Valimoteollisuuden induktiouunien laajan käytön myötä myös vuorausmateriaalien käyttöä on testattu ankarasti. Käyttöprosessissa induktiouunien vuorausmateriaaleissa on usein ongelmia, kuten halkeamia, kuoriutumista, paikallista tai yleistä voimakasta eroosiota ja nestemäisen metallin tunkeutumista, jotka vaikuttavat vuorauksen normaaliin käyttöön. Vakavissa tapauksissa voi jopa tapahtua turvallisuusonnettomuuksia. Tästä syystä useiden yleisten induktiouunien vuorausten ongelmista analysoidaan niiden syitä.
Yleiset ongelmat, syyanalyysi ja ratkaisut
Olipa kyseessä hapan, emäksinen tai neutraali vuoraus, halkeamat ovat yleisimpiä induktiouunien ongelmia. Induktiouunien vuorauksissa on kolme halkeamia: pitkittäis-, poikittais- ja epäsäännöllinen. Kun korkean lämpötilan vuoraus jäähdytetään nopeasti, voi esiintyä halkeamia lämpölaajenemisen ja -kutistumisen vuoksi. Tämän tyyppinen halkeama on yleensä pitkittäinen. Alle 2 mm:n pitkittäiset halkeamat voidaan korjata ottamalla käyttöön oikea kylmäuunin käynnistysprosessi. Jos halkeama ylittää 2 mm, se on korjattava vastaavilla korjausmateriaaleilla.
Uunin vuorauksen poikittaishalkeamien syitä on monia. Se voi johtua uunin vääristä rakennusmenetelmistä, mikä johtaa materiaalin kerrostumiseen; tai koska takaosan vuoraukseen ei ole jäähdytysvettä uunin suussa, se sintrautui käytön aikana, mikä johtaa uunin vuorauksen kutistumiseen ja venymiseen jäähdytyksen jälkeen, mikä johtaa poikittaisiin halkeamiin. Lisäksi lämpötilaero uunin ylä- ja alaosan välillä on liian suuri, eikä seosnestettä kaadu ulos uunin pysäyttämisen jälkeen, mikä voi myös aiheuttaa poikittaisia halkeamia. Poikittaiset halkeamat on vaikea korjata kylmäuunin käynnistyksellä ja ne on korjattava. Induktiouunin sulatuksen aikana vuoraukseen kohdistuva mekaaninen isku latauksen aikana voi aiheuttaa epäsäännöllisiä halkeamia osuneisiin osiin. Lisäksi, jos vuorausmateriaaliin joutuu uunin rakentamisen aikana epäpuhtauksia, se aiheuttaa myös epäsäännöllisiä halkeamia käytön jälkeen. Tämäntyyppinen halkeama on erittäin vaarallinen. Vakavissa tapauksissa se voi jopa aiheuttaa nestemäisen metallin vuotamisen ja vaurioittaa uunin runkoa.
Spalling
Uuden vuorauksen sintrauksen alkuvaiheessa sintrauskerros on erittäin ohut. Jos siihen osuu suuri pala, vuori on helppo irrottaa. Tämä tilanne on erityisen vakava ensimmäisen uunin aikana. Uunin vuorauksen käytön keski- ja loppuvaiheessa, jos uunin vuorauksen sintrattu kerros tunkeutuu nestemäiseen metalliin ja heikkenee, lämpölaajenemiskertoimien ero sisä- ja ulkopuolella on liian suuri, ja se myös kuoriutuu pois, kun lämmitetty.
Nestemäisen metallin tunkeutuminen
Uunin vuoraukseen tunkeutuu nestemäistä metallia pääasiassa siksi, että uunin vuoraus ei ole riittävän tiheä, mikä liittyy rakenteen laatuun. Happamassa uunin vuorauksessa kuumennusnopeus on liian nopea ennen 870 astetta ensimmäiseen uunin leivontaan, eikä -kvartsifaasi ole täysin muuttunut -tridymiitiksi ajoissa. Sulatusprosessin aikana nestemäisen metallin muodostumiseen liittyy tilavuuden laajeneminen, joka aiheutuu -kvartsifaasin muuttumisesta -kristobaliitiksi, ja rakenne on löysä, mikä on erittäin helppo tunkeutua uunin vuorauksen tulenkestävään materiaaliin. Alhaisten sulamispisteiden ei-rautametallien sulatuksessa voi syntyä tämä tilanne: uunin vuoraus on sulanut ennen sintrautuvaa metallia, mikä aiheuttaa myös suoraan uunin vuoraukseen nestemäisen metallin tunkeutumisen. Kohtuullisen rakentamisen ja uunileivontatekniikan käytöllä vältetään sellaiset tilanteet suurimmassa määrin.
Uunin vuorauksen keski- ja alaosan eroosio
Induktiouunin käytön aikana panoksen ja panostelineiden kohtuuton lisäysjärjestys sulatusprosessin aikana aiheuttaa liian korkean lämpötilan uunin keski- ja alaosassa, mikä johtaa nestefaasin ilmaantumiseen uuniin. vuorausmateriaalia, joka kuluu voimakkaasti korkean lämpötilan nestemäisen metallin hankautuessa. Lisäksi, jos pohjavuorausta ei solmita tiukasti uunin rakentamisen aikana ja vuorauksen lujuus on riittämätön, tämä tilanne voi myös syntyä.
Yleinen vuorauksen eroosio
Induktiouunin vuorauksen yleinen kuluminen koostuu kolmesta päätekijästä: sisäosan nestemäisen metallin sähkömagneettisen sekoittumisen aiheuttamasta kitkasta johtuvasta vuorausmateriaalin normaalista kulumisesta, tiettyjen seoskomponenttien ja tulenkestävien materiaalien välisestä reaktiosta sekä eroosiosta. sulatusprosessin aikana kuonan aiheuttamista tulenkestävistä materiaaleista. Raudanvalmistuksessa käytettävälle happamalle vuoraukselle: SiO2+C→SiO(g)+CO(g) Tämä reaktio on monimutkaisten redox-reaktioiden sarjan summa. Normaalipaineessa reaktion alkulämpötila on 1481 astetta. Kun uunin lämpötila ylittää tämän lämpötilan, tämä reaktio on yksi vuorauksen kulutuksen päätekijöistä. Kuonan ja tulenkestävien materiaalien välinen reaktio on erittäin monimutkainen, ja se on myös tärkeä tekijä uunin vuorauksen käyttöiän lyhentämisessä joidenkin erikoisseosten sulatuksen aikana. Happamat vuorausmateriaalit soveltuvat raudan, kuparin ja muiden metallien sulattamiseen happamien tai neutraalien kuonan kanssa; alkalisia vuorausmateriaaleja käytetään metallien, kuten mangaaniteräksen, sulattamiseen alkalisen kuonan kanssa; neutraalit vuorausmateriaalit sopivat suuriin uuneihin erikoisterästen sulattamiseen. Vain valitsemalla sopivat tulenkestävät materiaalit eri uunipanosten mukaan voidaan saavuttaa suhteellisen pitkä vuorauksen käyttöikä.
Johtopäätös
Induktiouunin vuorauksia käytettäessä useimmat ongelmat johtuvat virheellisestä käytöstä uunin rakentamisen tai käytön aikana. Jos valitaan sopivat materiaalit, otetaan käyttöön järkevä uuninrakennustekniikka ja käytetään järkevää sulatustekniikkaa, voidaan välttää vuorauksen laatuongelmat käytön aikana ja parantaa vuorauksen käyttöikää.
