一、馬弗爐堵塞的現象及原因
鋼絲鉛淬火熱處理使用的馬弗爐內砌有相互連接的馬弗磚,使馬弗孔從爐頭直通到爐尾,鋼絲在孔內行走而被間接加熱。馬弗爐一般分為3段,即預熱段、加熱段和均熱段。由于加熱時間長,鋼絲在加熱過程中氧化嚴重,氧化物與磷化膜混合后在高溫下結塊,造成爐孔堵塞。拆爐后發現沿縱向距出口處第1, 2排馬弗磚堵孔嚴重,以后逐漸減輕,但靠近燒嘴邊的馬弗磚由于溫度高,堵孔現象更嚴重。縱觀馬弗磚整體,堵孔主要集中在鋼絲出口一端。
二、改進措施
針對這種現象,采取了合理控制爐溫、減少磷化時間等改進措施,取得較好效果,具體情況如下。
1、提高砌爐質量首先馬弗磚的質量要,選用黑度和導熱系數較高的黏土質耐火材料;其次砌爐時馬弗磚與馬弗磚接口處要對齊、接緊,不能有縫隙,接口處要涂上耐火泥并用標準磚壓住接口處,沿縱向馬弗磚應保持成一條直線。
2、合理控制爐溫
控制好3段爐溫。溫度對鋼絲的氧化速度有明顯的影響,鋼絲在400~600℃為第1個快速氧化的溫度區域,在600~800℃氧化速度幾乎不變,當超過800℃后氧化速度又明顯加快,進入第2個快速氧化的溫度區域。針對這種情況可采用預熱段溫度1 000~1 100℃、加熱段溫度1 100~1 200℃、均熱段溫度950~1 050℃的熱處理工藝。預熱段溫度低使鋼絲在zui短的時間內通過第1個快速氧化區域;加熱段溫度zui高,正好鋼絲處在氧化速度幾乎不變區域;均熱段溫度降低使得鋼絲通過第2個快速氧化區域時氧化速度有所降低,有效地降低了鋼絲的氧化程度。另外鋼絲出口處要用木炭封閉好,避免空氣進入。
3、減少磷化時間
原來線材預處理的磷化時間與半成品鋼絲的一樣(8~15min),采取措施使線材預處理的磷化時間縮短為0. 5~2min,拉拔道次多的磷化時間相應長些,大大地降低磷化層厚度。
4、其他措施
(1)在進線爐門口,用不銹鋼管套住馬弗磚的入口,以保護入口馬弗磚不被磨損。
(2)考慮到距出口較近處馬弗磚堵孔嚴重的情況,特別要求在出線爐門口2m內,每班清理2次馬弗磚孔,以出線口的馬弗磚孔暢通。
(3)檢修后運行時,依據爐子狀況每隔20 d全部清理爐孔1次,以馬弗磚孔全部暢通。
(4)半成品鋼絲生產一段時間以后有意識地處理一部分線材,以減少氧化物與磷酸鹽結合的機會,同時在沒有結合牢固之前帶出一部分氧化物與磷酸鹽的混合物。
三、改造效果
2006年熱處理爐總共檢修4次,每次使用周期為2~3個月,導致停爐40 d,影響鉛淬火鋼絲產量約1 000 t。采取措施后, 2007年熱處理爐僅檢修了2次,使用周期為5~6個月,增產鉛淬火鋼絲360 ,t此項產生的經濟效益為23. 4萬元,每次檢修爐子所需成本費用為1. 35萬元, 2007年減少了2次修爐,比2006年節約維修成本費用為2. 7萬元,兩項總計增加的經濟效益為26. 1萬元。由此可見:提高砌爐質量、合理控制爐溫、縮短線材的磷化時間等降低堵孔幾率的措施可以延長熱處理爐的使用周期,提高熱處理爐的產能。