一些爐體上試用這種技術。

        A廠為國內較大的鋁熔鑄廠,現有16臺熔鋁圓爐,4臺20噸圓爐,4臺50噸圓爐,并配有相應的靜置爐。圓爐工作溫度最高達1200℃,靜置爐最高工作溫度達1000℃。圓爐采用爐頂揭蓋加料,小爐為三個爐門人工扒渣,大爐為兩個爐門機械扒渣作業。原料為鋁錠、廢料鑄棒、廢料型材和鑄軋鋁卷。每個靜置爐也有兩個爐門供扒渣和精煉操作。以往爐體都是用耐火磚砌成的,一些部位極容易損壞,從而影響了爐體壽命和生產效率。比如圓爐爐頂圈部位,由于采用將爐蓋揭開從爐頂加料的方法,在加料過程中,經常會出現料斗和料本身磕碰圓爐頂周圈的情況。由于爐頂周圈是用粘土磚砌成的,磚與磚之間粘結力差,磕碰就會使其中某塊磚松動脫落,其它磚因無擠靠力,一磕碰就會更快地松動脫落,所以一般一兩個多月后爐頂圈就會出現一段一段的磚脫落現象,至使圓爐要經常停下來修補爐頂周圈,嚴重影響了爐子的壽命和使用效率。又如爐門部位,以往用磚砌,操作時用金屬耙于從鋁液中扒渣,反復操作過程中會扒松某一塊磚,這樣其它的磚也會松動脫落,進而在爐門處出現缺口,如不及時修復,鋁水極易從此處跑出。類似會經常出問題并需經常修補的地方還有圓爐門拱、框、靜置爐門扒渣坡、導爐虹吸箱等部位。另外磚砌爐盞也存在嚴重的易損問題。爐蓋呈圓拱形,是用耐火拱角磚和三種契形磚一圈一圈砌成,爐蓋在操作過程中需反復開揭,一年中要經歷幾千次急冷急熱過程。爐蓋的損壞是個別拱角磚先剝落掉塊,接著是一周圈磚都剝落往下掉。磚砌爐整平均壽命最多兩年。

        由于A廠幾臺熔鋁爐都存在上述現象,嚴重影響公司生產任務的完成,所以該廠與我公司合作,結合鋁熔鑄生產具體工藝,對熔鋁爐進行用耐火澆注料局部澆注爐體,以提高爐體整體使用壽命的技術改造。

        全部工作分三個階段。第一階段是小范圍試驗,觀察效果。首先用PCHyMOR1700超高強低水泥澆注料澆注兩臺20噸圓爐爐頂周圈,即在圓爐上頂周圈打制一個整體圈梁。圈粱內徑為4500mm,高度為400mm,厚度為300mm。澆注體經過烘烤之后投入使用。經過一年的使用,1000多個熔次,化鋁11000多噸,爐頂周圈整體結構基本完好,無大段松動脫落現象。

        由第一階段使用情況來看,爐體頂圈部位的使用壽命較以往砌磚的有較大提高,達到了預想效果。

        在第一階段工作經驗的基礎上,進行了第二階段的擴大試驗。除繼續使用PCHyMOR1700超高強低水泥澆注料打制圓爐頂圈外,在二臺圓爐的爐門扒渣斜坡、虹吸箱及各爐門等多處用這種澆注料的特制型PCAL-TUFF1700澆注成型。經過一年的使用,各扒渣斜坡除表面磨損高度下降35mm外,其整體結構完整,爐門拱、爐門、虹吸箱幾處基本完好。這期間,鑄棒生產9500噸,鑄軋板生產5000多噸,從制品的成份及組織結構觀察,沒有發現異常??梢哉J為這種耐火材料對鋁液沒有污染。

        經過第一、第二階段的實踐,我們在全部爐子上全面推廣了采用PCHyMOR1700和PCAL-TUFF1700澆注料澆注爐體有關部位,還用澆注料整體澆注了一個圓爐爐蓋。該爐蓋在結構上與磚砌爐蓋稍有不同,下層200mm厚用PCHyMOR1700高強度澆注料,上層為150mm厚輕質澆注料,并增加了兩周鋼結構吊掛起預埋在澆注料中的吊掛磚,從而增強了爐蓋的整體強度。

        到目前為止,A廠的20噸圓爐除爐底部分砌磚外,爐墻、扒渣坡、爐門框、爐門、燒嘴磚等全部改為耐火澆注料整體澆注。4臺國外設計的10噸新建磚砌+可塑料大圓爐爐門及爐門拱在損壞后也已全部更換為澆注料整體澆注。所有爐蓋及包括大爐蓋及小爐蓋也都改成了澆注料整體澆注。整體澆注爐蓋使用壽命平均3-5年。

        磚砌熔鋁爐因存在磚縫多,整體性差,強度低問題,使用過程中因無數次開合爐蓋急冷急熱和操作碰撞,至使爐子一些部位極易損壞。在鋁熔煉爐關健部位用PCHyMOR1700超高強低水泥澆注料將爐體局部一次澆注成型,在熔池部位使用PCAL-TUFF1700,使這些關鍵部位強度得到提高,從而大幅度提高了爐體的整體使用壽命,且不影響鋁合金產品質量,提高了使用效率。

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