感應(yīng)電爐爐襯問題解析與防止對策

    一.爐襯之開裂:垂直裂隙與水平開裂現(xiàn)象之產(chǎn)生與防止對策

    二.薄片或薄層的爐襯剝落現(xiàn)象之產(chǎn)生與防止對策

    三.爐襯異常的熔蝕現(xiàn)象之產(chǎn)生與防止對策:

    1.爐襯表面為光滑玻璃狀的不均勻熔蝕:

    2.爐襯表面為不光滑狀的不均勻熔蝕:

    3.底部異常嚴(yán)重熔損:

    4.底部及下錐部之異常嚴(yán)重熔損(象足形狀之熔蝕):

    5.下錐部之異常嚴(yán)重熔損:

    6.爐壁部位之異常嚴(yán)重熔損:

    7.爐壁上方部位之異常嚴(yán)重熔損:

    四.爐襯呈現(xiàn)不同色澤或脫色現(xiàn)象之探討:

    五.爐襯的異常磨損現(xiàn)象之產(chǎn)生與防止對策:

    1.帶狀溝槽式之磨損:

    2.局部性的口袋狀之磨損:

    3.在同一水平而呈現(xiàn)不規(guī)則程度之磨損:

    4.整體爐襯呈現(xiàn)不規(guī)則程度之磨損:

    六.金屬滲透及穿透的現(xiàn)象之產(chǎn)生與防止對策:

    1.魚翅狀之滲/穿透現(xiàn)象:

    2.在爐襯一定深度有金屬滲入或一層深色層之現(xiàn)象:

    3.爐襯局部位置有不純異物侵入的現(xiàn)象:

    七.積渣或掛渣現(xiàn)象之產(chǎn)生與防止對策:

    1.低熔點渣之生成與積附現(xiàn)象:

    2.高熔點渣之生成與積附現(xiàn)象:

    八.電相不平衡或過高電流現(xiàn)象之產(chǎn)生與防止對策:

    1.出現(xiàn)在初次燒結(jié)過程中:

    2.出現(xiàn)在停爐后,再次啟用的過程中:

    3.出現(xiàn)在電流跳脫后,再次啟用的過程中:

    4.出現(xiàn)在停爐爐襯補修后,再次啟用的過程中:

    九.干式震動搗打料之異?，F(xiàn)象判斷與處置:

    1.顆粒偏析與粒度異常現(xiàn)象:

    2.二氧化硅含量過低時之處置:

    3.發(fā)現(xiàn)不純物時之處置:

    十. 使用壽命不穩(wěn)定現(xiàn)象之產(chǎn)生與防止對策:

    前言摘要: 無心式感應(yīng)電爐之爐襯耐材問題的追蹤與探討

    雖然無心式感應(yīng)電爐之爐襯使用壽命的長短,主要地,是取決于其操作條件與操作環(huán)境;但是,不可諱言的,是否要停爐修護(hù),還是取決于耐材爐襯的損壞程度而定。極少是因為電器設(shè)備或機械裝置與水冷或油壓設(shè)備的問題,而需停爐修護(hù)。作業(yè)爐襯之設(shè)計,本來就是會被熔蝕損耗的;但往往有些使用者會有些錯覺,認(rèn)為所有的問題皆可怪罪于爐襯材料,而忽略了.大的原因是在于操作條件與操作環(huán)境,甚至誤認(rèn)為較厚的爐襯會有較長的使用壽命。其實較厚的爐襯反而不利于熔化效率,而且不易形成良好的燒結(jié)層,在使用初期會有較高的熔蝕速率。

    誠如上述,爐襯之熔蝕損耗速率與操作條件與操作環(huán)境有極大的關(guān)聯(lián);如:所添加的地金(鐵塊及回爐料)之雜質(zhì)成份與含量;如何加入爐內(nèi);熔出什么種類的鐵水;與添加什么樣的添加劑;熔解操作溫度;鐵水的高度;是連續(xù)性的或是間斷性的操作等種種操作因素,會直接造成爐襯之化學(xué)熔蝕;機械及應(yīng)力損壞與熱震開裂與剝落的影響。在作業(yè)爐襯使用末期,若發(fā)生爐襯穿刺現(xiàn)象時,小心緊慎地在爐底;錐部;爐壁及上部采取適當(dāng)?shù)臉颖炯右苑治黾把芯?將有助于爐襯材料之改善與使用壽命之延長。

    本文搜集了過去所經(jīng)常發(fā)生的問題與現(xiàn)象,并加以深入探討其發(fā)生的原因與解決的對策,可以將此當(dāng)作工具書來參照應(yīng)用。

    一.爐襯之開裂:垂直裂隙與水平開裂現(xiàn)象之產(chǎn)生與防止對策

    A. 垂直開裂之現(xiàn)象: 較常發(fā)生在較大型的感應(yīng)電爐爐襯,主要是由于冷卻收縮所造成的應(yīng)力開裂,其防止對策為:

    1.依照燒結(jié)作業(yè)指示(升溫與燒結(jié)溫度曲線),使?fàn)t襯產(chǎn)生足夠厚度的燒結(jié)層,用以抵抗冷卻收縮所造成的應(yīng)力開裂。

    2.避免將二氧化硅質(zhì)之爐襯放空冷,應(yīng)保溫在800℃以上;即使是間歇性性的操作,亦不可放空冷。正確的作法為:首先將鐵水出清,再吊入紅熱的**鐵塊,蓋上爐蓋,不可關(guān)閉冷卻水,繼續(xù)保溫在800℃以上。

