台车炉www.tool-tool.com

1、台车炉是国家标准节能型周期式作业炉，超节能结构，采用复合纤维保温，超轻质高强度微珠真空球节能砖，独家生产防掉丝上斜20°搁丝砖，炉口防工件撞击砖，自动密封台车和炉门，一体化

台车炉

连 轨，不需基础安装，放在水平地面即可使用。主要用于高铬、高锰钢铸件、灰口铸铁件、球墨铸铁件、轧辊、钢球、破碎机锤头、耐磨衬板淬火、退火、时效以及各 种机械零件热处理之用。 　　2、一般台车炉外壳由钢板和型钢焊接而成，炉体底部与台车轻轨连为一体，用户不需要基础安装，只须放于平整的水泥地面即可使用，电炉炉衬材料采用超轻 质0.6g/cmЭ节能耐火保温砖砌筑，夹层置硅酸铝纤维毡保温，炉壳与炉衬硅铝钎夹层之间填充膨胀至石粉保温，炉口采用重质防撞砖、台车面层重质高铝防 压砖。电炉炉体与台车之间采用迷宫式耐火材料砌筑外，还用通过自行动作的密封机构来减少电炉 　　的热辐射及对流损失，并可改善炉温均匀性。本电炉加热元件均为螺旋状发热体，搁置在炉侧搁丝砖及台车砌体上，加热元件材料为国际通用 0Cr25AL5，元件最高使用温度1200℃。 　　台车上安装有铬锰氮耐热钢炉底板或1200℃碳化硅炉底板以承载工件之用，为了防止工件加热后 产生氧化皮通过炉底板的缝隙落入底部加热元件周围而造成加热元件的损坏，需要经常定期地吹扫台车炉底板下方的氧化皮，一般每周吹扫一次，吹扫时将炉底析吊 起，用压缩空气将电阻丝槽内的氧化皮屑吹扫干净。 　　炉门的升降是通过滚动轮在导轨上，上下滚动而实现的，这样既保证了关闭炉门时炉门砌体与炉体砌体之间的吻合密封，又保证了在开启的过程中不会摩擦损伤 砌体，炉门及台车运动均是由电动机通过蜗轮蜗杆减速机减速，链条传动来提供的，并装有电磁制动器进行适当的调整。 　　为提高炉温均匀性，电炉采用多区加热，并在炉门和后墙上布置加热元件，加热元件布置图及接线图，电阻丝绕制成形图均附在技术文件中，应妥善保管，以便 将来维修更换。 　　大功率电炉配套多台电炉自动控温柜，分别对多区加热进行自动控

台车炉

温 和对炉门台车运行控制，每台电柜上装有二块仪表，一块为中园图自动记录仪，主要对炉温进行自动控制和自动记录，另一块为数显控温仪，主要对炉温进行超温自 动断电保护，并具有当主控仪表损坏时，代替主控仪表进行自动控温的功能，当作超温报警断电保护功能使用时，应将仪表设定温度调整到高于主控仪表50℃范 围。 　　大功率电炉配套多支热电偶、多根补偿导线、分别与多台电柜的仪表配合使用。 　　台车炉出厂时配套自动控温柜、热电偶、补偿导线、炉底板一套、炉外轻轨。用户自备安装用所有连接导线、埋地下水管等，供方派人指导安装接线及调试。 　　3、节能型全纤维台车炉，本系列电炉外壳有钢板和型钢焊接而成，炉体底部与台车轻轨连为一体，用户不需要基础安装，只须放于平整的水泥地面即可使用。 　　炉衬采用全纤维结构，相对砖式炉膛节能60%左右，采用优质长纤维刺毯为原料，使用专用设备根 据炉体制成各种规格，并在加工过程留有一定的压缩量，以保证模块在砌筑完毕后，每块陶瓷纤维块在不同方向膨胀，使模块之间互挤成无间隙的整体，达到完好蓄 热效果，而且该产品施工方便快捷，均能直接固定于炉壳钢板的不锈钢锚圆钉上。与其它产品相比优点为低导热，低热容量，优良的腐蚀性能，优良的热稳定性及热 抗震性、绝热性，并且锚固件设置于炉体冷面，提高了纤维的耐高温强度。 　　加热元件采用高温电阻合金丝绕制成带状和螺旋状，分别吊挂在炉侧、炉门、后墙及安放台车搁丝砖上，并用高铝瓷钉固定，安全简洁。 　　台车上按装有耐压抗高温的铸钢炉底板，以承载工件之用。为了防止工件加热后产生的氧化皮通过炉 底板间的缝隙落入加热元件周围而造成加热元件损坏，因此炉底板与炉体接触处采用插入式接触。为保证正常使用，需要经常吹扫台车炉底板下方的氧化皮，一般每 周吹扫一次，吹扫时将炉底板吊起，用压缩空气将电阻丝槽内的氧化皮屑吹扫干净，注意防止氧化皮卡在炉丝内引起短路。 　　炉门装置由炉门、炉门提升机构和炉门压紧装置组成。炉门壳体由型钢与板材焊接而成牢固框架结 构，内用耐火纤维压制模块叠铺而成，要求保温性能好，重量轻等。炉门的提升装置采用电动装置，主要由炉门架、炉门提升横梁、减速器、链轮、传动轴和轴承等 部分组成，炉门升降通过减速器上正反传动来带动炉门的升降。炉门提升减速器还配有刹车装置，可以有效防止炉门在升降过程中产生位移。炉门压紧装置采用国内 先进的弹簧式压紧结构，当炉子需要提升时，炉门的自重通过杠杆将炉门自动松开，并水平移出一段距离后上升，当炉门下降到位，炉门放下到台车上的滑轮上面需 压紧时，由弹簧的弹力再通过杠杆将炉门水平移进到压紧密封状态，此种结构的压紧装置使炉门上的纤维平面与炉

