مع التطبيق الواسع النطاق لأفران الحث في صناعة المسابك، تم أيضًا اختبار استخدام مواد التبطين بشدة. في عملية الاستخدام، غالبًا ما تواجه مواد بطانة الفرن التعريفي مشاكل مثل الشقوق، والتقشير، والتآكل الشديد المحلي أو العام، وتسلل المعدن السائل، مما يؤثر على الاستخدام الطبيعي للبطانة. وفي الحالات الشديدة، قد تحدث حوادث تتعلق بالسلامة. لهذا السبب، يتم تحليل العديد من المشاكل الشائعة لبطانات أفران الحث لمعرفة أسبابها.
المشاكل الشائعة وتحليل الأسباب والحلول
سواء كانت البطانة حمضية أو قلوية أو محايدة، فإن الشقوق هي المشاكل الأكثر شيوعًا في أفران الحث. هناك ثلاثة أشكال من الشقوق في بطانات أفران الحث: الطولية والعرضية وغير المنتظمة. عندما يتم تبريد البطانة ذات درجة الحرارة العالية بسرعة، قد تحدث تشققات بسبب التمدد الحراري والانكماش. هذا النوع من الكراك طولي بشكل عام. يمكن معالجة الشقوق الطولية التي يقل حجمها عن 2 مم من خلال اعتماد عملية بدء تشغيل الفرن البارد الصحيحة. إذا تجاوز الشق 2 مم، فيجب إصلاحه بمواد الإصلاح المناسبة.
هناك أسباب عديدة للشقوق العرضية في بطانة الفرن. قد يكون ذلك بسبب أساليب بناء الفرن غير الصحيحة، مما يؤدي إلى التقسيم الطبقي للمواد؛ أو بسبب عدم وجود مياه تبريد للبطانة الخلفية عند فوهة الفرن، فإنها تتكلس أثناء الاستخدام، مما يؤدي إلى انكماش وإجهاد بطانة الفرن بعد التبريد، مما يؤدي إلى تشققات عرضية. بالإضافة إلى ذلك، فإن الفرق في درجة الحرارة بين الأجزاء العلوية والسفلية من الفرن كبير جدًا، ولا يتم سكب سائل السبائك بعد إيقاف الفرن، مما قد يتسبب أيضًا في حدوث تشققات عرضية. من الصعب معالجة الشقوق المستعرضة عن طريق بدء تشغيل الفرن البارد وتحتاج إلى الإصلاح. أثناء الصهر في فرن الحث، قد يؤدي التأثير الميكانيكي على البطانة أثناء الشحن إلى حدوث شقوق غير منتظمة في الأجزاء المتأثرة. بالإضافة إلى ذلك، إذا تم جلب الشوائب إلى مادة البطانة أثناء عملية بناء الفرن، فسوف يتسبب ذلك أيضًا في حدوث تشققات غير منتظمة بعد الاستخدام. هذا النوع من الكراك خطير للغاية. وفي الحالات الشديدة، قد يتسبب ذلك في تسرب المعدن السائل وتلف جسم الفرن.
سبالينج
في المرحلة المبكرة من تلبيد البطانة الجديدة، تكون طبقة التلبيد رقيقة جدًا. إذا اصطدمت بقطعة شحن كبيرة، فمن السهل تقشير البطانة. هذا الوضع خطير بشكل خاص أثناء الخبز بالفرن الأول. في المراحل المتوسطة والمتأخرة من استخدام بطانة الفرن، إذا تم اختراق الطبقة الملبدة من بطانة الفرن بمعدن سائل وتدهورت، فإن الفرق في معاملات التمدد الحراري داخل وخارج الفرن كبير جدًا، وسوف يتقشر أيضًا عندما ساخنة.