    3.盡可能二十四小時,不間斷地連續(xù)生產(chǎn)操作;若必須在**停止生產(chǎn),也應(yīng)如上述第2項之保溫。

    4.若在停止生產(chǎn)時,而要檢視爐襯,不可使用風(fēng)扇吹冷爐壁,以防急冷開裂之現(xiàn)象產(chǎn)生。

    B. 水平開裂之現(xiàn)象:主要是由于粒度偏析及施工產(chǎn)生層間所致,如干打料經(jīng)由運輸搬動而在包裝袋內(nèi)已造成粒度偏析;或在打爐時布料不均勻;或打爐工具及工藝不良;或模具有間隙導(dǎo)致細(xì)粉外流;或?qū)娱g接合面不良等原因。其次;有可能是在生產(chǎn)操作時,機械撞擊或震動所致,其防止對策為:

    1.在打爐前,先檢視干打料的包裝是否完整,袋內(nèi)之材料是否有粒度偏析的現(xiàn)象,若有粒度偏析,則應(yīng)再次均勻拌勻合后,才可使用。

    2.檢視內(nèi)模是否完好,接合部位是否密合,若有破動或間隙,應(yīng)予以補修。

    3.加料時需均勻的布料,..不可以單點布料,以防止布料不均勻所導(dǎo)致粒度偏析的情況產(chǎn)生。

    4..好選用原公司所推薦的施工震動工具(高震動頻率)及模具設(shè)備(十字型內(nèi)模震動或三臂式氣錘),可以減少施工工藝的缺失,縮短施工時程,提高爐襯密度(較手工打爐要高出10%左右),提高爐襯的耐用性能。

    5.若是手工打爐的話,不可采用平頭式氣錘頭打爐,應(yīng)選用叉式或十字型錘頭打爐,以防止層間現(xiàn)象之產(chǎn)生。

    6.適度的震動或打爐,可獲得.佳的充填密度,過分或不足皆有害。

    7.在作接合層面時,應(yīng)先將表面作花,以利材料的接合效果

    8.記錄并比較每次打爐的用料量,用以判斷并了解爐襯的施工狀況。

    9.減少及降低對爐襯之機械撞擊,改善工作平臺之不必要的震動。

    二.薄片或薄層的爐襯剝落現(xiàn)象之產(chǎn)生與防止對策

    在熔化操作過程中,有時可觀察到一些爐襯材料懸浮在鐵水的表面,此乃是一種薄片或薄層的爐襯剝落現(xiàn)象。此種現(xiàn)象產(chǎn)生的可能原因為:過快的干燥升溫速度,所導(dǎo)致的水蒸汽爆裂而產(chǎn)生爐襯表層之脫離;干式搗打料本身含有太高量之殘留水份;使用鐵模坩堝加熱,而未在鐵模坩堝預(yù)作排氣孔,導(dǎo)致水氣無法有效地從爐襯表面散逸;安全背襯之濕式搗打料或澆注料及線圈泥,未經(jīng)完全干燥,所殘存的水份所造成的;干式搗打料本身的粘;燒結(jié)劑不均勻分布所造成的結(jié)果,或是由于粒度偏析所造成的后果。其防止對策為:    

    1.硼酸與硼甘是一般常用的干式搗打料之燒結(jié)劑,前者含有結(jié)晶水,故其升溫曲線要稍緩于后者。爐子的大小與爐襯之厚度,亦會影響升溫曲線,下列之升溫速率可作為參考:

    2.干式搗打料之殘留水份必須控制在0.5%以下;一般公司的產(chǎn)品控制在0.3%以下;并且,材料必須存放于室內(nèi);并注意防潮及防止陽光直接照射;過冷或高溫皆不適宜。

    3.若使用鐵模坩堝加熱時,需在鐵模坩堝預(yù)留透氣孔,以利水氣之排除。大約每隔225mm的間距,需要有一個直徑2至3mm的透氣孔。當(dāng)然,在震動搗打爐襯時,要將透氣孔封閉,待完成后再將透氣孔打開。

    4.在早期干燥過程中,或可使用輔助加熱設(shè)備,如燃?xì)鈬娀鹪O(shè)備或電熱管等裝置,防止火焰直接沖擊爐襯表面,并注意氣流循環(huán)將水汽排出,及延長干燥時程。錐形感應(yīng)線圈及錐形爐襯之設(shè)計,需要較高的干燥溫度,并要打開冷卻循環(huán)水。盡量避免在爐襯表面形成一層不透氣的干硬表層。

    5.不要自行在干打料中添加額外的添加劑,避免粘;燒結(jié)劑不均勻分布。

    6.改善施工筑爐工藝及工具,防止?fàn)t襯產(chǎn)生顆粒偏析現(xiàn)象

    三. 爐襯異常的熔蝕現(xiàn)象之產(chǎn)生與防止對策

    均勻的熔蝕,本是耐材爐襯之設(shè)計原則;在一個廿四小時連續(xù)性操作的無心爐,生產(chǎn)單一種類成份之產(chǎn)品,及使66~80%之殘留鐵水液面的操作條件下,其二氧化硅質(zhì)干用打料之原單位耐材耗用量,應(yīng)在每噸鐵水耗用1~2公斤之間,一個正常的二氧化硅質(zhì)干打料之爐襯,在使用后,應(yīng)可清楚地見到三層結(jié)構(gòu):  a.作業(yè)層表面,約占爐襯厚度的三分之一,是所謂的玻璃質(zhì)化的表層。 b.其次,約占爐襯厚度的三分之一,是所謂的堅硬的燒結(jié)層。 c.剩下的另三分之一,靠近感應(yīng)線圈的部份,則為粉狀的不燒結(jié)層。當(dāng)然,不同之保溫與絕熱的設(shè)計,或多或少會改變此三層之厚薄分布;一般爐襯使用終了之厚度,大約是原始爐襯厚度之40%。

