فرن سبائك الحديد ： كيفية حل مشكلة ارتفاع درجة الحرارة واحمرار قاع الفرن

تقليديأفران القوس المغمور سبائك الحديدبشكل عام ، استخدم كتل الكربون المخبوزة مسبقًا وبطانات البناء العريضة والخشنة ، واضبط التيار الأولي للتحكم في عمق إدخال القطب الكهربائي في الفرن (أي حمل الفرن الكهربائي). خذ على سبيل المثال المعدات الرئيسية الخاصة بفرن القوس المغمور 2 * 25.5 ميجا فولت أمبير للشركة. تعتمد البطانة على تقنية البناء الدقيق لطوب الفحم شبه الجرافيت ، لكن احمرار قاع الفرن ظهر بعد ثلاثة أشهر من فتح الفرن. من خلال تشريح الفرن الدقيق وتحليل السبب ، اكتشف حل المشكلة.

تم إرسال 1 # الفرن إلى الفرن الكهربائي. بعد 6 أيام ، تم تشغيل الشحنة الأولية. تم إنتاج أول حديد للفرن في اليوم السابع. مع الزيادة المستمرة في درجة حرارة الفرن ، ازداد الجهد الثانوي تدريجياً في اليوم الثاني عشر ، وبدأ الفرن الثاني في نقل الكهرباء.

في اليوم الثالث والأربعين من تشغيل الفرن رقم 1 ، تم العثور على جسم صلب يمنع تصريف النحاس الصلب أثناء عملية التنصت ، والتي تحسنت بعد استبدال فتحة الصنبور. كان هناك المزيد من الخبث والحديد عند وصول العملية لليوم 83 ، وكثيرا ما ظهرت ظاهرة نقص الحديد. بحلول اليوم التسعين ، كانت درجة حرارة قاع الفرن تزيد عن 600 درجة مئوية ، ووصلت درجة الحرارة السفلية إلى 1050 ℃ في اليوم الخامس والتسعين ، وكانت الصفيحة الفولاذية السفلية قريبة من الاحمرار في خمسة أماكن بالقرب من خط الوسط.

حدث وضع مماثل في الفرن رقم 2 بعد ذلك ، ارتفعت درجة حرارة قاع الفرن من 425 درجة مئوية إلى أكثر من 550 درجة مئوية وكان لابد من إغلاق الفرن.

تحليل السبب

عندما يكون الجزء السفلي من فرن القوس المغمور بالسبائك الحديدية باللون الأحمر أو البالي ، فإن الأسباب الرئيسية هي مادة البطانة وجودة الفرن والتشغيل اليومي وهيكل الفرن.

تحتوي منطقة الصهر في الفرن الكهربائي من سبيكة السيليكون والمنغنيز على غاز في نهايات الأقطاب الثلاثة لإذابة المواد الصلبة المحيطة وتغويزها لتشكيل بوتقة على شكل تجويف. درجة الحرارة في التجويف تصل إلى 2000-3000 ، والسطح الساخن لجدار البوتقة حوالي 1800-2000. السطح البارد حوالي 1500 ~ 1800 ℃ ، والمواد الصلبة خارج البوتقة تصل إلى 1500 ~ 1700 ℃ على الجدار الداخلي لبطانة الفرن.

تقنية البناء الدقيق المستخدمة سابقًا ، المواد المقاومة للصهر المستخدمة عند بناء الفرن هي طوب الطين N42 ، طوب الألومينا العالي L75 ، طوب الكربون المخبوز مسبقًا (شبه الجرافيت) ، ملاط ​​الكربون اللامائي ، ملاط ​​الفوسفات ، مسحوق ناعم عالي الألومينا ، معجون قطب كهربائي ذو درجة حرارة منخفضة ، طوب كربيد السيليكون شبه الجرافيت. عندما تم بناء الفرن ، كانت السماكة الفعلية لهذه المواد 0.6345 م للطوب الطيني ، و 0.335 م للطوب عالي الألومينا ، و 1.206 م للطوب الكربوني شبه الجرافيت ، و 0.02 م للألواح الليفية الأسبستوس للعزل الحراري ، و 0.03 م لقشرة الفرن لوحة الصلب.

ثم قمنا بتحليل التوصيل الحراري ودرجة حرارة الواجهة لمادة البطانة.

المشكلة الأساسية لحادث تآكل الفرن في الفرن الكهربائي من السبائك الحديدية هي البطانة المقاومة للحرارة في الفرن. لا تتجاوز نقطة تخفيف الحمل للطوب عالي الألومينا بشكل عام 1200 درجة مئوية. إذا تجاوزت درجة حرارة بيئة العمل 1200 ، فمن الضروري إضافة طبقة من طوب الكربون الخفيف إلى سطح التلامس للطوب الكربوني وطوب الألومينا العالي لتقليل درجة حرارة سطح التلامس إلى 1200 درجة مئوية. في الوقت نفسه ، تعد جودة البناء لبطانة الفرن أيضًا أحد العوامل التي تؤثر على الحياة. المواد الحرارية المختلفة لها تمدد حراري مختلف. من الضروري إنشاء حزام عازل مرن ويجب أن تكون السماكة مناسبة. إذا كان نحيفًا جدًا ، فلن يكون قادرًا على التعويض عن امتثال الحراريات. إذا كان سميكًا جدًا ، فإن غلاف الفرن لن يقيد تمدد المادة المقاومة للحرارة وسوف يوسع فجوة الطوب بسهولة.

يجب أن يتبع تحميص بطانة الفرن منحنى التسخين. تنقسم بطانة الفرن إلى جزأين: الطبقة الأساسية وطبقة تخزين الحرارة حسب التوصيل الحراري. يجب صياغة منحنى الفرن وفقًا لخصائص البطانة والمواد المقاومة للحرارة والسماكة وموقع البناء وطريقة الخبز.

العوامل الأخرى التي تؤثر على عمر بطانة الفرن هي تشغيل الفرن الكهربائي لوحدة التحكم المدمجة ، وخصائص القوس ، وتوزيع التيار ، إلخ.

تحليل تنظيف الفرن والاستنتاج

بعد إغلاق الفرن لمدة أسبوع ، تم تنظيف الفرن رقم 1 ، وظهرت طبقة فحم الكوك على بعد حوالي 1 متر 3 من فوهة الفرن ، وكان سمكها أعلى بنسبة 60٪ من القيمة العادية ؛ 2.4 متر من فوهة الفرن ، منطقة القطب الكهربائي ثلاثية الطور يظهر جسم طوب الفحم بسبب ارتفاع طوب الفحم ، وعمق الفرن العادي 3.6 متر.

سبب احمرار قاع الفرن: حدث إجهاد درجة حرارة بطانة الطوب أثناء عملية التسخين ، مما تسبب في انتفاخ الجزء العلوي من الفرن واختراق الحديد. يتم تحرير منطقة مثلث الطوب الكربوني بواسطة الحرارة المركزة لتشكيل \"انتفاخ \".

يمكن لتكنولوجيا بناء الفرن العريض التقليدية أن تضمن عمر خدمة البطانة لأكثر من عام واحد. من أجل الحصول على عمر أطول للبطانة بشكل عام ، يمكن استخدام الصدم البارد بدلاً من كتلة الكربون المخبوزة مسبقًا.

إذا كانت كتلة الكربون ذاتية التحميص مصنوعة من طبقات دقيقة ، فيمكن ضمان ما لا يقل عن 3 سنوات من عمر بطانة الفرن. مفتاح هذه الطريقة هو تصميم واختيار مواد بطانة الفرن.