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整体浇注材料在熔铝炉上的应用

  整体浇注耐火材料在熔铝炉上的应用整体浇注冶金炉技术是用耐火浇注料在现场一次浇注成型炉体耐火材料的一种冶金炉砌筑方法。这种技术在国内外钢铁行业已被广泛应用,许多钢铁行业的冶金炉都是整体或局部一次浇注成型的,国外资料上也有熔铝炉炉体用耐火浇注料整体浇注的报道。据资料介绍,这种技术的特点在于其结构整体性好,无砖缝,整体强度高,因而炉体寿命较长。由于有这些优点,国内有色冶金行业也开始结合自己特点,在一些炉体上试用这种技术。

  A厂为国内较大的铝熔铸厂,现有16台熔铝圆炉,4台20吨圆炉,4台50吨圆炉,并配有相应的静置炉。圆炉工作温度最高达1200℃,静置炉最高工作温度达1000℃。圆炉采用炉顶揭盖加料,小炉为三个炉门人工扒渣,大炉为两个炉门机械扒渣作业。原料为铝锭、废料铸棒、废料型材和铸轧铝卷。每个静置炉也有两个炉门供扒渣和精炼操作。以往炉体都是用耐火砖砌成的,一些部位极容易损坏,从而影响了炉体寿命和生产效率。比如圆炉炉顶圈部位,由于采用将炉盖揭开从炉顶加料的方法,在加料过程中,经常会出现料斗和料本身磕碰圆炉顶周圈的情况。由于炉顶周圈是用粘土砖砌成的,砖与砖之间粘结力差,磕碰就会使其中某块砖松动脱落,其它砖因无挤靠力,一磕碰就会更快地松动脱落,所以一般一两个多月后炉顶圈就会出现一段一段的砖脱落现象,至使圆炉要经常停下来修补炉顶周圈,严重影响了炉子的寿命和使用效率。又如炉门部位,以往用砖砌,操作时用金属耙于从铝液中扒渣,反复操作过程中会扒松某一块砖,这样其它的砖也会松动脱落,进而在炉门处出现缺口,如不及时修复,铝水极易从此处跑出。类似会经常出问题并需经常修补的地方还有圆炉门拱、框、静置炉门扒渣坡、导炉虹吸箱等部位。另外砖砌炉盏也存在严重的易损问题。炉盖呈圆拱形,是用耐火拱角砖和三种契形砖一圈一圈砌成,炉盖在操作过程中需反复开揭,一年中要经历几千次急冷急热过程。炉盖的损坏是个别拱角砖先剥落掉块,接着是一周圈砖都剥落往下掉。砖砌炉整平均寿命最多两年。

  由于A厂几台熔铝炉都存在上述现象,严重影响公司生产任务的完成,所以该厂与我公司合作,结合铝熔铸生产具体工艺,对熔铝炉进行用耐火浇注料局部浇注炉体,以提高炉体整体使用寿命的技术改造。

  全部工作分三个阶段。第一阶段是小范围试验,观察效果。首先用PCHyMOR1700超高强低水泥浇注料浇注两台20吨圆炉炉顶周圈,即在圆炉上顶周圈打制一个整体圈梁。圈粱内径为4500mm,高度为400mm,厚度为300mm。浇注体经过烘烤之后投入使用。经过一年的使用,1000多个熔次,化铝11000多吨,炉顶周圈整体结构基本完好,无大段松动脱落现象。

  由第一阶段使用情况来看,炉体顶圈部位的使用寿命较以往砌砖的有较大提高,达到了预想效果。

  在第一阶段工作经验的基础上,进行了第二阶段的扩大试验。除继续使用PCHyMOR1700超高强低水泥浇注料打制圆炉顶圈外,在二台圆炉的炉门扒渣斜坡、虹吸箱及各炉门等多处用这种浇注料的特制型PCAL-TUFF1700浇注成型。经过一年的使用,各扒渣斜坡除表面磨损高度下降35mm外,其整体结构完整,炉门拱、炉门、虹吸箱几处基本完好。这期间,铸棒生产9500吨,铸轧板生产5000多吨,从制品的成份及组织结构观察,没有发现异常。可以认为这种耐火材料对铝液没有污染。

  经过第一、第二阶段的实践,我们在全部炉子上全面推广了采用PCHyMOR1700和PCAL-TUFF1700浇注料浇注炉体有关部位,还用浇注料整体浇注了一个圆炉炉盖。该炉盖在结构上与砖砌炉盖稍有不同,下层200mm厚用PCHyMOR1700高强度浇注料,上层为150mm厚轻质浇注料,并增加了两周钢结构吊挂起预埋在浇注料中的吊挂砖,从而增强了炉盖的整体强度。

  到目前为止,A厂的20吨圆炉除炉底部分砌砖外,炉墙、扒渣坡、炉门框、炉门、烧嘴砖等全部改为耐火浇注料整体浇注。4台国外设计的10吨新建砖砌+可塑料大圆炉炉门及炉门拱在损坏后也已全部更换为浇注料整体浇注。所有炉盖及包括大炉盖及小炉盖也都改成了浇注料整体浇注。整体浇注炉盖使用寿命平均3-5年。

  砖砌熔铝炉因存在砖缝多,整体性差,强度低问题,使用过程中因无数次开合炉盖急冷急热和操作碰撞,至使炉子一些部位极易损坏。在铝熔炼炉关健部位用PCHyMOR1700超高强低水泥浇注料将炉体局部一次浇注成型,在熔池部位使用PCAL-TUFF1700,使这些关键部位强度得到提高,从而大幅度提高了炉体的整体使用寿命,且不影响铝合金产品质量,提高了使用效率。

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