    A. 爐襯表面為光滑玻璃狀,但有不均勻的熔蝕現(xiàn)象:

    過量的燒結(jié)劑,所導(dǎo)致爐襯快速之熔蝕;高流動性;低粘度之爐渣;所導(dǎo)致爐襯快速之熔蝕;或是偏堿性之爐渣,與酸性(二氧化硅)爐襯反應(yīng),所導(dǎo)致爐襯快速之熔蝕。其改善與防范對策為:

    1.首先再次使用同一產(chǎn)品,觀察并確認(rèn)同一現(xiàn)象之產(chǎn)生;隨后,試用兩次含較低量燒結(jié)劑之產(chǎn)品,觀察并確認(rèn)改善效果;或再試用兩次含更低量燒結(jié)劑之產(chǎn)品,觀察并確認(rèn)改善效果。

    2.爐渣對耐材爐襯之熔蝕,有著直接且巨大的影響;倘若使用者本身未小心,穩(wěn)定及謹(jǐn)慎地管理并控制爐渣的含量與成份,將很難了解并改善爐襯耐材之熔蝕。

    3.若是已確認(rèn)是偏堿性之爐渣,則應(yīng)選用堿性(氧化鎂質(zhì))或中性(高氧化鋁質(zhì)) 之爐襯材料。

    B. 不均勻熔蝕,而且在使用末期,表面松散,似無燒結(jié)層之現(xiàn)象:

    可能是由于沒有作好燒結(jié)作業(yè),或干打料本身的燒結(jié)劑不足,所導(dǎo)致的結(jié)果。其改善與防范對策為:

    1.遵照燒結(jié)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行燒結(jié)作業(yè);或稍為加長燒結(jié)時間

    2.選用較高燒結(jié)劑含量的干打料進(jìn)行試驗,觀察并確認(rèn)改善效果。

    C. 底部異常嚴(yán)重熔損:

    可能是由于施工工藝不良,尤其是中;大型無心爐底部搗打不扎實;或是由于下料時的沖擊與撞擊,所導(dǎo)致的結(jié)果,其改善與防范對策為:

    1..好選用原公司所推薦的施工震動工具(高震動頻率),可以減少施工工藝的缺失,縮短施工時程,提高爐襯密度,提高爐底的耐用性能。或是在正常爐底厚度上,再加一層50~100mm厚之爐襯作為緩沖,用以敵擋巨大鐵塊之加料沖擊。

    2.若是手工搗打之施工工藝的作業(yè)情況的話,設(shè)法讓施工人員能進(jìn)入爐內(nèi),或立于爐子上方進(jìn)行搗打,務(wù)必將爐底打?qū)崱?/span>

    3.盡量避免大型鐵塊及有尖銳角的鐵塊加料(應(yīng)事先予以切割),以免直接傷及爐底。

    4.若是上述措施皆無法有效地解決問題,極有可能是感應(yīng)線圈的位置過低,或爐底部位的絕熱保溫過度,造成爐底過熱因而加快熔蝕速度。應(yīng)與爐子設(shè)備公司討論并予以改善。

    D. 底部及下錐部之異常嚴(yán)重熔損(象足形狀之熔蝕):

    象足或梨子形狀之熔蝕現(xiàn)象,主要的反應(yīng)機構(gòu)為碳將二氧化硅質(zhì)爐襯還原之化學(xué)反應(yīng),可由化學(xué)反應(yīng)方程式SiO2+2C→Si+2CO來表示。造成此一現(xiàn)象的主要原因為:殘留在無心爐內(nèi)的鐵水,經(jīng)過長時間與過高溫度的保溫,而產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)所致。其改善與防范對策為:

    1.嚴(yán)格管控鐵水之液面高度。無論殘留鐵水液面之高或低,一般每單位小時所熔化鐵水的速率是相同的;若能經(jīng)常保持原始容積的66%以上之液面高度,不但可節(jié)約化鐵的電能耗用,更可以有效地防止產(chǎn)生象足或梨子形狀之熔蝕現(xiàn)象。至于大型鑄件之生產(chǎn),盡量安排在周休停爐前,并將鐵水出清。  

    2.若是在周休停爐前,并無大型鑄件或澆包可承載鐵水時,可將鐵水倒出,制成小鐵塊,留至爾后使用。千萬要注意,低液面之鐵水,是很容易造成過熱現(xiàn)象,因而產(chǎn)生化學(xué)熔蝕之反應(yīng)。

    3.在日常操作中,若殘留鐵水液面較低時,應(yīng)徐徐的加入小鐵塊,這些小鐵塊會很快地沉入并熔化,鐵水液面即可提高。切忌加入大型鐵塊,它較不易熔化,當(dāng)其沉入爐底時,反而會過快的提高爐底溫度,造成過熱之現(xiàn)象。

