工業(yè)爐應(yīng)用最重要的是以生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)為基準(zhǔn)

天津一汽內(nèi)燃機(jī)制造分公司制造技術(shù)課工程師 汪海峰

鑄造行業(yè)用感應(yīng)電爐主要有工頻感應(yīng)電爐和中頻感應(yīng)電爐來熔煉鑄鐵，我廠早期使用過5t工頻電爐，主要優(yōu)點(diǎn)是在金屬熔化升溫過程中加熱均勻，在調(diào)節(jié)鐵液成分方面較為便捷，但由于其存在熔化速度慢，功率因數(shù)低，耗能大，報(bào)警形式較簡單等缺點(diǎn)，現(xiàn)在已經(jīng)較少被鑄造企業(yè)使用。2009年建設(shè)新工廠，我們采用了8t一拖二中頻感應(yīng)電爐，通過四年的使用，我們發(fā)現(xiàn)其具有電效率、熱效率高，熔煉時(shí)間短，節(jié)省電能，過程自動(dòng)化，保證生產(chǎn)靈活性等顯著優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，隨著設(shè)備的不斷改進(jìn)和耐火材料的不斷發(fā)展，中頻感應(yīng)電爐的應(yīng)用也日益廣泛，其對(duì)爐料的較強(qiáng)適應(yīng)性及可熔煉各種鑄鐵的卓越優(yōu)勢(shì)也越來越受到行業(yè)的青睞，據(jù)我們考察調(diào)研，全國各大中型鑄造企業(yè)90%都在使用各種形式的中頻感應(yīng)電爐，如無錫一汽柴油機(jī)廠、中國重汽杭州汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、奇瑞汽車、新偉祥等知名鑄造企業(yè)。

在設(shè)備的選型上，中頻感應(yīng)電爐作為鑄造車間的重要熔化設(shè)備，我們綜合考慮了多種因素，包括設(shè)備的安全性、經(jīng)濟(jì)性、操作維護(hù)性等方面。在安全性上，要保證設(shè)備具有完整合理的機(jī)械、液壓系統(tǒng)的保護(hù)功能，各種應(yīng)急設(shè)備的設(shè)計(jì)，靈敏、準(zhǔn)確的報(bào)警系統(tǒng)，以及用于冷卻爐體和線圈的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)等。對(duì)于經(jīng)濟(jì)性，我們?nèi)?、合理地評(píng)估選用先進(jìn)電爐系統(tǒng)所支付的較高的一次性投資額與該系統(tǒng)的較低的日常運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用及生產(chǎn)率提高之間的關(guān)系，綜合評(píng)估后選擇性價(jià)比最優(yōu)設(shè)備。而對(duì)于鑄造車間的工人來說，最關(guān)心的莫過于操作性及設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)的難易程度，設(shè)備的生產(chǎn)廠家必須充分的考慮到這一點(diǎn)，從操作者的角度進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，才能得到現(xiàn)場(chǎng)人員對(duì)設(shè)備的愛護(hù)。

盡管如前面提到的，中頻感應(yīng)電爐在熔化鑄鐵方面具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際應(yīng)用中依然存在著不足亟待改進(jìn)。我廠在中頻爐投產(chǎn)這幾年時(shí)間里，出現(xiàn)了以下幾個(gè)問題：如電源電器柜內(nèi)晶閘管經(jīng)常燒損，柜內(nèi)存在結(jié)露現(xiàn)象；長時(shí)間的使用，鐵液澆注時(shí)飛濺，水管油管溫度過高，出現(xiàn)過爐體循環(huán)水管破裂的事故；爐襯使用壽命較短，雖然經(jīng)過分析改進(jìn)，已經(jīng)由最初的150余爐次提升到240余爐次，但對(duì)比行業(yè)內(nèi)其他企業(yè)還有差距，通過與耐火材料廠家溝通，確定今后嚴(yán)格按照廠家提供的工藝進(jìn)行操作，有無改善仍需持續(xù)關(guān)注；漏爐報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，最近的一次拆爐中發(fā)現(xiàn)，爐底耐火材料已經(jīng)全部燒盡，推出塊上已留有鑄鐵仍沒有報(bào)警，說明目前僅針對(duì)于爐壁線圈設(shè)計(jì)的漏爐報(bào)警并不能滿足實(shí)際生產(chǎn)需要；作業(yè)者在爐上進(jìn)行挑釉子操作較為危險(xiǎn)且很耗體力，這是一個(gè)行業(yè)內(nèi)的難點(diǎn)，需要大家共同的力量；設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程處理，雖然設(shè)備廠家在全國分布了多個(gè)售后維修人員，但出現(xiàn)問題時(shí)等待服務(wù)人員過來最快也要半天時(shí)間，可能會(huì)耽誤生產(chǎn)。

