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TLA-OHF（20Mn23ALSiMoTi）
無磁鋼在硅鐵爐上的應(yīng)用
礦熱爐是高能耗冶煉設(shè)備。礦熱爐工作狀態(tài)為交流低電壓超大電流，低電壓大電流產(chǎn)生電弧的同時(shí)也產(chǎn)生強(qiáng)大交變磁場，對電爐短網(wǎng)以下把持系統(tǒng)和大三角區(qū)等周邊1.5米內(nèi)的導(dǎo)電系統(tǒng)的鐵磁零部件產(chǎn)生強(qiáng)大的渦流效應(yīng)，而導(dǎo)致巨大電能損耗，因此國內(nèi)礦熱爐幾乎全部采用低導(dǎo)磁率的321之類的奧氏體不銹鋼，用于制造短網(wǎng)至電極之間和爐蓋大三角區(qū)內(nèi)的所有非銅設(shè)備，以減小渦流損耗到來的巨大電能損耗，爐蓋上的三根電極周邊1.5米以內(nèi)理想的構(gòu)件材料應(yīng)是無任何導(dǎo)磁特性的金屬材料，如銅材、高強(qiáng)度鋁合金等非導(dǎo)磁材料，銅材制作三角區(qū)設(shè)備很好，但是，一是制造難度大，焊接困難，二是強(qiáng)度不好，三是造價(jià)高昂，國內(nèi)極少有采用；鋁合金無導(dǎo)磁性，但其它機(jī)械，溫度等特性無法滿足要求：321奧氏體不銹鋼是弱導(dǎo)磁鋼板，在強(qiáng)大的交變磁場下弱導(dǎo)磁特性仍然會(huì)產(chǎn)生較大的渦流損耗，采用321奧氏體不銹鋼只能降低部分渦流損耗，是一個(gè)當(dāng)初沒有更好選擇的折中的設(shè)計(jì)，因此國內(nèi)急需開發(fā)一種無導(dǎo)磁特性的，機(jī)械特性與碳鋼基本相同的金屬材料迫在眉睫，新材料不僅用于數(shù)量很大的礦熱爐系統(tǒng)還可大量用于其它有同類要求的其它行業(yè)。以33MVA工業(yè)硅電爐為例是國內(nèi)容量最大的工業(yè)硅礦熱爐，大型礦熱爐由于工作電流高達(dá)80~100ka，如果全部采用碳鋼材料制做電爐隔磁部件，將有70%左右的電能會(huì)由強(qiáng)大磁場渦流白白損耗掉，能輸入爐內(nèi)的有功功率只有30%左右（約10MW左右）電爐將無法正常工作，采用321奧氏體不銹鋼制作隔磁區(qū)部件也會(huì)產(chǎn)生5~10%的損耗，用專業(yè)磁場強(qiáng)度測試儀可測出電爐三角區(qū)及周邊每個(gè)點(diǎn)的磁場強(qiáng)度，再根據(jù)處于交變磁場點(diǎn)的面積和體積換算為鐵磁材料在該區(qū)間產(chǎn)生的有功損耗，即可算出渦流損耗量。礦熱爐的強(qiáng)大電流超強(qiáng)磁場則可以將幾千千瓦甚至上萬千瓦的功率轉(zhuǎn)換成鐵磁渦流耗損，白白地用冷卻水將其熱能帶走，321奧氏體不銹鋼是弱導(dǎo)磁材料，但在大型電爐的超強(qiáng)磁場下也會(huì)產(chǎn)生很大的電能損耗。
TLA-OHF無磁鋼（20Mn23ALSiMoTi）使用情況如下：
1、 導(dǎo)磁實(shí)驗(yàn)：TLA-OHF無磁鋼用釹鐵硼強(qiáng)磁試驗(yàn)無導(dǎo)磁現(xiàn)象（不粘不吸），用400*400mm*8mm鋼板置于煙罩爐蓋三角區(qū)（強(qiáng)磁場區(qū)）基本不發(fā)熱，321鋼板發(fā)熱嚴(yán)重，碳鋼鋼板很快發(fā)紅，因此該鋼材是良好的隔磁材料。
2、 冶煉電耗降低明顯：水冷大套是礦熱爐產(chǎn)生渦流最大的部位，電爐其它重要隔磁部位：下把持筒、下保護(hù)屏、銅瓦水圈、把持筒密封圈、煙罩大三角區(qū)、爐蓋下料管、爐蓋上的風(fēng)管、短網(wǎng)跳相后的金屬夾具等全部采用TLA-OHF無磁鋼將會(huì)有更好的節(jié)電效果，經(jīng)測算至少可降低工業(yè)硅冶煉電耗6%以上。
3、 電爐特性變好，爐況改善，電效提高：使用TLA-OHF無磁鋼水冷大套（上保護(hù)屏）后，電爐最大的變化是電爐做功明顯改善，電爐啟動(dòng)快，爐況容易控制，爐況明顯變好。除了電耗明顯降低外，其它物耗如：硅石、煤炭、電極、都基本同比例降低。顯著降低了生產(chǎn)成本，企業(yè)整體效益得到提高。
4、 焊接電爐部件，必須嚴(yán)格按照，焊接規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。選用專用的焊接材料、焊條或焊絲。手工電弧焊選用直流反接。在保證焊透和熔合良好的條件下，采用小電流，短電弧，快速焊，窄道焊，以減少線能量和多層多道焊工藝，并應(yīng)控制層間溫度不高于150°C，用銅墊板或水散熱，采取強(qiáng)制冷卻手段。以減少在敏化溫度的停留時(shí)間，防止過早產(chǎn)生晶間腐蝕發(fā)生。致使工件開裂，出現(xiàn)漏水故障。焊接鋼板最好是雙面焊。對于背面成型板板縫要做清根處理。用砂輪片磨出淺U型。再用THJWCI-286焊條蓋面一層，也就是做封根處理。按順序首先用THJWCI-286-2焊條焊接基層，基層焊縫內(nèi)、外部質(zhì)量合格后，徹底鏟除打磨干凈焊根，清根后的焊縫應(yīng)漏出金屬光澤，破口形狀規(guī)整、寬窄一致后，再焊過渡隔離層，最后焊覆層。
新型礦熱爐專用無磁鋼TLA-OHF節(jié)能效果顯著，降低了礦熱爐企業(yè)的能源消耗，降低了生產(chǎn)成本。減少了設(shè)備故障率，延長了爐礦備件的使用壽命，提高了生產(chǎn)作業(yè)率，增強(qiáng)了同國內(nèi)企業(yè)同行的競爭力。
2020年1月
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