تسلل المعادن السائلة
يتم اختراق بطانة الفرن بواسطة المعدن السائل بشكل رئيسي لأن بطانة الفرن ليست كثيفة بدرجة كافية، وهو ما يرتبط بجودة البناء. بالنسبة لبطانة الفرن الحمضية، يكون معدل التسخين سريعًا جدًا قبل 870 درجة لخبز الفرن الأول، ولم يتم تحويل مرحلة الكوارتز بالكامل إلى ترايديميت في الوقت المناسب. أثناء عملية الصهر، يكون توليد المعدن السائل مصحوبًا بتوسع الحجم الناتج عن تحويل مرحلة الكوارتز إلى الكريستوبالايت، ويكون الهيكل فضفاضًا، ومن السهل جدًا اختراق المواد المقاومة للحرارة لبطانة الفرن. عند صهر المعادن غير الحديدية بنقاط انصهار منخفضة، قد يحدث هذا الموقف: لقد ذابت بطانة الفرن قبل تلبد المعدن، الأمر الذي سيؤدي أيضًا بشكل مباشر إلى اختراق بطانة الفرن بواسطة المعدن السائل. إن استخدام تكنولوجيا البناء والخبز المعقولة في الفرن سوف يتجنب مثل هذه المواقف إلى أقصى حد.
تآكل الجزء الأوسط والسفلي من بطانة الفرن
أثناء استخدام فرن الحث، فإن الترتيب غير المعقول لإضافة الشحنة وسقالات الشحن أثناء عملية الصهر سيؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة في الجزء الأوسط والسفلي من الفرن للغاية، مما يؤدي إلى ظهور الطور السائل في الفرن مادة البطانة، والتي سوف تتآكل بشدة بسبب تجفيف المعدن السائل ذو درجة الحرارة العالية. بالإضافة إلى ذلك، إذا لم يتم ربط البطانة السفلية بإحكام أثناء عملية بناء الفرن وكانت قوة البطانة غير كافية، فقد يحدث هذا الموقف أيضًا.
التآكل العام للبطانة
يتكون التآكل العام لبطانة الفرن التعريفي من ثلاثة عوامل رئيسية: التآكل الطبيعي لمواد البطانة الناجم عن الاحتكاك الناتج عن التحريك الكهرومغناطيسي للمعدن السائل الداخلي، والتفاعل بين مكونات معينة من السبائك والمواد المقاومة للحرارة، والتآكل من المواد الحرارية الناتجة عن الخبث أثناء عملية الصهر. بالنسبة للبطانة الحمضية المستخدمة في صناعة الحديد: SiO2+C→SiO(g)+CO(g) هذا التفاعل هو مجموع سلسلة من تفاعلات الأكسدة والاختزال المعقدة. عند الضغط القياسي، تكون درجة حرارة التفاعل الأولية 1481 درجة. وعندما تتجاوز درجة الحرارة في الفرن هذه الدرجة، فإن هذا التفاعل يعد أحد العوامل الرئيسية لاستهلاك البطانة. التفاعل بين الخبث والمواد المقاومة للحرارة معقد للغاية، كما أنه عامل مهم في تقصير عمر بطانة الفرن أثناء صهر بعض السبائك الخاصة. مواد البطانة الحمضية مناسبة لصهر الحديد والنحاس والمعادن الأخرى ذات الخبث الحمضي أو المتعادل؛ تُستخدم مواد البطانة القلوية في صهر المعادن ذات الخبث القلوي، مثل فولاذ المنغنيز؛ مواد البطانة المحايدة مناسبة للأفران الكبيرة لصهر درجات الفولاذ الخاصة. فقط من خلال اختيار المواد المقاومة للحرارة المناسبة وفقًا لشحنات الفرن المختلفة يمكن الحصول على عمر طويل نسبيًا للبطانة.
خاتمة
أثناء استخدام بطانات الفرن الحثية، تحدث معظم المشاكل بسبب التشغيل غير السليم أثناء بناء الفرن أو استخدامه. إذا تم اختيار المواد المناسبة، يتم اعتماد تكنولوجيا بناء الفرن المعقولة، واستخدام تكنولوجيا الصهر المعقولة، ويمكن تجنب مشاكل جودة البطانة أثناء الاستخدام ويمكن تحسين عمر خدمة البطانة.