一种金属液熔炼炉炉衬的在线修补方法

文档序号:1935019 发布日期:2021-12-07 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 一种金属液熔炼炉炉衬的在线修补方法 (On-line repairing method for furnace lining of molten metal smelting furnace ) 是由 杜永冠 李轩轩 于 2021-08-02 设计创作,主要内容包括:本发明涉及铸造工艺的技术领域,公开了一种金属液熔炼炉炉衬的在线修补方法,根据炉衬各部位因灼伤程度不同而出现厚度不均的情况,通过往熔炼炉内投进体积略小于原有坩埚的修补埚体,并采用耐火砂完全填充新旧坩埚之间的空隙,针对性地对受损的炉衬进行在线修复,使得炉衬得以继续使用,防止漏炉现象,进而实现炉衬乃至整个熔炼炉使用寿命的提升,一定程度上维护了铸造工艺的生产效率。(The invention relates to the technical field of casting technology, and discloses an online repairing method of a furnace lining of a molten metal smelting furnace.)

一种金属液熔炼炉炉衬的在线修补方法

技术领域

本发明属于铸造工艺的技术领域,更具体地说,是涉及一种金属液熔炼炉炉衬的在线修补方法。

背景技术

在铸造工艺中,熔炼金属液是必不可少的关键环节,熔炼过程依靠熔炼炉来实现,如图1所示,熔炼炉包括坩埚,坩埚的外壁及底部包裹有炉衬,炉衬的外壁包裹有耐火胶泥,在熔炼过程中低液面位置受到的冲刷幅度更大,因此随着炉龄增加,坩埚下部容易发生腐蚀受损,坩埚在受损烧结后,金属液进一步渗透从而对炉衬产生灼烧损害,造成漏炉现象,具体的炉底磨损变薄情况如图2所示。

对于上述漏炉现象,现场人员需要采取相应措施来修复炉壁的缺陷,但是由于坩埚以及炉衬已经烧结受损,难以分离替换,因此常规的做法是将受损的熔炼炉砸毁然后重新筑炉。按照目前铸造行业的生产规模,筑造一个常规的新炉起码需要耗费3个工作日,用到数以吨计的炉衬料,同时还会产生大量的炉衬废弃物。

由此可见,炉壁受损对于熔炼炉的影响甚大,很有必要针对此情况,开发出一种能够快速修复炉壁的工艺方法,延长熔炼炉的使用寿命,减少资源浪费。

发明内容

针对现有技术存在的问题,本发明的目的是提供一种金属液熔炼炉炉衬的在线修补方法,针对性地对炉壁的受损部位进行修复,延长炉衬的使用寿命,从而提升熔炼炉的炉龄。

本发明上述目的通过以下装置的技术方案实现:

一种金属液熔炼炉炉衬的在线修补方法,所述熔炼炉包括炉衬以及嵌套在炉衬内的坩埚,所述方法适用于所述炉衬以及坩埚受损变薄的情况,所述方法包括以下步骤:

(1)清空所述熔炼炉内的金属液,将所述熔炼炉壁体的温度冷却到40℃以下;

(2)将所述熔炼炉内残留的金属粘渣清理干净;

(3)往所述熔炼炉的底部均匀注入耐高温填充剂,所述耐高温填充剂完全覆盖所述熔炼炉的底壁;

(4)从上往下往所述熔炼炉内放入修补埚体,直到所述修补埚体与铺设在所述熔炼炉底部的所述耐高温填充剂发生抵接;

(5)往所述修补埚体的侧壁与所述炉衬的侧壁之间灌满所述耐高温填充剂;

(6)利用胶黏剂完全覆盖所述步骤(5)中所述耐高温填充剂的顶端,隔绝所述耐高温填充剂与外界接触。

优选地,所述修补埚体的外径稍小于所述坩埚的内径,所述修补埚体的高度小于所述坩埚的高度。

优选地,所述修补埚体底部的边角处设置有斜边,所述斜边从所述修补埚体的底壁到侧壁向上倾斜45度。

优选地,所述修补埚体的材质包括但不限于石墨、石英、铸铁、耐火黏土。

优选地,所述步骤(3)中,采用插条对所述耐高温填充剂进行反复拔插以排出多余空气。

优选地,所述步骤(3)中,经过所述插条拔插后,采用高频振动器振动所述熔炼炉的内底壁,促使所述耐高温填充剂达到均匀铺设。

优选地,所述步骤(5)中,所述耐高温填充剂被分批逐次地灌注,每注入一批所述耐高温填充剂后,需要采用所述插条对所述耐高温填充剂进行反复拔插以排出空气,防止气孔的产生,直到所述耐高温填充剂注满。

