一种中频感应炉筑炉方法

摘要

本发明提供了一种中频感应炉筑炉方法，包括炉衬材料的制备、炉衬胎膜的制备、打结炉底、打结炉壁、烘炉和烧结步骤，与现有技术相比，本发明的特点是：酸性炉衬材料易获取且炉衬成分纯净；筑炉过程易操作、不需要专门工具且完成后炉衬紧实度高；烘炉时间短；使用过程中炉衬不存在穿孔隐患、不易产生裂纹，后期使用易维护；使用周期长。

说明书

技术领域

本发明属于中频感应炉技术领域，具体涉及一种中频感应炉筑炉方法。

背景技术

中频感应炉是一种常用的铸造熔炼设备，具有熔化效率高、节电效果好、炉子周围温度低、烟尘少、作业环境好、金属成分均匀、熔化升温快、炉温容易控制、生产效率高等特点，被广泛应用于铸铁、铸钢等过程中。

现有技术中针对中频感应炉一般采用的是湿法筑炉法，此种方法因炉衬砂加入硼酸后流动性变差，导致铸炉时炉衬砂紧实度不均匀，取模时易造成炉膛脱节，从而导致湿法筑炉法制作的炉膛，存在使用周期短，使用炉次在10-100炉之间；同时由于炉衬在反复加热、冷却过程中炉膛内壁易出现毛细裂纹且进一步发展为皲裂，后期维护较多等缺点。

发明内容

本发明目的在于提供一种可改善筑炉工作条件、缩短筑炉周期，同时具有炉膛使用寿命延长等特点的一种中频感应炉筑炉方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种中频感应炉筑炉方法，包括如下具体步骤：

1)炉衬材料的制备：将高纯微晶石英砂加入高温烧结剂和矿化剂混合，搅拌均匀得到所述炉衬材料；

2)炉衬胎膜的制备：根据炉膛的大小采用钢板制作炉衬胎膜；

3)打结炉底：在感应圈的内壁铺设一隔热保护层，将铺设有隔热保护层的炉底耐火砖上铺放石棉布或石棉板，并将步骤1)制备的耐火材料铺设在石棉板上，刮平后用手锤捣紧、捣平制得炉底；

4)打结炉壁：将炉衬胎膜放置于炉底内，在炉口用木膜定位并及时固紧，再将步骤1)所得的耐火材料沿炉衬胎膜外壁分批加入打结层内腔，采用捣叉治内腔圆周点移动进行捣筑制备炉壁；

5)烘炉：将炉底、炉壁和炉口进行烘烤，烘烤的温度设置为1550-1640℃，烧烤时间设置为10-15h；

6)烧结：通过烘炉使炉底、炉壁和炉口内发生晶体转化，以使炉底、炉壁和炉口由内向外形成烧结层—半烧结层—硬化层—松散层，完成筑炉。

优选的，所述步骤2)中的钢板厚度设置为2-3mm。

优选的，所述步骤3)中的隔热保护层设置为采用厚度2mm的石棉布铺设1-2层，且所述隔热保护层的具体铺设方法为：将石棉布沿感应圈内圆铺设成接口搭缝宽度不小于80mm的圆筒状结构。

优选的，所述步骤3)中的铺设在石棉板上的耐火材料的厚度设置为70-80mm。

优选的，所述步骤4)中放置炉衬胎膜的具体方法如下：将炉衬胎膜放置于炉底内时，通过在感应圈的内壁与炉衬胎膜之间放置三个定位塞尺，以保证炉衬胎膜中心与感应圈中心的相对误差设置于0-3mm之间。

优选的，所述步骤4)中捣筑的顺序为：先捣筑紧贴感应圈内壁和胎膜外壁部位，然后再捣打中心部位。

优选的，所述步骤5)中在对炉底、炉壁和炉口进行烘炉之前，先自然干燥2小时。

优选的，所述步骤5)中对炉底、炉壁和炉口进行烘炉的具体步骤如下：以正常功率的20％低功率进行烘炉2-3小时，在使炉壁与炉衬胎膜外壁接触侧形成一定强度后，再以正常功率烘炉2小时及以上，完成烘炉。

应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本发明中用于制备炉衬的耐火材料因石英晶粒小(晶粒尺寸6μm-260μm)，且不采用传统工艺用的H