    E. 下錐部之異常嚴(yán)重熔損:

    由于傾斜角度的構(gòu)造,在手工垂直搗打之施工工藝,下錐部斜坡部位,較不容易打?qū)?因而在生產(chǎn)操作中,較易被損毀。其改善與防范對策為:

    1.從設(shè)計結(jié)構(gòu)上著手,盡可能不要采用有下錐部之設(shè)計;直筒型略帶一點點斜度的爐襯,較無問題。采用本公司標(biāo)準(zhǔn)推薦的內(nèi)模坩堝及震動施工工具,乃是.佳解決之道。

    2.或是盡可能地減緩其斜角坡度(20°左右),亦即拉長其斜線;此種方法,雖然在操作初期會減少化鐵容積,但不失為一種解決的辦法。

    3.若無法改變現(xiàn)有設(shè)計的狀況下時,只有借助人力,一次較少的加料量,慢慢地將下錐部打?qū)嵙?/span>

    F. 爐壁部位之異常嚴(yán)重熔損:

    若在使用含有高鐵銹成份及其它氧化鐵成份之鐵塊的操作條件下,其中的一氧化鐵(F e O)很容易與二氧化硅質(zhì)(SiO2)爐襯起反應(yīng),生成低熔點(1205℃)之F a y a l i t e (2FeO˙SiO2)礦物相,進(jìn)而造成二氧化硅質(zhì)(SiO2)爐襯之快速熔蝕反應(yīng)。.好應(yīng)盡可能地避免使用含有高鐵銹成份及其它氧化鐵成份之鐵塊,但若其不可避免時,其改善與防范對策為:

    1.盡可能保持較高的鐵水液面高度,用以避免較高化鐵之輸出功率,防止過高溫的操作溫度。

    2.盡快地將含有高鐵銹成份及其它氧化鐵成份之鐵塊熔化,必要時予以攪拌;切忌**的操作溫度。

    3.盡快而經(jīng)常地除渣,務(wù)使鐵銹能快速地熔入鐵水

    4..好采用緩慢而固定的加料速度;若是采用一次性投料方式的話,在后面加一鐵塊。維持爐浴溫度,保持在1400℃以下之操作條件。

    5.添加冶金級的碳化硅(S i C),其具有增碳及增硅的效用,亦是相當(dāng)有效的解決方式。在添加鐵銹料之同時,加入適量的碳化硅,保持在1400℃以下之操作條件;在12 ~15分鐘內(nèi),碳化硅會分解為碳及硅,而將鐵銹的一氧化鐵還原為鐵,防止生成低熔點(1205℃)之F a y a l i t e (2FeO˙SiO2)礦物相,進(jìn)而**爐襯不被熔蝕。在很多實爐經(jīng)驗中顯示,當(dāng)有添加碳化硅的操作條件下,其爐襯壽命得以相當(dāng)明顯的改善;可以用下列的反應(yīng)方程式,來加以解釋: 在1400℃以下時,應(yīng)避免F a y a l i t e之生成:SiO2+2FeO→2FeO˙SiO2 在1400℃以上時,首先碳化硅分解為碳及硅:S i C → S i + C之后,碳及硅將一氧化鐵還原:Si+2FeO→SiO2+2Fe     C +Fe O→F e +C O

部份之硅會奪取鐵水中的氧,形成二氧化硅: Si+O2→SiO2(防止耐材爐襯中的二氧化硅被熔蝕)而部份之碳會將二氧化硅還原,提供新的硅, 再將一氧化鐵還原:

    G. 爐壁上方部位之異常嚴(yán)重熔損:

    爐壁上方部位之異常嚴(yán)重熔損現(xiàn)象,可分為渣線部位與感應(yīng)線圈以上之部位。渣線部位之熔損現(xiàn)象,主要地是由于爐渣之侵蝕反應(yīng)所造成的;而感應(yīng)線圈以上之部位的損壞,主要是因溫度較低,不易形成燒結(jié)層,機械強度不足,無法抵抗機械性的損傷。其改善與防范對策為:

    1.在熔解操作過程中,設(shè)法上;下調(diào)整鐵水面之高度位置,擴大渣線上;下部位之距離,藉此分散熔蝕部位,達(dá)到平均熔損的效果。

    2.或是在渣線部位,選用較**的材料,達(dá)成整體爐襯平均熔蝕的效果。

    3.在感應(yīng)線圈以上之部位,選用含較高燒結(jié)劑之產(chǎn)品,以利燒結(jié)。

    4.采用小塊加料,或利用漏斗型加料裝置,避免大塊加料的撞擊。

    5.定期補修。

    四.爐襯呈現(xiàn)不同色澤或脫色現(xiàn)象之探討

    A. 整體爐襯呈現(xiàn)淡粉紅色:

    是由于天然原料中,所含有的微量原素而呈現(xiàn)之淡粉紅色澤。并無任何不當(dāng)與害處,不會有任何不良的影響,不必?fù)?dān)心。

    B. 整體爐襯呈現(xiàn)淺灰色:

    與上述原因相同;或是可能由于添加含有過多的鐵銹,因而產(chǎn)生Fayalite(2FeO˙SiO2)礦物相,倘若此時有發(fā)生較快之熔蝕速率,則應(yīng)采取下列改善措施:

