通過對(duì)鍛造加熱爐爐門破損的分析，制定了延長(zhǎng)爐門使用壽命的技術(shù)措施，一種密度低，抗熱震性高的爐門澆注料，通過使用取得了延長(zhǎng)爐門使用壽命的良好效果。
爐門破損原因分析
針對(duì)鍛造加熱爐爐門使用壽命較短，砌筑修復(fù)成本較高，爐門沉重等問題，對(duì)鍛造加熱爐爐門的生產(chǎn)使用條件進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，并對(duì)高鋁耐火磚與致密鋁澆注料爐門的破損狀況進(jìn)行了跟蹤與分析。對(duì)于爐門過于沉重的問題，從爐門的鑄鐵框架與耐火材料兩個(gè)方面進(jìn)行了降低自重的分析。爐門鑄鐵框架的主要功能在于保持爐門的外形結(jié)構(gòu)與提供爐門結(jié)構(gòu)力，從而保持爐門與爐口的密實(shí)與爐門自身的順利開啟。由此看來大幅度降低爐門鑄鐵框架的重量的可能性較小。爐門砌筑耐火材料的主要作用是保護(hù)鑄鐵框架與阻隔爐內(nèi)火焰、要求耐火材料具有合適的耐火性能、力學(xué)強(qiáng)度與相關(guān)的使用性能，對(duì)耐火材料的密度沒有特殊要求。因而，可采用降低爐門耐火材料密度的方法來降低爐門自重。對(duì)于爐門使用壽命短的問題，認(rèn)為其主要原因有爐門耐火材料的抗熱震性差，耐火磚襯整體性差，加熱爐爐溫較高等。由于耐火材料的抗熱震性差，在加熱爐爐門頻繁開啟的工作條件下，導(dǎo)熱耐火磚襯出現(xiàn)嚴(yán)重的斷磚現(xiàn)象以及耐火材料澆注料開裂脫落現(xiàn)象。此外，爐門耐火磚襯因其砌筑的整體性較差，導(dǎo)熱嚴(yán)重的掉磚現(xiàn)象，因其爐門金屬框架燒蝕破損，致使?fàn)t門使用壽命短，耐火磚與金屬框消耗量大，爐門維護(hù)成本高，另外，加熱爐爐溫較高是爐門金屬框架燒蝕的根本原因，正爐壓則使?fàn)t氣沿爐門邊框外溢，導(dǎo)致爐門金屬外框燒蝕。
爐門澆注料原材料的選擇
根據(jù)上述鍛造加熱爐爐門破損原因分析，再結(jié)合現(xiàn)有相關(guān)澆注料技術(shù)的基礎(chǔ)上，認(rèn)為通過合理選擇澆注料的原材料，組分配比的調(diào)整和外加劑的研究，可以改善爐門澆注料的使用性能，達(dá)到提高爐門使用壽命的目的。為此，在爐門澆注料的原材料選擇方面進(jìn)行了相應(yīng)的研究和分析。選取了耐火度、抗熱震性及高溫沖刷性能優(yōu)良的特級(jí)焦寶石和一級(jí)高鋁熟料作為澆注料的骨料，以改善澆注料的高溫性能。從改善澆注料的常溫和高溫結(jié)合強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性等方面考慮，選取一級(jí)高鋁粉為澆注料的主要粉料。從改善澆注料抗熱震性、防爆型和降低密度等方面考慮，選取了力學(xué)性能與抗高溫粉化性能優(yōu)良的無機(jī)高鋁纖維為防爆、增加添加劑。此外，為了滿足鍛造加熱爐爐門澆注料的使用性能和其他相關(guān)的使用性能，選擇了多種有機(jī)與無機(jī)減水劑、分散劑為復(fù)合外加劑。澆注料主要原材料的理化性能如表1所示。
爐門澆注料的實(shí)驗(yàn)研究
根據(jù)上述的原材料選擇原則與澆注料性能改進(jìn)思路，按照澆注料中AI2O3的含量不同進(jìn)行了多個(gè)配方設(shè)計(jì)，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了配方調(diào)整實(shí)驗(yàn)及抗熱震性實(shí)驗(yàn)。按照實(shí)驗(yàn)預(yù)定的高抗熱震性技術(shù)要求，確定了5個(gè)性能優(yōu)良的澆注料配方，分別制成40 mm× 40 mm× 160 mm的試樣進(jìn)行詳細(xì)的理化性能檢測(cè)，具體檢測(cè)結(jié)果如表2
表2澆注料理化性能檢測(cè)結(jié)果
根據(jù)上述澆注料的實(shí)驗(yàn)研究情況，根據(jù)鍛造加熱爐爐門澆注料性能要求的分析結(jié)果，確立了爐門澆注料相應(yīng)的理化性能要求，具體如表3所示。澆注料牌號(hào)命名為L(zhǎng)M - 60。
爐門LM - 60澆注料的工業(yè)性試驗(yàn)與應(yīng)用2000年4月，在鍛造車間加熱爐的4個(gè)爐門上進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)。首先進(jìn)行爐門澆注施工，再自然養(yǎng)護(hù)3d。此后，隨爐正式投入生產(chǎn)使用。工業(yè)性試驗(yàn)爐門平均使用壽命為30 d，平均單個(gè)爐門用料量為300 kg。與原高鋁磚和致密高鋁澆注料爐門相比，單個(gè)爐門用料量下降25 %〜32 %，爐門使用壽命提高3倍多，達(dá)到了延長(zhǎng)爐門使用壽命的工業(yè)性試驗(yàn)效果。
基于爐門LM - 60澆注料優(yōu)良的工業(yè)性試驗(yàn)效果，決定在鍛造加熱爐爐門上推廣應(yīng)用。2000年6月起，LM - 60澆注料在公司鍛造加熱爐爐門上全面推廣應(yīng)用。經(jīng)過兩年多的實(shí)際應(yīng)用，取得了良好的應(yīng)用效果。經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，爐門實(shí)際應(yīng)用的平均壽命為25d，與原高鋁磚和致密高鋁澆注料爐門相比，爐門耐火材料用料量分別下降25 %和32 %。使用壽命延長(zhǎng)2.1倍，取得了良好的應(yīng)用效果，由于爐門耐火材料用料量的降低，減輕了爐門自重，方便了爐門的開啟LM - 60澆注料大量采用了價(jià)格低廉的焦寶石，降低了澆注料的價(jià)格與爐門澆注費(fèi)用爐門壽命的提高。
結(jié)語
通過對(duì)鍛造加熱爐爐門破損原因的分析，確立了延長(zhǎng)爐門使用壽命的具體措施，完成了LM - 60爐門澆注料的實(shí)驗(yàn)室研制與工業(yè)性試驗(yàn)，達(dá)到了降低爐門砌筑維護(hù)成本，延長(zhǎng)爐門使用壽命的目的。