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感應電爐熔煉的長處和短處

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Issuing time:2016-08-17 08:43

近30年來,感應電爐在鑄鋼業界的應用發展很快,當然是由于其具有不少長處,但是,另一方面,它也有很多短處。選用其作為熔煉設備,一定要進行全面的分析、研究,力求揚其所長、避其所短,切不可湊熱鬧、趕潮流。設備選定以后,就應該對其特性有比較全面的了解,力求在節能、減排的基礎上不斷提高鑄件產品的質量。

  以下,就感應電爐熔煉鑄鋼的長處和短處作簡單的分析,供參考。


  1、長處


  在鑄鋼熔煉方面,與電弧爐熔煉相比,采用坩鍋式感應電爐有不少長處,如:

 ?。?)感應電爐雖然也是高功率的耗電設備,但是對電網的干擾比電弧爐小得多;

 ?。?)在對環境的影響方面  熔煉過程中噪音小、排放的煙、氣、粉塵和廢渣都比較少;

 ?。?)在資源的利用方面  裝爐材料(包括加入的各種合金元素)的燒損少、收得率較高。造渣材料的用量小得多,而且不用電極;

 ?。?)在冶金功能方面  由于有電磁攪拌作用,鋼液的成分比較均勻,鋼液的溫度也比較均勻,溫度控制也比較方便,沒有因電極而致的增碳問題。由于沒有電弧的高溫作用,也沒有氮在高溫下離解而易于被鋼液吸收的問題;

 ?。?)設備的投資較少,占用場地的面積也比較??;

 ?。?)較易于實現作業的自動化。


  2、短處


  由于具有上述長處,自從上世紀80年代以來,坩鍋式感應電爐在鑄鋼方面的應用發展很快,但是,坩鍋式感應電爐也有其特有的短處,制約它的發展?!绾伪芏??’是工藝技術人員必需面對的課題。要避短,就應該對這些短處有充分的了解。


 ?。?)耐火爐襯方面的問題

  耐火爐襯是坩鍋式感應電爐的重要組成部分,確保其正常運行,對設備作業的可靠性、經濟效益、安全性乃至鑄鋼產品的冶金質量都至關重要。

  坩鍋式感應電爐熔煉所用的能量,是由感應線圈產生的磁通量、通過耐火爐襯傳送到爐內金屬的。耐火爐襯的厚度增大,則漏磁通增大,感應器輸出的功率、功率因數和電效率都隨之降低。為了盡量減少平衡電容對無功功率的補償、提高電效率,必需盡可能地使耐火爐襯的厚度減到最小。因而,在煉鋼用的各種熔爐中,感應電爐耐火爐襯的厚度,比任何爐型的爐襯都小得多,但是,其作業條件卻又比其他爐型的爐襯苛刻得多。

  1)爐襯的內表面接觸熔融的鋼液、溫度很高,外表面則與水冷的感應線圈相接,薄薄的爐襯中溫度梯度卻非常之大。

  2)爐內的鋼液因電磁作用而不斷攪拌,增強了鋼液對爐襯的沖涮,也增強了其中懸浮的氧化物對爐襯的侵蝕,而且攪拌作用也使鋼液吸收氣體的可能性增大。

  3)如果爐襯打結的緊實度不夠,或燒結不好,熔爐過程中有鋼液滲入爐襯的裂隙,滲入的鋼液因為有感應加熱的作用,不會在裂隙中凝固,而要在裂隙中繼續深入,直到接觸線圈、引起短路,甚至造成重大的安全事故。

因而,對爐襯耐火材料的性能、粒度級配、爐襯的修筑、爐襯的燒結都必須嚴格要求,不能有絲毫馬虎。


 ?。?)冶金功能方面的問題

  坩鍋式感應電爐熔煉鑄鋼,其冶金功能比電弧爐熔煉差得多,因此,早期只能用于熔煉冶金質量要求一般的鋼種,制造小型鑄鋼件。上世紀80年代以后,隨著設備和耐火材料的不斷改進,可以在熔煉過程中實施溫和的氧化沸騰,增強其冶金功能,適用范圍也逐步擴大到優質低合金鋼、高合金鋼,乃至超低碳不銹鋼和各種高溫合金。但是,感應電爐熔煉在冶金功能低的問題仍然不能忽視。

  1)感應電爐熔煉,爐渣是靠鋼液傳導的熱量使之熔化的,爐渣的溫度低于鋼液的溫度,不能像電弧爐熔煉那樣,經由鋼液-爐渣之間的多種冶金反應,實施氧化精煉和擴散脫氧。

  2)電弧爐熔煉,熔池是淺盆型,渣線部位的直徑大約是熔池深度的4~5倍;坩堝式感應電爐熔煉,熔池是圓筒形,熔池的直徑小于其深度,二者之比大約0.6~0.75。由此可見,感應電爐熔煉時,鋼液-爐渣接觸的界面比電弧爐熔煉時小得多,根本就不可能利用鋼液-爐渣之間的冶金反應進行冶煉作業。

因此,鑄鋼企業采用感應電爐熔煉時,對爐料的要求必須非常嚴格:各種原材料都要確知其化學成分;裝爐材料的用量都要由計算確定;廢鋼和回爐料都必須干燥、無泥沙、無油污;裝爐材料的最大尺寸不能大于坩堝內腔尺寸的1/2。



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