台车炉

口 棉之间无摩擦产生，具有安全性能好、使用使命长的特点。 　　台车框架采用型钢焊接成形，其钢性保证在满负荷下不变形。内用耐火砖砌筑，易碰撞部位和承重部 位用重质砖砌筑，增强炉衬结构强度，台车的行走采用自行式结构，由减速机传动链轮带动走轮在轨道上行走。台车密封采用自动迷宫式结构和软接触双密封，台车 进入炉内通过凸轮及滚轮斜面作用，自动升起后进行密封。台车开出，该密封槽自动落下，密封槽内密封砂经加满后即不必经常添加。台车开出，炉门升降均为电动 控制，配有电磁制动器，可防止惯性撞击炉体，并且连锁控制，即稍打开炉门后，自动切断加热元件，同时恢复台车行走机构电源。炉门关闭到位后，自动切断台车 行走机构电源，同时恢复加热元件电源。 　　为了缩短冷却工艺时间，炉顶可设有加快冷却用排气装置。该装置加热时关闭，冷却到一定温度打 开、关闭打开操作由操作人员在炉子一侧通过手动机构或自动控制来完成。并可选配台车倾斜卸料机构。电控部分主要包括温控、操作两部分。温控采用国产数显表 交流接触器实行普通位式控制，另配记录仪记录完整工艺曲线，并可超温报警；操作采用按扭加灯光显示，实现对台车进出、加热元件通断及炉门升降等动作的控 制，并设有连锁装置，当炉门升高工或关闭至一定位置时台车可进行动作，安全可靠。（本炉型电控可选配PID智能控制柜）

编辑本段工作机理

台车炉是属于周期式作业炉，炉膛不分区域。台车炉的结构：炉底为一可移动的台车。加热前，台车在炉外装料，加热件放在专用的垫铁上，然后由牵引机构将台车拉入炉内进行加热，加热之后再由牵引机构将台车拉出炉外卸料，之后或用吊车将加热的工件吊到锻压设备上进行加工。

编辑本段维护检修要则

1、 操作人员必须了解以下几点： 　　A、电炉及其辅助设备的结构和性能。 　　B、配电系统、控制系统的布置及安全装置的位置等。 　　C、操作工艺和安全操作规程。 　　2、运行前准备工作检查 　　A、设备的电源是否正常，是否有断相、短路或裸线等情况。 　　B、检查接地装置接线处的接触是否良好。 　　C、检查加热元件是否有损坏的地方，各连接处的接触是否良好，有否与炉体及罩壳相接触的地方。 　　D、检查温控系统是否有不正常的现象。 　　E、检查炉门升降、台车进出运行是否正常。 　　3、带有腐蚀性、挥发性、爆炸性气体的工件严禁进入炉体加工，以免影响加热元件和耐火材料使用寿命及引起爆炸等事故。 　　4、电炉不得超温运行，否则会缩短设备的使用寿命。 　　5、氧化皮太多的工件进炉前需清除，可用钢丝刷刷下。 　　6、工件均匀堆放，离加热元件应在100-150mm左右。 　　7、严禁野蛮操作，工件应轻放，避免冲击。 　　8、电炉使用时操作人员不得擅自离开岗位，必须随时注意电炉的工作状况是否正常。 　　9、电炉在进行装卸工件时，必须先切断加热元件电源，以保证操作人员的安全。 　　10、炉膛的氧化物（包括电炉丝下）应经常清理，至少每周一次或五炉次一次。炉底板下可用压缩空气吹。 　　11、电阻丝如经使用后，就不得碰撞拗折，以免断裂。 　　12、电炉电动机需定期检查，添加润滑油等，注意使用安全。 　　13、传动轴套处必须经常检查添加润滑油，以防因缺油而损伤轴套。 　　14、定期检查加热元件的使用情况。加热元件经短期使用后便不得拗折、碰撞。如尚未严重腐蚀而折断时，可用与电炉丝相同的材料（或电炉丝本身）作为焊 条，采用乙炔气进行加热焊接，焊条采用50%白云粉末混合而成，若加热元件严重腐蚀不能使用时，则应另行更换。 　　15、定期校验仪表、热电偶的使用情况，防止因仪表、热电偶的误差造成测温不正确而影响产品质量。

编辑本段一般台车炉种类

大型全纤维系列台车炉

产 品系列： 　　高温系列（炉温0～1200℃）台车式加热炉(5吨-100吨)适用于高合金钢的高温正火、退火、淬火、轧辊 　　高温退火和不锈钢零件的固溶处理加热； 　　中温系列（炉温0～950℃）台车式加热炉(5吨-100吨)适用于一般金属零件，在空气中进行正火、退火、 　　淬火等热处理加热。高速钢材料和轴承钢材料的装罐

台车炉

退火； 　　低温系列（炉温0～750℃）台车式加热炉(5吨-200吨)适用于钢制零部件的回火、低温退火、型芯烘干； 　　超长台车炉适用于管材、冷拔型钢、直线材、盘料的装罐退火加热等； 　　双门双台车加热炉适用于被处理材料半连续式生产的加热工艺。炉子效率高。

RT3系列台车式电阻炉

RT3 系列台车式电阻炉是国家标准节能型周期式作业炉，超节能结构，采用纤维结构，节电60%。独家生 　　产采用复合式高铝瓷钉组，台车防撞击密封砖，自动密封台车和炉门，一体化连轨，不需基础安装，放 　　在水平地面即可使用。主要用于高铬、高锰钢铸件、球墨铸铁、轧辊、钢球、45钢、不锈钢等淬火、退 　　火、时效以及各种机械零件热处理之用。 　　本系列电炉外壳有钢板和型钢焊接而成，炉体底部与台车轻轨连为一体，用户不需要基础安装，只须放 　　于平整的水泥地面即可使用。 　　炉衬采用全纤维结构，相对砖式炉膛节能60%左右，采用优质长纤维刺毯为原料，使用专用设备制成300 　　×300×300的规格，并在加工过程留有一定的压缩量，以保证模块在砌筑完毕后，每块陶瓷纤维块在不 　　同方向膨胀，使模块之间互挤成无间隙的整体，达到完好蓄热效果，而且该产品施工方便快捷，均能直 　　接固定于炉壳钢板的不锈钢锚圆钉上。与其它产品相比优点为低导热，低热容量，优良的腐蚀性能，优 　　良的热稳定性及热抗震性、绝热性，并且锚固件设置于炉体冷面，提高了纤维的耐高温强度。 　　加热元件采用高温电阻合金丝绕制成带状和螺旋状，分别吊挂在炉侧、炉门、后墙及安放台车搁丝砖上 　　，并用高铝瓷钉固定，安全简洁。 　　台车上按装有耐压抗高温的铸钢炉底板，以承载工件之用。为了防止工件加热后产生的氧化皮通过炉底 　　板间的缝隙落入加热元件周围而造成加热元件损坏，因此炉底板与炉体接触处采用插入式接触。为保证 　　正常使用，需要经常吹扫台车炉底板下方的氧化皮，一般每周吹扫一次，吹扫时将炉底板吊起，用压缩 　　空气将电阻丝槽内的氧化皮屑吹扫干净，注意防止氧化皮卡在炉丝内引起短路。 　　炉门装置由炉门、炉门提升机构和炉门压紧装置组成。炉门壳体由型钢与板材焊接而成牢固框架结构， 　　内用耐火纤维压制模块叠铺而成，要求保温性能好，重量轻等。炉门的提升装置采用电动装置，主要由 　　炉门架、炉门提升横梁、减速器、链轮、传动轴和轴承等部分组成，炉门升降通过减速器上正反传动来 　　带动炉门的升降。炉门提升减速器还配有刹车装置，可以有效防止炉门在升降过程中产生位移。炉门压 　　紧装置采用国内先进的弹簧式压紧结构，当炉子需要提升时，炉门的自重通过杠杆将炉门自动松开，并 　　水平移出一段距离后上升，当炉门下降到位，炉门放下到台车上的滑轮上面需压紧时，由弹簧的弹力再 　　通过杠杆将炉门水平移进到压紧密封状态，此种结构的压紧装置使炉门上的纤维平面与炉口棉之间无摩 　　擦产生，具有安全性能好、使用使命长的特点。 　　台车框架采用型钢焊接成形，其钢性保证在满负荷下不变形。内用耐火砖砌筑，易碰撞部位和承重部位 　　用重质砖砌筑，增强炉衬结构强度，台车的行走采用自行式结构，由减速机传动链轮带动走轮在轨道上 　　行走。台车密封采用自动迷宫式结构和软接触双密封，台车进入炉内通过凸轮及滚轮斜面作用，自动升 　　起后进行密封。台车开出，该密封槽自动落下，密封槽内密封砂经加满后即不必经常添加。台车开出， 　　炉门升降均为电动控制，配有电磁制动器，可防止惯性撞击炉体，并且连锁控制，即稍打开炉门后，自 　　动切断加热元件，同时恢复台车行走机构电源。炉门关闭到位后，自动切断台车行走机构电源，同时恢 　　复加热元件电源。 　　为了缩短冷却工艺时间，炉顶可设有加快冷却用排气装置。该装置加热时关闭，冷却到一定温度打开、 　　关闭打开操作由操作人员在炉子一侧通过手动机构或自动控制来完成。