    使用不含鐵銹之干凈鐵塊加料?；蚴且勒杖畚g的程度,適量地添加碳化硅(S i C)與硅鐵(F e S i),用以還原一氧化鐵,減緩爐襯之熔蝕。

    C. 部份爐襯厚度呈現(xiàn)深黑色或有金屬光澤:

    可能是由于鐵水滲透之故,其防范與改善措施。

    D. 拆爐后,在整體爐襯中,可見到有很多黑色班點的現(xiàn)象

    此乃由于鐵水之氧化與還原反應(yīng)時,所產(chǎn)生的一氧化碳(CO)氣體,滲入并積存在耐材爐襯之氣孔中,所產(chǎn)生的碳積長的現(xiàn)象;若碳積長的現(xiàn)象過于嚴(yán)重時,會導(dǎo)致爐襯導(dǎo)電并產(chǎn)生電弧之不良后果。其防范與改善措施為:

    1.盡量避免在出鐵水時,過高溫度(過熱)及過長之保溫作業(yè)；否則鐵水中的碳成份會開始與爐襯起反應(yīng),而生成一氧化碳(CO)氣體。 (詳見本文三˙F之介紹)

    2.正確的施工筑爐工藝,降低耐材爐襯的氣孔,減少施工不密實的爐襯部位。

    3.嚴(yán)格管控添加料的碳成份。

    五.爐襯的異常磨損現(xiàn)象之產(chǎn)生與防止對策

    A. 帶狀溝槽式之磨損現(xiàn)象,尤其是在內(nèi)模垂直或水平的接合處,與下錐部:

    在使用鐵模坩堝作預(yù)熱燒結(jié)時,由于接縫焊接點較厚,容易產(chǎn)生高熱點,造成沿著焊接點爐襯受到過高的溫度所致;在下錐部之內(nèi)模較難制作,造成不平順或有凹凸不平的現(xiàn)象所致;其防范與改善措施為:

    1.將鐵模坩堝的焊接點部位磨平。

    2.修整下錐部的鐵模坩堝。

    可能的原因為局部性的水份集中于此,無法有效地在烘烤過程中被排除;或是在打爐時,有異物(渣塊或不潔物)參入,未被移除所致。其防范與改善措施為:

    1.注意鐵模坩堝之排氣孔洞之設(shè)置,檢查絕熱層之設(shè)計。

    另外,若有更新線圈膠泥或安全背襯時,是否有預(yù)先烘烤過。

    2.注意在打爐過程中,異物(渣塊或不潔物)之移除。

    C. 在同一水平而呈現(xiàn)不規(guī)則程度之磨損:

    較常見于大型無心爐之底部與下錐部的位置,有超過90°之不規(guī)則機械磨損之現(xiàn)象?？赡馨l(fā)生原因為:在打爐時,異物或不潔物及粉塵掉落至爐襯;或是鐵模坩堝之下錐部,并未放置妥當(dāng),造成爐襯厚度不均,而在燒結(jié)及操作過程中,產(chǎn)生熱點所致,其防范與改善措施為:

    1.在未放置鐵模坩堝前,應(yīng)使用壓縮空氣清理,并需加蓋,防止異物或不潔物及粉塵掉落;注意在打爐過程中,異物(渣塊或不潔物)之移除。

    2.即使在放置鐵模坩堝時,能正確地擺放,仍應(yīng)設(shè)法確認(rèn)下錐部與起始塊的間距,是否對稱均勻。

    3.正確地固著鐵模坩堝,務(wù)使在打爐時,鐵模坩堝不會移動

    D. 整體爐襯呈現(xiàn)不規(guī)則程度之磨損:

    此種現(xiàn)象可以歸納為粒度偏析現(xiàn)象,產(chǎn)品本身經(jīng)過搬運后;或不正確的加料方式;及不正確的施工工藝所致;烘烤時之水氣剝落現(xiàn)象,產(chǎn)品本身含較高之殘水份,或是材料開包后未能實時使用,或是施工搗打后未能即使烘烤,爐襯吸收大氣中的濕氣所致;在打爐時;異物或不潔物及粉塵掉落至爐襯。其防范與改善措施為:

    1.目前產(chǎn)品本身干打料之特殊包裝形態(tài),能有效地防止因運搬而產(chǎn)生的粒度偏析,及完全防潮;并且產(chǎn)品的殘水份,一般都管控在0.3%以下,可放心使用。

    2.依照制品指示,干打料必須儲存于室內(nèi),防止陽光直射,防潮及恒溫之條件;并且要防止其它粉塵之污染(加一層塑料膜遮蓋)。

    3.材料一經(jīng)開包即需立即使用,以防止吸收大氣中的水份,尤其是在潮濕高溫的夏季。

    4.在使用干打料前,使用壓縮空氣清理作業(yè)場所;無心爐施工模具與機具;以及干打料之外包裝,去除粉塵及異物。

    5.正確的加料與適當(dāng)?shù)氖┕すぞ呒按_實的打爐工藝，請參照本文(一)。

    6.在打完爐底或爐壁后,未能立即烘烤之前,應(yīng)鋪設(shè)塑料膜以防止吸收大氣中的水份。

    六.金屬滲透及穿透的現(xiàn)象之產(chǎn)生與防止對策

    A. 魚翅狀之滲/穿透現(xiàn)象:

    造成此現(xiàn)象之主要原因為,鐵水滲入爐襯的裂隙所致;而產(chǎn)生爐襯裂隙的主要原因為,過快的升溫;不當(dāng)?shù)睦鋮s及水氣所產(chǎn)生的裂隙,其防范與改善措施為:

    1.請參閱本文(一)中,開裂之防止對策。

    2.長期使用下,爐襯之冷卻開裂是無法避免的;在二氧化硅質(zhì)地之爐襯,再次升溫700℃左右,若給予足夠的時間,由于其膨漲特性,開裂會逐漸密合。因此在放冷之前必先將鐵水出清;再次升溫時要緩慢,待開裂會逐漸密合后,即可正常燒結(jié)與操作。

    B. 在爐襯一定深度有金屬滲入或一層深色層之現(xiàn)象:

    這種現(xiàn)象.常見于在同一爐襯中,熔化不同成份之鋼或鐵水;由于需求不同的操作溫度,而鋼或鐵水亦有不同程度的粘性與滲透能力;在較高之操作溫度下,鋼或鐵水即迅速地滲透入耐材爐襯,其防范與改善措施為：

    1.盡量避免如何操作方式。

    2.若必須如此,可先集中生產(chǎn)較高溫的品種,爾后再生產(chǎn)較低溫度的品種,即可減少此現(xiàn)象之產(chǎn)生。切忌,合高;低溫度之操作。

    C. 爐襯局部位置有不純異物侵入的現(xiàn)象:

    造成此現(xiàn)象之主要原因為,在打爐時的不小心,未能將異物取出而打入爐襯中;或局部地區(qū)打的不扎實,而被鐵水侵入所致,其防范與改善措施為:

    1.確實遵照規(guī)定,實行清理工作;打爐時,若發(fā)現(xiàn)異物,應(yīng)予以取出。施工人員之衣著.好不要有口袋,以免口袋中的香煙;打火機;零錢;筆或其它雜物掉落于干打料中。

    2.另外,若旁邊還有另一臺無心爐正在作業(yè)中時,應(yīng)在中間架設(shè)隔離網(wǎng),防止火花及其它異物噴掉過來。

    3.正確的加料方式,與適當(dāng)?shù)氖┕すぞ呒按_實的打爐工藝,請參照本文(一)。

    七.積渣或掛渣現(xiàn)象之產(chǎn)生與防止對策

    確認(rèn)掛渣之產(chǎn)生原因,必要時采取樣品作化學(xué)分析及顯微組織與礦物相分析,防止積渣要比去除掛渣容易。但若使用助熔劑的話,可能會損傷耐材爐襯,加快爐襯之熔蝕反應(yīng)若在低鐵水液面除渣不易的話,可將鐵水出清,在澆包中作除渣。

    A. 低熔點渣之生成與積附現(xiàn)象:

    主要是由于操作溫度較低,低熔點渣(Si+O2→SiO2)之粘度增加而積掛的現(xiàn)象,其防范與改善措施為:

    1.偶而提高熔化溫度,將積渣熔化。

    2.偶而提高鐵水液面高度,將積渣熔化。

    3.加蓋,減少表面溫度散失,將積渣熔化。

    4.經(jīng)常上下調(diào)整鐵水液面高度,防止單一部位之渣線熔蝕

    B. 高熔點渣之生成與積附現(xiàn)象:

    二氧化硅質(zhì)成份之爐渣積附反應(yīng),是由于在1400℃之左右,硅與高鐵繡之一氧化鐵反應(yīng)而生成的,其化學(xué)反應(yīng)方程式為:2FeO+Si→2Fe+SiO2。其特點為,在爐渣取樣分析中,可發(fā)現(xiàn)高含量的SiO2及FeO。

    回收鑄件未預(yù)先作清理,其中所夾帶的鑄造砂,所產(chǎn)生高熔點之模來石質(zhì)(3Al2O3˙2SiO2)或刺針狀的氧化鋁(Al2O3)礦物渣的積附現(xiàn)象。其特點為,在爐渣取樣分析中,可發(fā)現(xiàn)高含量的模來石與氧化鋁;或在堿性制程中,誤選酸性(SiO2)爐襯材料,防范與改善措施為:

    1.回收鑄件必須預(yù)先清理干凈,要將鑄造砂去除干凈。

    2.使用干凈的鐵塊,避免使用含高量鐵銹;泥沙;及含有高鋁礦物之鐵塊。

    3.保持在稍高于1400℃左右之爐浴操作溫度,不可過高,以防止F a y a l i t e高蝕性爐渣之生成。(2FeO+ SiO2→2FeO˙SiO2)

    4.添加碳化硅(S i C),參閱本文(三˙F)。此外,碳化硅與一氧化鐵之化學(xué)反應(yīng),會產(chǎn)生放熱現(xiàn)象,提供部份有效而**的熱源,有助于局部提熱的好處,其反應(yīng)方程式為:

     SiC+3FeO→3Fe+SiO2+CO+4430 kcal / kg

    5.盡量避免選用含有鋁金屬成份之硅鐵,改用冶金級的碳化硅。

    6.在堿性的作業(yè)環(huán)境下,要選用中性(3Al2O3)或者堿性(M g O)的作業(yè)爐襯;雖然單價較高,但是對癥下藥,而且會有較低的操作成本。

    7.在堿性的作業(yè)環(huán)境下,若是選用酸性(SiO2)的作業(yè)爐襯,則必須忍受較短的使用壽命。若是有積渣的現(xiàn)象,可加一些碎玻璃,降低爐渣的熔點。

