中頻爐壽命對陽極組裝生產(chǎn)的影響很大，在保證中頻爐筑爐材料、筑爐方法、烘爐工藝、日常使用及維護(hù)滿足需求的同時，需要在日常生產(chǎn)中密切關(guān)注磷鐵成份，尤其是硫含量，不但危害大，而且不會在使用中如其他元素一樣因燒損而自然降低，反而隨著回爐鐵的循環(huán)使用越來越高，從而影響磷鐵的整體質(zhì)量。因此，在生產(chǎn)中需要在硫含量較低狀態(tài)時，提前通過各種脫硫方法加以控制，延緩硫含量的上升速度，以防磷鐵成分整體過快劣化。
1、影響中頻爐爐襯使用壽命的原因
根據(jù)生產(chǎn)實際和經(jīng)驗，影響爐襯使用壽命的因素可能有筑爐材料、筑爐方法、烘爐工藝和日常使用維護(hù)。對各項因素逐項進(jìn)行分析比對，找出影響爐襯使用壽命的根本原因。
1.1筑爐材料
筑爐材料和同行業(yè)其它單位一樣，使用同廠家同型號的石英砂組合料，且筑爐方法一致，但爐齡卻相差比較大，說明筑爐材料、筑爐方法不是導(dǎo)致爐齡短的主要誘因。
1.2烘爐工藝
對烘爐工藝的執(zhí)行情況全程跟蹤，用無紙記錄儀全程記錄升溫曲線，以便隨時調(diào)閱每臺爐烘爐期間任何時刻的溫度狀態(tài)，并未發(fā)現(xiàn)異常，也未見好轉(zhuǎn)跡象，說明烘爐工藝不是導(dǎo)致爐齡短的主要誘因。
1.3日常使用維護(hù)
在中頻爐使用方面有明顯的異常點，即需要的鐵水出爐溫度高達(dá)1520℃(現(xiàn)場實測)，且此溫度值僅僅是爐內(nèi)鐵水上表面所測溫度，爐襯燒結(jié)層真實溫度遠(yuǎn)不止。據(jù)此判斷，導(dǎo)致爐齡異常短的原因應(yīng)是爐襯燒結(jié)層長期超高溫運行，其影響爐襯壽命的原因分析如下：
1.3.1爐襯燒結(jié)層石英砂晶形轉(zhuǎn)變
石英砂具有較復(fù)雜的晶形轉(zhuǎn)變，燒結(jié)的目的是使?fàn)t襯燒結(jié)層石英晶變進(jìn)行得較為徹底，使燒結(jié)層中含有較多的α-方石英成份，α-方石英形成過程如下：
相關(guān)實驗資料顯示，燒結(jié)層在1200~1400℃之間隨著溫度不斷升高，燒結(jié)性能逐漸提高，力學(xué)性能不斷加強，耐壓強度大幅度提高;當(dāng)溫度升高到1500℃時，試樣出現(xiàn)微裂紋，其力學(xué)性能開始下降。而在日常實際生產(chǎn)中，鐵水出爐溫度達(dá)1520℃，即燒結(jié)層實際工作溫度已經(jīng)超出了α-方石英實驗最高強度的范疇，是在存在微裂紋的狀態(tài)下工作，微裂紋極易使鐵水滲入，從而加速了爐襯的劣化。
同時在爐襯材料廠家提供的烘爐工藝要求中，燒結(jié)溫度在1570~1600℃，實際鐵水溫度1520℃時(燒結(jié)層爐壁溫度必然高于此測量值)已經(jīng)接近極值，因而對爐襯損壞極大，爐壁脫落頻繁。對于燒結(jié)層強度最高點的溫度臨界值，雖然學(xué)術(shù)實驗資料和石英砂廠商提供的實踐要求數(shù)據(jù)有些許出入，但實際工作溫度超過或接近極值，導(dǎo)致爐齡壽命較短。
1.3.2磷鐵成分的影響
追根溯源，爐齡短是因為溫度高，溫度高是因為鐵水流動性差，因此對影響鐵水流動性的五大元素(C、Si、Mn、P、S)進(jìn)行分析，其化驗結(jié)果見表2。由表2可知，能提高鐵水流動性的磷元素含量并不低，而能降低流動性的硫元素含量則超出標(biāo)準(zhǔn)4.5倍。
綜上所述，真正影響中頻爐爐襯壽命的原因是由于日常使用中的爐料-循環(huán)使用的回爐鐵硫含量太高。
2、提高中頻爐使用壽命的措施
2.1優(yōu)化磷鐵配方
針對磷鐵成分中硫含量高出標(biāo)準(zhǔn)值4.5倍的問題，借鑒同行業(yè)做法，整體置換磷鐵，選用專業(yè)鐵合金公司配置標(biāo)準(zhǔn)磷鐵予以置換。經(jīng)過整體更換磷鐵后，五大元素完全符合工藝標(biāo)準(zhǔn)要求，見表3。鐵水流動性得到很大改善，不但陽極澆鑄后磷鐵環(huán)平整、飽滿，外觀質(zhì)量得到根本性轉(zhuǎn)變，更重要的是鐵水出爐溫度只需1350℃即可滿足澆鑄需求，爐襯工作溫度大幅下降，爐齡得到保障，中頻爐爐齡平均為57天。
3.2清理回爐鐵
為了使更新的磷鐵成份保持長周期穩(wěn)定，減少爐渣的產(chǎn)生，降低雜質(zhì)對爐壁的腐蝕，也為了提高陽極澆鑄質(zhì)量創(chuàng)造條件，在更新磷鐵后要堅持對回爐鐵進(jìn)行清理后才能入爐熔煉。因為回爐鐵表面除了附著部分殘極碳粒，還有電解質(zhì)，這些雜質(zhì)對爐襯來說都是有害元素，其中碳粒和石英砂在高溫下發(fā)生還原反應(yīng)(SiO2+2C=Si+2CO)，而電解質(zhì)作為堿性物對酸性爐襯同樣具有腐蝕作用，從而破壞爐襯影響爐齡。通過提高磷鐵清理質(zhì)量，使?fàn)t齡在原有基礎(chǔ)上再次延長10~15天，爐次增加30次，見表4。
通過優(yōu)化磷鐵配方和提高回爐鐵清理質(zhì)量，不但改善了鐵水流動性，使陽極組裝塊澆鑄合格率提升3%以上，鐵水損耗減少了10%;而且因降低了鐵水出爐溫度，使?fàn)t襯平均使用壽命由原13天延長到70天，滿足了生產(chǎn)鐵水充足供應(yīng)，確保了中頻爐安全平穩(wěn)運行，節(jié)約了大量筑爐料及人工·經(jīng)測算，按年產(chǎn)20萬t陽極組計，此改進(jìn)僅合格率提升、筑爐料節(jié)約年產(chǎn)直接經(jīng)濟效益在310萬元以上。