双头台车式电阻炉

用 途：各种金属机件和材料的回火、淬火、预热等热处理。 　　特点：1、电炉设有热风循环装置使炉温均匀，工件受热均匀；2、电炉装载量大、生产率高，适用于各 　　种类型的机件回火、淬火、预热用；3、电炉炉衬采用全纤维结构，提高炉体保温性能，节约能源，降低 　　生产成本；4、电炉装御料方便，操作条件好；5、炉门为前后双开式，2只装料台车轮流工作，节约能 　　量并提高效率，操作方便；6、电炉设有连锁保护装置，可防止因误操作而发生的故障及事故；7、无污 　　染，环保效益好。 　　本系列电炉外壳有钢板和型钢焊接而成，炉体底部与台车轻轨连为一体，用户不需要基础安装，只须放 　　于平整的水泥地面即可使用。 　　炉衬采用全纤维结构，相对砖式炉膛节能50%左右，采用优质

双头台车式电阻炉

长纤维刺毯为原料，使用专 用设备制成300 　　×300×300规格的模块，并在加工过程留有一定的压缩量，以保证模块在砌筑完毕后，每块陶瓷纤维块 　　在不同方向膨胀，使模块之间互挤成无间隙的整体，达到良好隔热、保温效果，而且该产品施工方便快 　　捷。与其它产品相比优点为低导热，低热容量，优良的腐蚀性能，优良的热稳定性及热抗震性、绝热性 　　，并且锚固件设置于炉体冷面，提高了纤维的耐高温强度。 　　加热元件采用高温电阻合金丝绕制成带状和螺旋状，分别吊挂、安放在炉侧、炉门、后墙及台车搁丝砖 　　上，并用高铝瓷钉固定，安全简洁。 　　台车上铺设高强度耐高温的铸钢炉底板，以承载工件之用。为了防止工件加热后产生的氧化皮通过炉底 　　板间的缝隙落入加热元件周围而造成加热元件损坏，炉底板与炉体接触处采用插入式接触。为保证正常 　　使用，需要经常吹扫台车炉底板下方的氧化皮，一般每周吹扫一次，吹扫时将炉底板吊起，用压缩空气 　　将电阻丝槽内的氧化皮屑吹扫干净，注意防止氧化皮卡在炉丝内引起短路。 　　炉门装置由炉门、炉门提升机构和炉门压紧装置组成。炉门壳体由型钢与板材焊接而成牢固框架结构， 　　内用耐火纤维压制模块叠铺而成，要求保温性能好，重量轻等。炉门的提升装置采用电动装置，主要由 　　炉门架、炉门提升横梁、减速机、链轮、传动轴和轴承等部分组成，炉门升降通过减速器上正反传动来 　　带动炉门的升降。炉门提升减速器还配有刹车装置，可以有效防止炉门在升降过程中产生位移。炉门压 　　紧装置采用国内先进的弹簧式杠杆压紧结构，当炉子需要提升时，炉门的自重通过杠杆将炉门自动松开 　　，并水平移出一段距离后上升，当炉门下降到位时，由弹簧的弹力再通过杠杆将炉门水平移进到压紧密 　　封状态，此种结构的压紧装置使炉门上、下时无摩擦产生，具有安全性能好、使用使命长的特点。

HX系列翻转式台车式电阻炉

HX 系列翻转式台车式电阻炉是国家标准节能型周期式作业炉，超节能结构，节电30%。台车采用防撞击密 　　封砖，自动翻砖机构，自动密封台车和炉门，一体化连轨，不需基础安装，放在水平地面与基础垫铁或 　　膨胀螺丝固定即可使用。主要用于高铬、高锰钢铸件、球墨铸铁、轧辊、钢球、45钢、不锈钢等淬火、 　　退火、时效以及各种机械零件热处理之用。本系列电炉外壳有钢板和型钢焊接而成，炉体底部与台车轻 　　轨连为一体，用户不需要基础安装，只须放于平整的水泥地面即可使用。本系列电炉外壳有钢板和型钢 　　焊接而成，炉体底部与台车轻轨连为一体，用户不需要基础安装，只须放于平整的水泥地面即可使用。 　　炉衬采用超轻质耐火砖作炉衬，相对传统砖式炉膛节能30%左右，采用优质长纤维刺毯、硅藻土砖、蛭石 　　粉为保温材料，炉口采用重质防撞砖、台车面层重质高铝防压砖。电炉炉体与台车之间采用迷宫式耐火 　　材料砌筑外，还用通过自行动作的密封机构来减少电炉的热辐射及对流损失，并可改善炉温均匀性。 　　加热元件采用高温电阻合金丝绕制成螺旋状，分布在炉侧、炉门、后墙及安放台车搁丝砖上，并用国标 　　插口砖固定，安全简洁。台车上按装有耐压抗高温的铸钢炉底板，以承载工件之用。为了防止工件加热 　　后产生的氧化皮通过炉底板间的缝隙落入加热元件周围而造成加热元件损坏，因此炉底板与炉体接触处 　　采用插入式接触。为保证正常使用，需要经常吹扫台车炉底板下方的氧化皮，一般每周吹扫一次，吹扫 　　时将炉底板吊起，用压缩空气将电阻丝槽内的氧化皮屑吹扫干净，注意防止氧化皮卡在炉丝内引起短路 　　。