綜上，根據(jù)我們幾年來對(duì)感應(yīng)電爐的實(shí)際使用和對(duì)同行業(yè)其他企業(yè)使用情況的調(diào)研，我們認(rèn)為感應(yīng)電爐的應(yīng)用、推廣，極大地改善、推動(dòng)了鑄鐵熔化的發(fā)展，但依然存在需要改進(jìn)的地方，在此提出幾點(diǎn)建議希望可以起到拋磚引玉的成效。

（1）提高電爐控制系統(tǒng)電器元件的安全系數(shù)。

（2）雖然幾年的使用證明了當(dāng)今電爐的報(bào)警裝置是相對(duì)可靠的，但建議廠家在今后的設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)爐底鉆鐵的報(bào)警多作考慮。

（3）增加遠(yuǎn)程診斷處理功能，以便出現(xiàn)問題能夠及時(shí)解決。

（4）水冷系統(tǒng)的改進(jìn)。目前電爐冷卻塔主要有封閉式和開放式，其中封閉式基礎(chǔ)簡單，維護(hù)方便，我廠也正在使用，對(duì)于封閉式冷卻塔來說如何防止北方冬季結(jié)凍是一項(xiàng)重要課題，我們也計(jì)劃將封閉式冷卻塔的水槽放在電爐地下室，方案是否可行還有待考證。

另外，我廠目前使用的爐襯材料為DV 463，是一種設(shè)計(jì)用作無芯感應(yīng)電爐熔化灰鑄鐵、球墨鑄鐵的氧化硅基干振耐火材料，具有較為優(yōu)異的抗熱沖擊性能、低滲透性和優(yōu)異的體積穩(wěn)定性。對(duì)于如何提高此類材料所打結(jié)爐襯的使用壽命，我們?cè)诮Y(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的基礎(chǔ)上同材料生產(chǎn)廠家進(jìn)行了多次溝通并總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

（1）爐襯的施工及燒結(jié)工藝對(duì)爐襯的使用壽命有著很大的影響，在施工中一定要嚴(yán)格按材料廠家提供的工藝執(zhí)行，不能存在任何偷工減料及僥幸心理，對(duì)于爐襯的燒結(jié)一定要確保按時(shí)間及溫度的要求進(jìn)行，并且要定期使用手動(dòng)燒結(jié)工藝，與自動(dòng)燒結(jié)工藝作對(duì)比，及時(shí)調(diào)整，確保燒結(jié)的質(zhì)量，如果爐襯密度較低或燒結(jié)時(shí)產(chǎn)生早期滲鐵，就會(huì)降低爐襯材料的抗侵蝕性和抗沖刷性。

（2）爐襯的壽命原則上是以侵蝕厚度作為拆除爐襯時(shí)的參考，一般來講，如果爐襯整體侵蝕超過爐襯側(cè)壁1/3，爐底超過1/2或局部侵蝕超過側(cè)壁厚度的1/2，就可考慮進(jìn)行修補(bǔ)或拆除爐襯處理。

（3）嚴(yán)格執(zhí)行冷啟動(dòng)工藝。重新啟動(dòng)前可對(duì)爐襯進(jìn)行封閉處理，及時(shí)清理粘鐵，當(dāng)決定停爐前，可適當(dāng)升溫，以保證鐵液能完全清空，避免冷鐵粘掛。

（4）由于我廠經(jīng)常存在單班生產(chǎn)，剩余鐵液需長時(shí)間保溫的情況，容易使熔池出現(xiàn)低液面過熱現(xiàn)象，爐襯因高溫抗侵蝕性能下降，表現(xiàn)為熔蝕加快，保溫時(shí)間越長，耐火材料的損耗越大，這是爐襯侵蝕加快的主要原因。

（5）鐵液中的金屬氧化物大多數(shù)為堿性氧化物，會(huì)與酸性爐襯材料發(fā)生反應(yīng)，在熔煉時(shí)強(qiáng)烈侵蝕爐襯。另外，各種成分的原材料混合使用，成分超過1%的非必要氧化物就超過5種，這些氧化物形成的渣具有高流動(dòng)性，對(duì)爐襯有很強(qiáng)的滲透性，因此在生產(chǎn)中建議使用干凈的爐料，提高分渣效果，控制鐵液在包內(nèi)的停留時(shí)間，盡可能減少鐵液中非必要氧化物的含量。

其實(shí)，不管是設(shè)備生產(chǎn)廠家還應(yīng)用企業(yè)，最重要的都是以生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)為基準(zhǔn)，在保證操作便利的基礎(chǔ)上充分考慮設(shè)備的安全性、經(jīng)濟(jì)性及對(duì)環(huán)境的保護(hù)，以期實(shí)現(xiàn)鑄造行業(yè)優(yōu)質(zhì)、高效、綠色環(huán)保的目標(biāo)。