Med den udbredte anvendelse af induktionsovne i støberiindustrien er brugen af foringsmaterialer også blevet grundigt testet. I brugsprocessen har induktionsovnsbeklædningsmaterialer ofte problemer såsom revner, afskalning, lokal eller generelt alvorlig erosion og infiltration af flydende metal, som påvirker den normale brug af foringen. I alvorlige tilfælde kan der endda forekomme sikkerhedsulykker. Af denne grund analyseres flere almindelige problemer med induktionsovne for deres årsager.
Almindelige problemer, årsagsanalyse og løsninger
Uanset om det er sur, basisk eller neutral foring, er revner de mest almindelige problemer ved induktionsovne. Der er tre former for revner i induktionsovne: langsgående, tværgående og uregelmæssige. Når højtemperaturforingen hurtigt afkøles, kan der opstå revner på grund af termisk ekspansion og sammentrækning. Denne type revne er generelt langsgående. Langsgående revner på mindre end 2 mm kan heles ved at anvende den korrekte opstartsproces for kold ovn. Hvis revnen overstiger 2 mm, skal den repareres med tilsvarende reparationsmaterialer.
Der er mange årsager til tværgående revner i ovnens beklædning. Det kan skyldes forkerte ovnkonstruktionsmetoder, hvilket resulterer i materialestratificering; eller fordi der ikke er kølevand til bagbeklædningen ved ovnmundingen, sintrede den under brug, hvilket resulterede i krympning og belastning af ovnbeklædningen efter afkøling, hvilket resulterede i tværgående revner. Derudover er temperaturforskellen mellem ovnens øvre og nedre del for stor, og legeringsvæsken hældes ikke ud efter at ovnen er stoppet, hvilket også kan forårsage tværgående revner. Tværrevner er svære at hele ved kold ovnstart og skal repareres. Under smeltning i induktionsovn kan mekanisk påvirkning af foringen under opladning forårsage uregelmæssige revner i de ramte dele. Desuden, hvis urenheder bringes ind i foringsmaterialet under ovnens byggeproces, vil det også forårsage uregelmæssige revner efter brug. Denne type revne er meget farlig. I alvorlige tilfælde kan det endda forårsage lækage af flydende metal og beskadige ovnlegemet.
Spaltning
I den tidlige fase af sintringen af den nye foring er sintringslaget meget tyndt. Bliver den ramt af et stort stykke ladning, er foret let at pille af. Denne situation er især alvorlig under den første ovnbagning. I de midterste og sene stadier af brugen af ovnbeklædningen, hvis det sintrede lag af ovnbeklædningen infiltreres af flydende metal og forringes, er forskellen i termiske udvidelseskoefficienter indvendigt og udvendigt for stor, og det vil også skalle af, når opvarmet.
Infiltration af flydende metal
Ovnbeklædningen infiltreres af flydende metal, primært fordi ovnbeklædningen ikke er tæt nok, hvilket hænger sammen med konstruktionskvaliteten. For den sure ovnbeklædning er opvarmningshastigheden for høj før 870 grader til den første ovnbagning, og -kvartsfasen er ikke blevet fuldt omdannet til -tridymit i tide. Under smeltningsprocessen ledsages dannelsen af flydende metal af volumenudvidelsen forårsaget af omdannelsen af -kvartsfasen til -cristobalite, og strukturen er løs, hvilket er meget let at infiltrere det ildfaste materiale i ovnforingen. Ved smeltning af ikke-jernholdige metaller med lave smeltepunkter kan denne situation opstå: ovnforingen er smeltet før sintringsmetallet, hvilket også direkte vil medføre, at ovnforingen bliver infiltreret af flydende metal. Anvendelse af fornuftig konstruktion og ovnbageteknologi vil i størst muligt omfang undgå sådanne situationer.
Erosion af den midterste og nederste del af ovnbeklædningen
Under brugen af induktionsovnen vil den urimelige rækkefølge af tilføjelse af ladningen og ladningsstilladset under smelteprocessen medføre, at temperaturen i den midterste og nederste del af ovnen bliver for høj, hvilket resulterer i fremkomsten af væskefase i ovnen. foringsmateriale, som vil blive alvorligt eroderet ved skuring af højtemperatur flydende metal. Hvis bundbeklædningen ikke er tæt knyttet under ovnkonstruktionsprocessen, og foringsstyrken er utilstrækkelig, kan denne situation også forekomme.
Samlet erosion af foringen
Den overordnede erosion af induktionsovnens beklædning er sammensat af tre hovedfaktorer: det normale slid af foringsmaterialet forårsaget af friktionen genereret af den elektromagnetiske omrøring af det indre flydende metal, reaktionen mellem visse legeringskomponenter og ildfaste materialer og erosionen af de ildfaste materialer forårsaget af slaggen under smeltningsprocessen. For den sure foring, der bruges til jernfremstilling: SiO2+C→SiO(g)+CO(g) Denne reaktion er summen af en række komplekse redoxreaktioner. Ved standardtryk er den indledende reaktionstemperatur 1481 grader. Når temperaturen i ovnen overstiger denne temperatur, er denne reaktion en af hovedfaktorerne for forbruget af foringen. Reaktionen mellem slagger og ildfaste materialer er meget kompleks, og den er også en vigtig faktor for at forkorte ovnforingens levetid under smeltningen af nogle specielle legeringer. Sure foringsmaterialer er velegnede til smeltning af jern, kobber og andre metaller med sure eller neutrale slagger; alkaliske foringsmaterialer anvendes til smeltning af metaller med alkaliske slagger såsom manganstål; neutrale foringsmaterialer er velegnede til store ovne til smeltning af specielle stålkvaliteter. Kun ved at vælge egnede ildfaste materialer i overensstemmelse med forskellige ovnladninger kan der opnås en relativt lang foringslevetid.
Konklusion
Under brugen af induktionsovne er de fleste problemer forårsaget af forkert drift under ovnkonstruktion eller brug. Hvis der vælges passende materialer, anvendes rimelig ovnkonstruktionsteknologi, og rimelig smelteteknologi anvendes, kan kvalitetsproblemer af foringen under brug undgås, og foringens levetid kan forbedres.