台车式热风循环烘干炉

台车式热风循环式烘干炉主要用于各种加工件的均温烘干电炉结构由炉体、小车、加热装置、控制系统 　　等部分组成。 　　炉体外壳的框架采用型钢焊接成型，内外壁均采用优质冷轧钢

翻转式台车式电阻炉

板 制作，受热变形系数小，内衬采用硅酸 　　铝耐火纤维针刺棉作隔热和保温材料，降低炉壁温升。 　　炉门炉壳亦采用钢材焊接作框架，外壁亦用冷轧钢板制作，内衬也采用硅酸铝耐火纤维针刺棉作隔热和 　　保温材料。 　　小车有型钢焊接而成，底部装有走轮，行走灵活，整个小车可推入炉体。炉口四周嵌有橡胶石棉盘根， 　　炉门关闭后与炉口的橡胶石棉盘根贴紧，确保无热量散发。加热元件采用带状电热元件，分别布置在炉 　　膛两侧，材质为0Cr25AL5合金，使用寿命长。 　　为确保炉稳均匀性，电炉设有通风机装置和导风系统，通风机装置安放在炉体顶部，风扇采用 　　1Cr18Ni9Ti耐热钢制作成离心式风叶。导风系统由导风板和挡风板组成，导风板装在炉膛顶部，上有导 　　风槽。当开启风扇后，风从风扇甩出，经导风槽均匀吹到炉膛两侧的加热元件上，经过挡风板下部的导 　　风口吹到炉膛内，再从风扇下部的导风口吸入风扇内，再甩出，如此往复循环，将加热器产生的热量带 　　入炉膛内，使工件受热均匀。 　　温控系统采用PID过零触发可控硅，智能表控温。另采用上海大华仪表厂多点自动记录仪记录温度和超温 　　报警双重控制，确保工件不超温。电炉各机械传动部分采用连锁控制，即炉门打开后自动切断通风机装 　　置和加热件电源。炉门关闭到位后，才能接通通风机装置和加热元件的电源，防止误操作而发生故障和 　　事故。

台车式真空光亮退火炉

本 系列电炉外壳有钢板和型钢焊接而成，炉体底部与台车轻轨连为一体，用户不需要基础安装，只须放 　　于平整的水泥地面即可使用。炉衬采用全纤维结构，相对砖式炉膛节能60%左右，采用优质长纤维刺毯为 　　原料，使用专用设备制成300×300×300的规格，并在加工过程留有一定的压缩量，以保证模块在砌筑完 　　毕后，每块陶瓷纤维块在不同方向膨胀，使模块之间互挤成无间隙的整体，达到完好蓄热效果，而且该 　　产品施工方便快捷，均能直接固定于炉壳钢板的不锈钢锚圆钉上。与其它产品相比优点为低导热，低热 　　容量，优良的腐蚀性能，优良的热稳定性及热抗震性、绝热性，并且锚固件设置于炉体冷面，提高了纤 　　维的耐高温强度。加热元件采用高温电阻合金丝绕制成带状和螺旋状，分别吊挂在炉侧、炉门、后墙及 　　安放台车搁丝砖上，并用高铝瓷钉固定，安全简洁。台车上按装有耐压抗高温的铸钢炉底板，上面搁置 　　一真空炉罐，放置工件用。为了防止工件加热后产生的氧化皮通过炉底板间的缝隙落入加热元件周围而 　　造成加热元件损坏，因此炉底板与炉体接触处采用插入式接触。为保证正常使用，需要经常吹扫台车炉 　　底板下方的氧化皮，一般每周吹扫一次，吹扫时将炉底板吊起，用压缩空气将电阻丝槽内的氧化皮屑吹 　　扫干净，注意防止氧化皮卡在炉丝内引起短路。炉门安装在台车上，与炉罐一体，采用台车动力压紧式 　　，此种结构的压紧装置使炉门上的纤维平面与炉口棉之间无摩擦产生，并有限位装置控制行程，具有安 　　全性能好、使用使命长的特点。台车框架采用型钢焊接成形，其钢性保证在满负荷下不变形。内用耐火 　　砖砌筑，易碰撞部位和承重部位用重质砖砌筑，增强炉衬结构强度，台车的行走采用自行式结构，由减 　　速机传动链轮带动走轮在轨道上行走。台车密封采用自动迷宫式结构和软接触双密封，台车进入炉内通 　　过凸轮及滚轮斜面作用，自动升起后进行密封。台车开出，该密封槽自动落下，密封槽内密封砂经加满 　　后即不必经常添加。台车开出，炉门升降均为电动控制，配有电磁制动器，可防止惯性撞击炉体，并且 　　连锁控制，即稍打开炉门后，自动切断加热元件，同时恢复台车行走机构电源。炉门关闭到位后，自动 　　切断台车行走机构电源，同时恢复加热元件电源。