优选地,所述步骤(5)中,注满所述耐高温填充剂后,采用所述高频振动器由上向下对所述修补埚体的内壁进行振动。

优选地,所述步骤(6)中,所述胶黏剂呈斜坡形式进行布置,从所述修补埚体的顶端往所述炉衬内壁逐渐倾斜向上,所述斜坡的角度为30-45度。

优选地,所述耐高温填充剂为耐火砂,所述胶黏剂为耐火胶泥。

与现有技术相比,本发明的有益效果:

根据炉衬各部位因灼伤程度不同而出现厚度不均的情况,采用本发明的技术方案,通过往熔炼炉内投进体积略小于原有坩埚的修补埚体,并采用耐火砂完全填充新旧坩埚之间的空隙,针对性地对受损的炉衬进行在线修复,使得炉衬得以继续使用,防止漏炉现象,进而实现炉衬乃至整个熔炼炉使用寿命的提升,一定程度上维护了铸造工艺的生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有的熔炼炉在完好状态的结构示意图;

图2为现有的熔炼炉在下部受损时的结构示意图;

图3为采用本实施例方法修补的熔炼炉的结构示意图;

图4为本实施例提及的修补埚体的示意图;

图5为修补前后的熔融炉的炉衬厚度变化趋势图(在240炉修补);

图6为修补前后的炉龄对比图;

图中,1-炉衬;2-坩埚;3-耐高温填充剂;4-修补埚体;5-胶黏剂;6-吊耳;7-斜边。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是,对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明,但并不构成对本发明的限定。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实施例提供了一种金属液熔炼炉炉衬的在线修补方法,如图2所示,所述熔炼炉包括炉衬1以及嵌套在炉衬1内的坩埚2,针对所述炉衬1以及坩埚2受损变薄的情况,所述方法包括以下步骤:

(1)铁水出空,清空所述熔炼炉内的金属液,再通过静置或者风吹的形式将所述熔炼炉壁体的温度冷却到40℃以下,为后续的补炉工序提供操作条件;

(2)利用锉刀等工具将所述熔炼炉内残留的金属粘渣清理干净;

(3)往所述熔炼炉的底部均匀注入足够厚度的耐高温填充剂3,所述耐高温填充剂3足以完全覆盖所述熔炼炉的底壁;

(4)如图3所示,利用吊装机构从上至下地往所述熔炼炉内放入修补埚体4,直到所述修补埚体4被压实在所述熔炼炉底部的所述耐高温填充剂3上;

(5)所述修补埚体4的外侧壁与所述炉衬1的内侧壁之间存在缝隙,往所述缝隙内灌满所述耐高温填充剂3,所述耐高温填充剂3用于填充所述修补埚体4到所述炉衬1之间的空间,完全修补炉壁灼烧损坏部位之余,还能固定所述修补埚体4的位置,防止所述修补埚体4在熔炼过程中发生晃动而撕裂所述炉衬1内壁,造成二次损伤;

(6)灌满所述耐高温填充剂3后,利用胶黏剂5将所述耐高温填充剂3的顶端覆盖,隔绝所述耐高温填充剂3与外界接触,至此,所述修补埚体4与所述炉衬1整合为一体,所述修补埚体4替代所述坩埚2的损伤部位而起到盛载金属液的作用。

请参阅图4,当中,所述修补埚体4顶部敞口,形状与所述坩埚2相近,为了顺畅地进入所述熔炼炉内部,所述修补埚体4的外径设置得稍小于所述坩埚2的内径,并且所述修补埚体4应当不超出所述坩埚2的高度,所述修补埚体4的具体高度根据实际的坩埚灼伤情况而定,应当以覆盖灼伤部位为准,以此将炉衬1内壁完全修复。