    八.電相不平衡或過高電流現(xiàn)象之產(chǎn)生與防止對策

    在耐材爐襯使用末期時,50%以上之爐襯厚度被熔蝕后,所發(fā)生電相不平衡或過高電流現(xiàn)象,是屬正常;反之則為異常,須加以探討。

    A. 出現(xiàn)在初次燒結(jié)過程中:若是安全背襯或是線圈膠泥未經(jīng)適當(dāng)?shù)暮婵?或者干打料爐襯之水氣未能有效排除,所造成水氣導(dǎo)電的現(xiàn)象,其防范與改善措施為:

    1.預(yù)先將安全背襯或是線圈膠泥適當(dāng)?shù)暮婵尽?/span>

    2.在95℃的溫度下,保溫較長的時間;以每公分之爐襯厚為單位計算,.少每公分需要保持十五分鐘以上;再緩慢地升溫至700℃,再次保溫。

    B. 在停爐空冷后,再次**時:

    由于收縮開裂,是鐵水滲入所致,其防范與改善措施為,

    1.盡量采取**,不間斷的連續(xù)生產(chǎn)操作。

    2.要停止生產(chǎn)時,也應(yīng)避免放空冷,參照本文(一˙ A)之說明

    3.若必須要空冷下來時,也應(yīng)避免急速冷卻,切忌使用風(fēng)扇吹冷。當(dāng)再次**時,緩慢地升溫至700℃,再次保溫較長的時間,待裂隙密合后,再進(jìn)行升溫操作。

     C. 在電力中斷后,再次**時:

    因無冷卻效應(yīng),鐵水滲入耐材爐襯;或是再**時,冷卻水之干擾與流量不足所致,其防范與改善措施為:

    1.設(shè)置備份的冷卻裝置,**在跳電的狀況下,能立即切換使用。

    2.盡量減短停止送電的時間。

    D. 出現(xiàn)在停爐補修爐襯后,再次啟用的過程中:

    .有可能是因為未先將附著于爐襯表面之金屬去除干凈,造成金屬存在新舊爐襯之間;再次送電時,有局部過熱,甚至開裂之現(xiàn)象產(chǎn)生,其防范與改善措施為:

    1.要**鐵水之出清,爐內(nèi)并無任何殘渣與殘留鐵水積附在爐襯表面,再進(jìn)行熱修補。

    2.若是進(jìn)行冷間修補時,更要詳細(xì)檢查爐襯表面及裂隙中,并無任何殘渣與殘留鐵水積附;若有發(fā)現(xiàn),必須予以清除干凈后,再進(jìn)行修補。

    九.干式震動搗打料之異常現(xiàn)象判斷與處置

    A. 顆粒偏析與粒度異?，F(xiàn)象:

    目前各公司產(chǎn)品干打料之特殊包裝形態(tài),都能有效地防止因運搬而產(chǎn)生的粒度偏析,基本上應(yīng)無此問題;有可能是采樣方式不正確,而導(dǎo)致的異常結(jié)果;建議處置程序:

    1.依照不同工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),正確地采集樣本,詳細(xì)記載產(chǎn)品品名;生產(chǎn)批號;外觀狀況;取樣部位與采樣方式;并以四分法分配後;一半現(xiàn)地測試;另一半則委外測試,作核對。

    2.詳細(xì)追蹤材料使用量與使用壽命或其它異常之處。

    B. 二氧化硅含量過低時之處置:

    若使用較低檔次的原料,當(dāng)然產(chǎn)品會有較低的二氧化硅含量。建議**式:

    二氧化硅含量較低,會直接影響其物理與化學(xué)性能,使用壽命可能會較低;在使用時,要小心謹(jǐn)慎地觀察熔蝕狀況若沒有信心的話可以使用在感應(yīng)線圈以上,不與鐵水及熔渣直接接觸之部位,不會影響整體爐襯之使用壽命。

    C. 發(fā)現(xiàn)不純物時之處置:

    有可能是在生產(chǎn)過程中遭受污染,或是在搬運及儲存中受污染,或是在開包打爐時未小心處理而遭受污染。其防范與改善措施為:

    依照搬運;儲存;開包及打爐指示規(guī)定,防止外界之污染;若在打爐時有發(fā)現(xiàn)異物,應(yīng)隨即取出。若確定在開包時,發(fā)現(xiàn)異物源自產(chǎn)品時,應(yīng)詳細(xì)記載生產(chǎn)批號及保留原包裝樣本,連絡(luò)供應(yīng)商人員處置,并仔細(xì)觀察其它包裝是否有同樣情況發(fā)生。

    十.使用壽命不穩(wěn)定現(xiàn)象之產(chǎn)生與防止對策

    不穩(wěn)定的使用壽命或使用壽命突然降低之現(xiàn)象,可能發(fā)生原因是極不容易去解釋的;必須要詳細(xì)地核察并比較過去的使用操作記錄;才有可能找出原因,然后才可能尋改善對策。

    在材料及打爐工藝沒有問題的狀況下,80%以上的發(fā)生機率,是源自操作上的小改變所造成的;而此種小改變;卻經(jīng)常地被操作人員所忽視。詳細(xì)記載過往的操作記錄,是十分必要而且重要的。當(dāng)你在面對并解決這類問題時,應(yīng)遵從以下之步驟:  