燃气式台车炉

该炉骨架由各种型钢焊接 而成，外框用槽钢作主梁，围板采用冷薄板，台车用槽钢作主梁，底板及前后端板采用中板。 　　传动部分：台车传动采用电动机、减速机通过链条带动前端一组主动轮传动。炉门传动是采用蜗轮减速机和电动机组合电动升降。 　　密封：台车与炉体密封采用迷宫式结构，并在台车侧有自动砂封刀密封装置。炉门密封采用滚道式压紧和弹簧压紧自动机构密封该炉炉体部分采用优质耐火砖结 构，保证炉膛密封性。在台车耐压部分采用高铝砖砌筑，下部均添保温砖保温。 　　燃烧系统：在油炉两侧各安装数只烧咀，热流在炉内往复循环，确保炉温均匀性。根据需要可选定自动型和半自动型。 　　排烟预热装置：在炉后上端安装了排烟预热装置，炉内的烟气通过预热器时，由风机送入冷风进行预热，再由管路送至烧咀进行助燃，并在出口安装一只手动碟 阀，该阀可调节炉内压力。 　　燃油式台车炉 　　燃油式台车炉是国家标准节能型周期式作业炉，超节能结构，节能效果65%。台车采用防撞击密封 砖，炉门采用手轮和弹簧式自动压紧机构，自动密封台车和炉门，一体化连轨，不需基础安装，放在水平地面即可使用。主要用于型壳焙烧、高铬、高锰钢铸件、球 墨铸铁、轧辊、钢球、45钢、不锈钢等淬火、退火、时效以及各种机械零件热处理之用。 　　1、炉体骨架由各种大中型型钢现场组合焊接而成，外壳封板为彩钢板，整体美观坚固。 　　2、炉衬采用全纤维结构，相对砖式炉膛节能65%左右，采用优质长纤维刺毯为原料，使用专用设 备制成模块，并在加工过程留有一定的压缩量，以保证模块在砌筑完毕后，每块陶瓷纤维块在不同方向膨胀，使模块之间互挤成无间隙的整体，达到完好蓄热效果， 而且该产品施工方便快捷，均能直接固定于炉壳钢板的不锈钢锚圆钉上。与其它产品相比优点为低导热，低热容量，优良的腐蚀性能，优良的热稳定性及热抗震性、 绝热性，并且锚固件设置于炉体冷面，提高了纤维的耐高温强度。 　　3、台车骨架由各种大型工字钢、槽钢、角钢及厚钢板等组合焊接而成。台车传动采用电动机、蜗轮 减速机组合通过链条带动前端主动轮传动。台车耐火砌体采用高铝定型砖结构，与炉体密封效果好，耐压强度高。台车与炉体密封采用软接触的方法，并在台车下部 设有迷宫式沙封槽及沙封刀密封装置。 　　4、炉门采用侧开式，简单方便，密封采用手轮压紧机构。 　　5、燃烧系统：在油炉两侧各安装数只RK-50烧咀，热流在炉内往复循环，确保炉温均匀性。 　　6、排烟预热装置：在炉后上端安装了排烟预热装置，炉内的烟气通过预热器时，由风机送入冷风进行预热，再由管路送至烧咀进行助燃，并在出口安装一只手 动碟阀，该阀可调节炉内压力。 　　7、控制系统采用简单实用型连锁控制，数显表显示温度，接触器控制。 　　注：非标设计，完全按用户要求设计制作。

大型台车式回火炉

全纤维大型台车式回火炉（以下简称电炉）， 主要供一般大、中型金属或合金机件在额定温度下热处理之用.电炉外壳有钢板和型钢焊接而成，台车由型钢及钢板焊接，台车通过与炉衬的软接触和沙封机构来减 少热辐射及对流损失，有效保证炉体密封性。 　　通风机由鼓风机和导风板组成，鼓风电动机与加热元件有电气连锁，只有当鼓风机接通后加热元件才能通电，这样可保证加热元件能在通风循环的情况下工作。 　　炉衬：该炉炉体部分采用全纤维，纤维根据炉膛尺寸定做成模块，将纤维压缩成块状进行现场筑棉，固定方式采用穿肖加钩钉固定，即在块状纤维棉中均匀穿 肖，然后用钩钉钩住穿肖，拉紧后与炉体焊接。在台车耐压部分采用高铝砖砌筑，下部均有保温砖保温。 　　炉门的升降是通过滚轮在导轨上.上下滚动来实现的，并采用先进的弹簧压紧装置密封，这样既保证了在关闭时炉门纤维与炉体纤维之间的吻合密封，又保证了 在启闭的过程中不会摩擦损伤纤维。炉门及台车的动力均是由电动机提供的，并具有可控制动功能。 　　电炉各活动机构采用连锁控制，即炉门打开后自动切断加热元件的电源，同时恢复台车行走时的电源；炉门关闭后自动切断台车行走电机的电源，同时恢复加热 元件的电源，防止由于误操作而发生事故。 　　加热元件采用高温电阻合金丝绕制成带状和螺旋状，分别吊挂在炉侧及搁置台车搁丝砖上，并用高铝瓷钉和搁丝砖固定，防止脱出。 　　台车上按装有耐压抗高温的铸钢炉底板，以承载工件之用。为了防止工件加热后产生的氧化皮通过炉底板间的缝隙落入加热元件周围而造成加热元件损坏，因此 炉底板与炉体接触处采用插入式接触。 　　电炉分多区控温，炉温控制系统采用先进的智能温度控制仪来实现炉膛内的升温和炉温控制，系统具 有先进的智能PID控制算法，五位超大LCD显示，具有完美的自整定、自适应功能，控温和炉温同时显示，并能根据工件的工艺要求进行程序编制和控制,自动 调节控制炉膛内的加热功率，操作方便，配套控制系统还具有声光超温报警等功能。电炉温控制系统功率触发采用三相三线制无触点输出模块配套双向可控硅，控温 精确稳定。该系统另配有一台温度记录仪，能及时准确的记录下每一炉的温度，以备查验。

型号 额定功率（KW） 额定温度（℃） 额定电压（V） 相数 工作区尺寸（mm) 最大装载量（kg) 质量（kg) RT3-500-6 500 650 650 3 6000×2600×1500 40 52000 RT3-300-6 300 650 650 3 4500×1800×1300 15 28000 RT3-270-6 270 650 650 3 4000×1600×1000 10 22500 RT3-400-6 400 650 800 3 7180×1500×1500 25 31500 RT3-600-6 600 650 600 3 6000×2800×2200 60 55000 RT3-650-6 650 650 600 3 7000×2800×2400 70 73500 RT3-900-6 900 650 650 3 7000×3000×2200 90 75600 RT3-1020-6 1020 650 650 3 12500×2200×2300 120 96000

