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锻造铜瓦出现常见故障和原因

发表时间: 2021-03-07 15:22:32

作者: 江苏宇龙冶金电炉设备有限公司

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      铜瓦是矿热炉电极系统的重要导电部件,其主要作用是传递三相电极电流,每台矿热炉在线使用数量30块,其使用周期与制造质量、生产操作都有着密切的关系。延长铜瓦使用周期,可以有效减少矿热炉停炉时间,提高作业率。

铜瓦出现的故障原因可归纳为以下几条

(1)铜瓦加工技术差

底部堵头焊接不牢固,当其在高温400〜1000℃下工作时,由于水压较大,加上底部烧损打火,底部堵头容易脱落漏水,这样的故障累计发生5起。

针对此类故障,技术人员结合铜瓦结构,提出底部堵头采用螺纹连接和焊接加固方式进行双层保护,防止底部堵头脱落漏水。通过采取上述措施,彻底杜绝了底部堵头脱落漏水故障。

(2)冷却系统不好

断水和缺水使铜瓦经常在高温下使用而烧坏。铜瓦长期工作在高温环境中,为延长其寿命,需要在铜瓦内通水冷却。冷却系统的好坏直接影响铜瓦的使用寿命。经统计分析,因断水、缺水造成的铜瓦烧损,约占总故障的20%左右。故铜瓦的冷却状况要好,水管要畅通。同时,冷却水温变化对铜瓦的温度和应力影响不大。冷却水速对铜瓦的温度和应力有很明显的影响。冷却水速越大铜瓦表面温度越低,但同时铜瓦表面应力也迅速增大,水速一般控制在2.5m/s以内。水温高于70C时,易发生汽化现象,产生气阻。水温一般要求不高于60℃。新铜瓦上线安装前必须做水压试验,水管畅通且不渗透,检验合格才能上线使用。

(3)铜瓦结构缺陷

铜瓦内侧上沿为直角,由于电极壳焊接质量不好,如未打磨光滑,易发生电极壳凸起部位与铜瓦上沿卡住,发生卷边堆积,造成铜瓦吊耳拉断,引起铜瓦下滑。

吊耳是连接铜瓦的唯一关键,一旦出现卷边堆积,巨大的压放作用力会拉断吊耳,引起铜瓦下滑。铜瓦下滑故障约占铜瓦故障的30%。电极过烧、电极壳焊接质量不好,如焊缝不平滑,压力环压力过大都会造成铜瓦下滑。

从铜瓦本体结构方面,将铜瓦内侧上沿直接改为10mm的倒角,让凸起平滑过渡,防止出现卡阻引起铜瓦下滑。电极壳改进方面,增加电极壳钢板的厚度,我公司1250mm和1300mm的电极直径,壳体厚度S从2.5mm增加到3mm;将电极壳下端带子口厚度增加到4mm,增加电极壳刚性。加大电极壳焊接质量的管理,每班组织人员对电极壳焊接质量进行检查验收,保证电极壳焊缝饱满、平整,焊接完毕后焊接完工后必须打磨,去除凸点与焊接飞派物,保证外表光滑。强化电极管控,均衡压放,防止电极过烧,造成电极壳卷边。

(4)生产操作的影响

电极过烧,铜瓦与电极接触不好,发生刺火现象而刺坏铜瓦;电极焙烧时,铜瓦以上电极壳(铁壳)出现破裂,冒出少量电极糊,烧硬后,使电极与铜瓦间不平滑,而导致接触不良发生刺火;当电极发生软断或硬断时(靠铜瓦下端),未及时停电,在折断处产生电弧而烧损铜瓦;电极过短,铜瓦经常接触红料层而烧坏。在带电时下放电极操作,如铜瓦与电极松开的情况进行是最危险的,常常因此而打坏铜瓦。

电极糊的烧结情况对铜瓦的使用周期影响较大,电极糊的烧结高度应在铜瓦高度的1/2至1/3上,合理均衡压放,平均每2小时压放1次,每次压放量30~50mm之间。防止过烧,否则容易发生铜瓦与电极接触不良而打火起弧,严重缩短铜瓦使用寿命。

保持铜瓦与电极的良好接触。新铜瓦的内表面应加工成与电极相应的弧度,光滑无毛刺。铜瓦压紧的压力应该控制在2.0至3.5MPa之间,使铜瓦能贴紧电极。定期停炉检修清理铜瓦和电极之间的电极糊和杂物,使铜瓦与电极的接触良好,不因打火起弧而损坏铜瓦。

稳定炉况、控制料面是铜瓦维护的关键。合理配炭,控制电极插入深度。减少硅铁冶炼、硅锰冶炼、铬铁冶炼中的“刺火”,硅铁冶炼中的“红料面”等不良现象。控制冶炼功率因数,防止硅锰冶炼、铬铁冶炼中的“翻料”。一旦出现问题,要及时处理,它们对铜瓦的直接威胁很大。要控制好料面高度,料面不能与铜瓦底沿接触,之间必须保持300mm以上的距离,不能用捣炉机捣杆撞击铜瓦或接触铜瓦下沿。经常检查铜瓦的冷却水,铜瓦与把持器之间的绝缘,与电极接触打火等,保持正常运行。

结  论

⑴通过对铜瓦本体结构的优化改进以及循环水的管理,铜瓦底部堵头脱落漏水及缺水断水造成的铜瓦烧损故障彻底解决。

⑵对电极壳改进和电极壳焊接管理强化以及工艺操作标准不断完善后,铜瓦下滑故障明显下降。

⑶强化生产操作管控,采取合理配炭,控制电极工作长度,控制冶炼功率因数,不断完善中控室操作技术标准,控制料面高度等措施,可以有效的降低铜瓦故障,减少热停炉次数和故障时间。

文章摘自矿热炉公众号  作者:张红星、白建光

酒钢集团宏电铁合金有限责任公司


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