    1.保持冷靜才能清楚地找到問題征結(jié),及補救或改善措施

    2.詳細(xì)記載發(fā)生之前因后果,詳細(xì)地核察并比較過去的使用操作記錄。

    3.現(xiàn)場實地的觀察,采訪與樣本搜集,務(wù)必得到..手消息及數(shù)據(jù);道聽途說之言,必經(jīng)查證后再作記錄。

    4.采取數(shù)學(xué)邏輯之歸納演變方法,找出相關(guān)因素,加以分析

    5.每次只改變一個變量的改善方法,以便確實找出原因與正確的措施。

    問題與解決對策檢查參照表

    1.是否為單一突發(fā)事件？小心而確實地重復(fù)每一步驟與過程,觀察并記載發(fā)生的現(xiàn)象,用以確認(rèn)發(fā)生的可能原因。

    2.如果是可重復(fù)發(fā)生的現(xiàn)象,是否只發(fā)生在同一個無心爐,而其它爐子并無此一現(xiàn)象的話,則有可能是由于人為疏忽所致;此時應(yīng)注意人員之管理,尤其是在打爐時,要特  別注意清潔工作。若是可在數(shù)個爐子中發(fā)生的話,則必須詳細(xì)地核察并比 較這幾個爐子的過去使用操作記錄,設(shè)法找出共同點,再加以交叉分析比較;例如:水冷卻系統(tǒng)的檢修使用情況,所使用的鐵塊種類與成份,及添加劑之種類;加入量與成份等。有時候,需注意改善措施會產(chǎn)生另外的后果; 如:增碳會產(chǎn)生過熱熔蝕,提高輸出電壓會產(chǎn)生強烈攪拌之效應(yīng),提高爐襯機械性的損耗等

    3.也許是干打料產(chǎn)品本身,使用新的原料所致;詳細(xì)記載使用產(chǎn)品之生產(chǎn)批號,以利追蹤生產(chǎn)產(chǎn)品之異變。

    4.檢查庫存品之生產(chǎn)批號,確實作到先到先用的管理原則,并確認(rèn)產(chǎn)品之性能指針;若有必要,應(yīng)更換新產(chǎn)品。

    5.詳細(xì)監(jiān)督并記錄打爐工藝,材料使用量,烘烤工藝,鐵模坩堝之架設(shè),施工工具及打爐過程,及升溫?zé)Y(jié)作業(yè);若發(fā)現(xiàn)有異,則必須告之使用客戶。

    6.在100℃之水氣烘干,與800℃之保溫作業(yè)的升溫速率與時程為何,是否有遵照指示或與過往之操作有何不同,是否有升溫記錄可供追查。

    7.在燒結(jié)操作時,爐浴高度的建立是否夠快,燒結(jié)溫度與時間是否足夠,是否有升溫記錄可供追查?？捎衅渌臒犭娕蓟蛉皴F,作溫度的覆察。

    8.新爐襯的.終使用壽命,受到.初四天的操作情況影響甚巨;個人建議,前四天.好保持不間斷的操作,并保持鐵水液面在66至80%的條件;此時爐襯可形成良好的燒結(jié)層,若其間必須停爐,800℃之保溫作業(yè),是必要的。相反地,若在初期無法作到上述條件,可能會影響爐襯的使用壽命。

    9.初期階段.好使用干凈的鐵塊,并生產(chǎn)單一類之產(chǎn)品。

    10.之后,再回復(fù)正常生產(chǎn)操作。原則上,要使用干凈的鐵,塊有助于爐襯壽命之延長。

    11.注意并記載生產(chǎn)操作之延誤與耽擱,如鐵水成份分析;成份或合金之調(diào)整;澆包來不及倒鐵水等;會延長鐵水在爐內(nèi)保持的時間;及造成鐵水過熱熔蝕爐襯的后果

    12.詳細(xì)觀察并記載所添加之添加劑的種類,數(shù)量與成份,并分析爐渣的成份與改變,有助于了解爐襯之熔蝕損壞機構(gòu)。

    13.詳細(xì)地核察并比較爐渣之成份與除渣劑之使用,有助于了解爐襯之熔蝕損壞機構(gòu)。

    14.詳細(xì)地核察并比較爐體設(shè)備之損壞;修護(hù)或更新,用以了解對爐襯耐材壽命之影響。

    15.詳細(xì)地核察并比較操作方式;輪班作業(yè)與停爐之情形,以及跳電或其它事故發(fā)生之狀況,用以了解對爐襯耐材壽命之影響。

    16.對于爐子的操作環(huán)境及操作人員的工作態(tài)度與異動,也應(yīng)詳細(xì)觀察并記載,有助于了解耐材爐襯之損壞.

    17.人為習(xí)慣是另一應(yīng)予考量的因素,任何打爐或操作人員的異動,皆會或多或少地對于耐材爐襯之砌筑與使用有所影響;詳細(xì)觀察并記載人員之異動與其習(xí)性之改變,有助于了解耐材爐襯之損壞。

    18.記錄所觀察到的任何結(jié)果,制成表格并加以分析比較有助于了解事對爐襯耐材壽命之影響因素。

    19.找出.有可能的原因,表列出可能改善之措施與方法;切記,每次只作一項改革,用以確認(rèn)效果。切忌,在同一時間,作太多改變,以免造成混亂或產(chǎn)生反效果。