编辑本段注意事项

1、 操作人员在维修之前必须了解台车炉的以下几点： 　　A、电炉及其辅助设备的结构和性能。 　　B、配电系统、控制系统的布置及安全装置的位置等。 　　C、操作工艺和安全操作规程。 　　2、准备工作检查： 　　A、检查设备的电源是否正常，是否有断相、短路或裸线等情况。 　　B、检查接地装置接线处的接触是否良好。 　　C、检查加热元件是否有损坏的地方，各连接处的接触是否良好，有否与炉体及罩壳相接触的地方。 　　D、检查温控系统是否有不正常的现象。 　　E、检查炉门升降、台车进出运行是否正常。 　　3、带有腐蚀性、挥发性、爆炸性气体的工件严禁进入炉体加工，以免影响加热元件和耐火材料使用寿命及引起爆炸等事故。 　　4、电炉不得超温运行，否则会缩短设备的使用寿命。 　　5、氧化皮太多的工件进炉前需清除，可用钢丝刷刷下。 　　6、工件均匀堆放，离加热元件应在100-150mm左右。 　　7、严禁野蛮操作，工件应轻放，避免冲击。 　　8、电炉使用时操作人员不得擅自离开岗位，必须随时注意电炉的工作状况是否正常。 　　9、电炉在进行装卸工件时，必须先切断加热元件电源，以保证操作人员的安全。 　　10、炉膛的氧化物（包括电炉丝下）应经常清理，至少每周一次或五炉次一次。炉底板下可用压缩空气吹。 　　11、电阻丝如经使用后，就不得碰撞拗折，以免断裂。 　　12、注意事项： 　　A、电炉电动机需定期检查，添加润滑油等，注意使用安全。 　　B、传动轴套处必须经常检查添加润滑油，以防因缺油而损伤轴套。 　　C、定期检查加热元件的使用情况。 　　D、定期校验仪表、热电偶的使用情况，防止因仪表、热电偶的误差造成测温不正确。

引用出處：

http://baike.baidu.com/view/1253500.htm

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無鉛化發展與趨勢www.tool-tool.com

一、前言：

歐盟2003.2.13公告2002/95/EC RoHS 指令(the restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment，有害物質禁用指令)，明確要求2006.7.1起電子產品不可含有鉛、鎘、汞、(6價鉻)等重金屬及PBB和PBDE等溴化物阻燃 劑；影響所及，世界各國皆已開始制訂類似禁令，無鉛化成為未來電子產品基本要求。

二、「無鉛銲錫」緣起與法規要求

鉛 屬於重金屬會沉積在人體內，血液中含量超過25 mg/dl就出現中毒現象，影響到神經系統、生殖系統造成新生兒IQ降低(智障兒)，且鉛會溶於酸性水中(酸雨)，在土壤中會擴散難以回收。在90年代初 期美國先有無鉛之提議，美國環保署(EPA)希望美國民之血液含鉛量能由12.8 mg/dl降至2.8 mg/dl ,並規定TRI (Toxics Release Inventory)廠商使用申報量由25000 lb/year降至100 lb (原規劃為10 lb/year)。

電 子產品無鉛化是此次綠色環保要求中重要一環，以資訊通信電子製造業而言，錫鉛銲材禁用對國內廠商影響最為深遠，其變動包括使用無鉛銲錫、PCB及零件腳鍍 層無鉛化、及零件內部接點無鉛化。為因應RoHS 指令，大部分企業直接採用材料取代的方式，以不受限制的材料來取代指令中禁用的材質，關鍵銲材選用方面，目前以錫銀銅(SAC)合金為主流，但日本部份廠 商仍未放棄低溫銲材如錫鋅合金研究、錫銅鎳合金則被用於波焊以解決爐壁蝕穿問題。

電子產品無鉛化議題方面，雖是美國開始，但90年代末期趨 於冷淡，只有IPC 1999發表「美國無鉛銲錫發展藍圖(Roadmap)」之後並無明確進展，原定2004第一季出版的研究報告亦因故有所延遲；同時間，日本電子產業積極 推動無鉛化，各大廠爭先恐後推出無鉛產品，尤其SONY因PS-2電源線含鎘事件遭受頗鉅損失，日本企業對此議題皆嚴陣以待。

「無鉛」要求是一個方向趨勢，可是鉛會自然存在許多不同材料中，在檢驗法規符合性第一個問題是：多少濃度以下才被認定為「無鉛」？ 逐漸形成之共識是以「在每一均勻材質(in each homogeneous material)皆

三、「無鉛銲錫」各國產業進展及對我國製造業者之影響

根 據日本JEITA(Japan Electronics and Information Technology Industries Association)於2002.09公佈的「Lead-free Roadmap 2002 (ver. 2.1)」及英國SOLDERTEC公司2003.02所公佈之「Second European Lead-free Soldering Technology Roadmap 2002」，歐洲產業針對無鉛化仍有46 ﹪左右未擬定因應策略，歐洲大廠有47 ﹪會全球同步要求無鉛化，有9 ﹪會主動提供海外技術協助、72﹪被要求時才提供，SMT/Through hole零組件能耐受新製程條件(波焊260℃/10 Sec)有24﹪及18﹪、不確定的有52﹪及64﹪、可能無法承受的有24﹪及18﹪。依據2002.12東京舉行之「第二屆世界無鉛高峰會(the second lead-free world summit)」結論可摘要如下：

由JEITA與SOLDERTEC草擬「Framework for an International Lead-free Soldering Roadmap」做為電子業無鉛化之指導綱要

建議以0.1 wt.%做為(法規)無鉛之判定標準

建議採用「錫銀銅」銲錫

證明現有PWB仍適用新無鉛銲錫製程

針對重工/再利用需要，零組件有標示使用材料成分之需求，但相關標示方法標準仍待討論.

鉛禁用之時程表：

(1). 零件業：

2001.12： 開始供應無鉛零件

2003.12： 零件端子(terminal)完全無鉛

2004.12： 零件腳電鍍完全無鉛

(2). 組裝業：

2002.12： 開始製造無鉛產品

2005.12： 所有產品完全無鉛化

上述時程是指產業平均時程，領導廠商會超前一年，而技術跟隨者會延後兩年左右；但要注意RoHS 2006.7之規定不變，廠商要自行控制進度。

由 於我國電子產業在全球資訊電子供應鍊中主要負責OEM、ODM等製造者角色，面對無鉛化要求時我國業者承受壓力將遠大於國外產業，因為無鉛錫銲製程是電子 產品無鉛化核心，加上客戶不只一家各個客戶要求又不盡相同甚至有所衝突，使問題更形複雜。個人認為面對無鉛化要求，我國業者需面對之議題有：

(1).新材料評估及選用-在產品無鉛化過程可能涉及的材料有油墨、無鉛銲錫、PCB及零件腳鍍層等，選擇新材料會考慮其品質特性、法規符合性、不同零組件相容性、成本，及專利問題。

(2).客戶關係與溝通能力-由於不同客戶對無鉛銲錫可能有不同要求，但製程標準化是追求生產管理效率重要因子，國內廠商需以技術資料與不同客戶溝通協調，才能得到最佳組合。