(2)本发明中通过采用钢板制作炉衬胎膜，以使炉衬胎膜在第一次熔炼时不需要取出，可直接做为炉料使用。

(3)本发明中通过在炉底设置隔热保护层，以有效的保证中频感应炉的保温效果。

(4)本发明中通过采用干法筑炉，因炉衬耐火材料的流动性较好，使其死角位置容易舂紧，同时因没有他杂物混进炉衬砂内，炉衬成分单一纯净，烧结效果好。

(5)本发明经过完整的一次烘炉后，中频感应炉由内向外形成4个层次：烧结层-半烧结层-硬化层-松散层，当第一次烘炉结束后烧结层的厚度大约为10mm，再经过5-10次的正常熔炼后，其烧结层逐渐变厚，最终可达整个炉衬厚度的30-40％，使中频感应炉具有强度高、组织致密的特点。

(6)本发明经过完整的一次烘炉后在炉壁和硬化层之间形成有松散层，使其具有绝缘、绝热等特点，且因砂粒易松动，能有效的抵消炉衬加热或冷却时由于体积膨胀或收缩的位移，实现延长中频感应炉的使用寿命的目的。

(7)本发明中的炉衬材料不需添加硼酸、硅溶胶等添加剂，具有良好的流动性，筑炉过程只需用捣叉引导式的舂实，转角或接头位置即可充满舂实，不存在疏松部位；且耐火炉衬材料中水分含量少，水分容易排出，一次烘炉即可基本消除炉衬内的水分，熔炼过程保持了炉衬的干燥，使其具有使用周期大幅延长、一次筑炉能熔炼200炉以上的特点。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明中炉衬的结构示意图；

图2是本发明中烘炉曲线示意图。

其中：

1：烧结层、2：半绕结层、3：硬化层、4：分散层。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

为使本发明的上述目的、特征和优点等能够更加明确易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精确比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施；本发明中所提及的若干，并非限于附图实例中具体数量；本发明中所提及的‘前’‘中’‘后’‘左’‘右’‘上’‘下’‘顶部’‘底部’‘中部’等指示的方位或位置关系，均基于本发明附图所示的方位或位置关系，而不指示或暗示所指的装置或零部件必须具有特定的方位，亦不能理解为对本发明的限制。

参见图1和图2所示，本发明提供的一种中频感应炉筑炉方法，具体包括以上步骤：

1、炉衬材料的制备：炉衬材料先用酸性耐火材料，采用高纯微晶石英砂、粉，加入高温烧结剂和矿化剂混合而成，其化学成分详见表1：

表1：炉衬材料的化学成分统计表(不含烧结剂)

表2：炉衬材料的物学性能统计表

参见表2所示，该炉衬材料因石英晶粒小(晶粒尺寸6μm-260μm)，不采用传统工艺用的H3BO3，且由于矿化剂的作用，通过首炉烘炉烧结后α-磷石英转化率高，所以烘炉时间短，具有极好的体积稳定性、热稳定性和较高的高温强度。

2、制备炉衬胎膜：根据炉膛的大小采用2-3mm的钢板制作而成。

3、打结炉底：先在感应圈的内壁紧贴1～2层厚度2mm石棉布，并将石棉布的下边缘向感应圈的内壁进行折卷，然后在炉底的耐火砖上铺放2～3层、厚度为6-10mm的石棉布或者石棉板，并保证石棉板的接口搭缝宽度不小于80mm；在炉底上铺放一层70～80mm的炉衬材料，刮平后用手锤(风舂)捣紧、捣平制得炉底。

4、打结炉壁：炉底打结完毕，放置炉衬胎膜打结炉壁；当炉衬胎膜校准后，可在炉口用木模定位，并及时固紧、用压铁压紧；当炉衬胎膜放置定位后，利用捣叉捣筑炉壁。

优选的，在安放炉衬胎膜时，应保证炉衬胎膜中心对准感应圈中心，误差不允许超过3mm。

优选的，捣筑炉壁的具体方法为：打结砂料应沿炉衬胎膜外壁分批加入打结层内腔，每批加料厚度约20～50mm，在打结过程中，为保证炉衬的打结紧实度，捣叉的冲击点应沿内腔圆周移动进行捣筑；

优选的，捣筑顺序为先捣筑紧贴感应圈内壁和胎膜外壁部位，然后再捣打中心部位。

5、烘炉：烘炉包括自然干燥-低功率烘炉-高功率烘炉-保温四个阶段(参见图2所示)，其具体实施步骤如下：

A、筑炉后待自然干燥2小时；

B、以正常功率的20％低功率烘炉2～3小时；

C、以正常功率进行烘炉2小时以上，完成烘炉。

6：烧结：经过完整的一次烘炉后，炉底、炉壁和炉口由内向外形成4个层次：烧结层1、半烧结层2、硬化层3和松散层4(参见图1所示)；第一次烘炉结束后烧结层的厚度控制在10mm，经过5-10次正常熔炼，烧结层逐渐变厚，最终可达整个炉衬厚度的30-40％。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。