进一步地,所述修补埚体4的顶端对称地设有两个以上吊耳6,所述吊装机构通过勾起所述吊耳6带动所述修补埚体4的起降。

更进一步,所述修补埚体4底壁与侧壁的连接处设置有斜边7,所述斜边7从埚内到埚外逐渐向上倾斜形成45度倒角。

具体地,所述修补埚体4的材质包括但不限于石墨、石英、铸铁、耐火黏土等常用于耐火坩埚的材料。

所述步骤(3)中,所述耐高温填充剂3为分批注入,每次加料后需要采用插条(图中未示出)对所述耐高温填充剂3进行反复拔插以排出多余空气,防止气孔的产生;经过所述插条拔插后,优选采用高频振动器(图中未示出)全面振动所述熔炼炉的内底壁,直至所述耐高温填充剂3达到均匀铺设。

类似地,所述步骤(5)中,所述耐高温填充剂3被分批逐次地灌注,每次加料后需要采用所述插条对所述耐高温填充剂3进行反复拔插以排出空气,直到所述耐高温填充剂3注满;注满所述耐高温填充剂3后,优选采用所述高频振动器由上向下对所述修补埚体4的内壁进行振动,为确保所述耐高温填充剂3被充分打散以形成足够的致密性,单次振动的时间不少于6分钟。

本发明的技术方案,通过分批逐量地加入耐高温填充剂3,并利用插条以及高频振动器对剂料反复排气、多次振动,使得耐高温填充剂3的质感更加细腻匀称,从而达到致密的填充效果。具体地说,所述高频振动器建议采用气动活塞式振动器,气动活塞式振动器能够产生均匀的定向力,能够通过快速的交变速度和加速度有效地克服物料的内摩擦力和聚集力,以消除料物料间的相对稳定性,防闭塞能力较强。

请继续参阅图3,本实施例中,所述步骤(6)中,所述胶黏剂5完全覆盖所述修补埚体4顶端边沿到所述炉衬1内壁的区域,完全覆盖侧边间隙的所述耐高温填充剂3防止其泄漏,需要注意的是,所述胶黏剂5呈斜坡形式进行布置,从所述修补埚体4的顶端往所述炉衬1内壁逐渐倾斜向上,所述斜坡的角度为30-45度。这是由于所述修补埚体4的内径比所述坩埚2要小,因此置入后所述修补埚体4的顶端边沿在炉内突起,利用所述胶黏剂5在所述顶端边沿的位置形成往下的斜坡,能够促使金属液顺流而下,减少对于所述修补埚体4顶部的冲刷碰撞,一定程度上保障了炉壁在修补后的表面质量。

本实施例中,所述耐高温填充剂3为耐火砂,所述胶黏剂5为耐火胶泥。

为了论证本发明技术方案对于熔融炉内壁的修复效果,本实施例利用上述方法对坩埚底部严重灼伤并危害到炉衬体的熔炼炉进行改造,具体如下:

所述熔炼炉本身的形状如图1所示,炉衬在A处和B处的厚度为115mm,C处的厚度为180mm;经历到240炉时,如图2所示,炉衬在A处和B处的厚度仍然保持在115mm、C处的厚度则已经腐蚀变薄到92mm,根据经验估算,按照此磨损速度,熔炼炉会在291炉时彻底报废;

本实施例对此提供尺寸对应的修补埚体,并运用本发明方法进行炉壁修补,使得熔炼炉的下部厚度恢复到180mm,并继续开展熔炼工艺,结果发现,经过修补的炉衬下部后续会依然受到金属液的冲刷而灼烧变薄,但直到501炉时才发生报废,对比于修补前的状态,炉龄增长了70%以上,具体的数据请参阅图5和图6。

因此,结合上述试验结果表明,利用本发明方法对熔炼炉内壁进行针对性修复,能够有效延长熔炼炉的使用寿命,一定程度上维护了铸造工艺的生产效率。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明,但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言,在不脱离本发明原理和精神的情况下,对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型,仍落入本发明的保护范围内。

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