(3).綠色供應鍊管理能力-裝備產品為達到無鉛，根本解決之道「就源管制」所使用所有零件、材料皆為無鉛，故供應鍊管理將成為重要議題。

(4).零組件管理能力-對代工製造廠而言，無鉛製程將是以階段性逐步導入方式轉換、轉換期間製造廠仍需負責舊有產品維修重工，另外不同客戶對無鉛銲錫選用、零組件電鍍成份可能有不同規定，製造廠勢將面臨更多零件種類、型態，如何有效管理零件不致混料與缺料將是一大工程。

(5). 製程技術能力-錫銀銅銲錫熔點在217℃左右，比傳統63/37錫鉛銲錫(熔點在183℃左右)高出約30℃，吃錫能力亦有不同，雖然銲錫提供廠商會建議 適合其材料之最佳製程條件，但設備限制及產品差異性，製造廠必需改變調整包括迴焊、波焊與手焊之製程參數，以達最佳製程條件，尤其研究指出新銲錫溫度輪廓 之允許溫差(window)將縮小到10℃左右，新銲錫之最佳使用條件可能需要更長預熱時間、更多溫度控制區。

(6).符合性驗證-如前所述"無鉛"之判定標準、測試分析方法各國法規、各公司仍有不一致或不明確情形，如何有效測試驗證「無鉛」是另一待解決議題。

(7).確保產品品質與可靠度-「不劣於錫鉛銲錫之特性」是目前所有客戶之要求，但如何 證明則沒有共通之依據標準，新的銲錫材料、新的接點、新製程條件是否可以延用原有的可靠度試驗方法與模式，是每一個可靠度工程師皆有興趣知道的議題。

四、 「無鉛銲錫」材料選用與製程技術

錫銀銅合金仍是主流無鉛銲錫之選擇(歐系廠商建議Sn-3.8Ag-0.7Cu，日系廠商建議Sn-3.0Ag-0.5Cu)，詳細資料摘要如下：

(1) 不同機構之建議

1996-1999歐洲的IDEALS研究計畫結論建議採用Sn-3.8Ag-0.7Cu

SOLDERTEC於1999.10建議採用Sn-(3.4~4.1)Ag-(0.45~0.9)Cu

JEITA在2000及2002皆建議採用Sn-3.0Ag-0.5Cu

美國NEMI在2000建議採用Sn-3.9Ag-0.6Cu

(2) 迴焊(Reflow) 無鉛銲錫

歐洲：64﹪廠商使用SnAgCu、20%用SnAg、4﹪用SnBi

日本：58﹪廠商使用SnAgCu、使用SnAg及SnZnBi皆佔9%、5﹪用SnAgCuBi、1﹪用SnCu

註：SnZnBi只有日本廠商使用，但Bi在鉛存在時會形成低溫合金造成焊點崩塌，故已有廠商明確禁止

(3) 波焊(wave solder) 無鉛銲錫

歐洲：42﹪廠商使用SnAgCu、17﹪用SnCu、8%用SnAg、4﹪用SnBi、其他佔4﹪

日本：64﹪廠商使用SnAgCu、20﹪用SnCu、5﹪用SnAg、2﹪用SnAgCuBi、1﹪用SnAgBi

註：以SnAgCu為主流，但SnAgCu 有波焊爐銹孔、產品細線銹蝕、IMC沉積等問題，日本有廠商開始使用SnCu(Ni)替代

(4) 手焊(hand solder) 無鉛銲錫

歐洲：46﹪廠商使用SnAgCu、4﹪用SnCu、17%用SnAg、4﹪用SnBi

日本：77﹪廠商使用SnAgCu、12﹪用SnCu、6﹪用SnAg、1﹪用SnAgBi、其他佔4﹪

註：仍以SnAgCu為主流，但替代合金選擇上歐洲用SnAg、日本用SnCu

基 本上現有印刷電路板銲墊表面處理只要適當調整皆可適用無鉛製程，依據JEITA公佈Lead-free Roadmap 2002建議Land finish為(plating)Au、(solder pre-coat) Sn3Ag0.5Cu。「Framework for an International Lead-free Soldering Roadmap」資料顯示，業界普遍使用的有Au/Ni(歐31﹪、日37﹪)、SnAgCu(歐6﹪、日21﹪)、純錫(歐12﹪、日9﹪)、Pd /Au(各3﹪)、SnCu(日12﹪)、純銀(歐9﹪)、OSP等。國內廠商則以OSP、化錫、化銀為主，採用OSP主要是成本考量，加上高溫OSP逐 漸穩定。

依據JEITA 2002建議solder balls使用 Sn3Ag0.5Cu，零件表面處理則依不同零件而有不同選擇：

半導體：(主要) SnBi，其餘依序為SnCu、純錫、SnAg、SnPd。

被動元件：(主要)鍍純錫，其餘依序為SnCu、SnBi。

零件端子：(主要)鍍SnCu與純錫，其餘有鍍金。

依 SOLDERTEC之「EU Lead-free Soldering Roadmap(2003.2)」資料，業界solder balls使用最普遍的是SnAgCu，其次為純錫(13﹪)、SnAg(9﹪)；零件腳表面處理目前並無共識，常見的有純錫(24﹪)、 Au/Ni(14﹪)，而在連接器則以純錫為主。

無鉛銲錫材料供應商皆會提供針對其材料建議之「溫度輪廓」，但實際建置時需考慮設備能力 (如溫度區數目、溫升曲線…等)、產品特性(如過錫爐之溫度分佈…)。常見的迴焊溫度輪廓有三種：angle、hat、linear type，JEITA建議使用hat type，但SOLDERTEC以問卷調查方式統計廠商製程情況發現歐洲有37﹪使用linear type、29﹪使用angle type，並沒有廠商使用hat type，猜測歐洲大部份廠商嘗試以現有設備能量調整做為無鉛製程解決方案。

五、 錫鬚問題

早 年錫鉛焊材選用原因之一就是避免錫鬚困擾，因無鉛化要求工程師仍要回頭面對錫鬚問題。無鉛化零組件以純錫取代原用的錫鉛，經一段時日後純錫鍍層可能長出樹 突物，造成導體間短路。2003.5.15在日本東京召開"Tin Whisker Joint Meeting"，不同機構在會中各自提出研究報告與發現，例如定義「錫鬚」(長>10um或長/寬比>2，有一致橫切面形狀)、建議檢視零 件位置、樣品處理與試驗方法…。會中並協議由日JEITA、美NEMI及英SOLDERTEC組成專案小組，研究錫鬚生成機制、並在2004提出「錫鬚試 驗方法」之IEC標準草案。

目前JEDEC建議之試驗條件為：熱衝試驗(TC)：-55℃/85℃，每循環20分鐘，濕熱試 驗：60℃，90 +/-5﹪RH，室溫試驗：~23℃；但由於試驗之重複與再現性不佳，JEDEC也註明試驗目的是幫助評估鍍層處理、並不是用來做可靠度評估用。2003 東京召開的"Tin Whisker Joint Meeting"，與會者對錫鬚試驗之初步共識為：

高溫/濕試驗(high temperature/humidity condition test)：60℃，93 +2/-3﹪RH

熱衝試驗(Thermal Cycling，TC)：高溫 85℃，低溫-40℃ 或-55℃，高低溫停留時間及溫變率(待決定)。

室溫環境(Ambient conditions)：20~25℃ 或 15~35℃ (待決定)。

六、無鉛錫銲相關之測試驗證

無鉛錫銲相關之檢試驗與認證有：

無鉛銲錫材料評估：評選新無鉛銲錫材料與供應商、及常態性進料檢驗是其應用時機，包括合金與助焊劑特性兩部份。

無鉛銲錫用零組件試驗：用於評選新零件與供應商，評估重點在不含鉛、耐焊熱、製程適合性(如可焊性、焊點強度…)及其他(如錫鬚試驗)。

製程檢驗：包括檢查之判定標準皆需重新檢討與設定。

可靠度驗證：目的在驗證無鉛製程產品其品質與可靠度「不劣於傳統錫鉛產品」，目前試驗會以驗證銲點壽命為主，如溫度循環、振動試驗。

「無 鉛」符合性驗證：證明產品完全符合相關環保法規要求。由於在RoHS指令中對檢測方法並無明確界定，大部份廠商是以分析土壤污染方法進行測試、或參酌美國 EPA之相關分析方法，不幸的是不同方法得到結果會有不同，此一部份仍有待進一步協商決定。ETC環保分析實驗室已取得國內第一家電子產品微量成分分析 CNLA認證，且與歐、日相關實驗室進行能力比對，以確保分析結果有效性。

無鉛認證：目前並無國際性組織針對「無鉛」認證實際運作，只有2004.5 IECQ在日內瓦會議中決議在IECQ的「製程能力」制度中導入「無鉛要求」全力推動「無鉛認證」。(詳情請洽中華民國電子零件認證委員會李書和先生 02-23911627)

針對無鉛銲錫議題，ETC由黃凱顯博士為總召集人(Tel:03-3276767 hkhung@etc.org.tw)，可以提供之服務包括：

資訊提供-系列研討會、到廠說明解釋、ETC季刊專題。

綠色供應鍊管理輔導-協助廠商建立「綠色供應鍊管理系統」。(吳爾昌 課長(03-3276143))

無鉛製程導入技術輔導-組成技術團隊以專案輔導方式，協助廠商順利導入無鉛錫焊製程。(黃凱顯 博士)

符合性測試驗證--針對RoHS指令要求進行測試分析，出具獨立實驗室測試報告。(陳元曼或曾亦宏 (03-3280026 ext291 或298))

性能測試-可區分成三部份: 無鉛銲錫驗證及特殊評估、無鉛化零組件特性測試(包括可焊性、耐焊熱、焊點強度…)、實裝板可靠度試驗。(吳錦鑾組長(03-3276159 joy@etc.org.tw))

IECQ無鉛認證輔導-針對IECQ「製程能力」及無鉛認證輔導，並提供政府專案補助。(梁浩旋經理 03-3276131)

七、 結語

無 鉛焊錫相關國際性規格無法及時推出、國際大廠規格要求一再更新，可見無鉛製程導入衍生問題比原先預估更為複雜，國內廠商面臨之壓力可見一般。針對RoHS 及WEEE指令公告，及國際大廠一道又一道的催促要求，ETC很樂意扮演協助產業解決問題之角色，如上述已推出相關專業技術服務，專人追蹤國際法規標準最 新動向，並與國內如工研院等相關研究單位保持聯盟合作關係期能對產業有最大助益。

鍍SnCu與純錫，其餘有鍍金。

依 SOLDERTEC之「EU Lead-free Soldering Roadmap(2003.2)」資料，業界solder balls使用最普遍的是SnAgCu，其次為純錫(13﹪)、SnAg(9﹪)；零件腳表面處理目前並無共識，常見的有純錫(24﹪)、 Au/Ni(14﹪)，而在連接器則以純錫為主。

無鉛銲錫材料供應商皆會提供針對其材料建議之「溫度輪廓」，但實際建置時需考慮設備能力 (如溫度區數目、溫升曲線…等)、產品特性(如過錫爐之溫度分佈…)。常見的迴焊溫度輪廓有三種：angle、hat、linear type，JEITA建議使用hat type，但SOLDERTEC以問卷調查方式統計廠商製程情況發現歐洲有37﹪使用linear type、29﹪使用angle type，並沒有廠商使用hat type，猜測歐洲大部份廠商嘗試以現有設備能量調整做為無鉛製程解決方案。

五、 錫鬚問題

早 年錫鉛焊材選用原因之一就是避免錫鬚困擾，因無鉛化要求工程師仍要回頭面對錫鬚問題。無鉛化零組件以純錫取代原用的錫鉛，經一段時日後純錫鍍層可能長出樹 突物，造成導體間短路。2003.5.15在日本東京召開"Tin Whisker Joint Meeting"，不同機構在會中各自提出研究報告與發現，例如定義「錫鬚」(長>10um或長/寬比>2，有一致橫切面形狀)、建議檢視零 件位置、樣品處理與試驗方法…。會中並協議由日JEITA、美NEMI及英SOLDERTEC組成專案小組，研究錫鬚生成機制、並在2004提出「錫鬚試 驗方法」之IEC標準草案。

目前JEDEC建議之試驗條件為：熱衝試驗(TC)：-55℃/85℃，每循環20分鐘，濕熱試 驗：60℃，90 +/-5﹪RH，室溫試驗：~23℃；但由於試驗之重複與再現性不佳，JEDEC也註明試驗目的是幫助評估鍍層處理、並不是用來做可靠度評估用。2003 東京召開的"Tin Whisker Joint Meeting"，與會者對錫鬚試驗之初步共識為：

高溫/濕試驗(high temperature/humidity condition test)：60℃，93 +2/-3﹪RH

熱衝試驗(Thermal Cycling，TC)：高溫 85℃，低溫-40℃ 或-55℃，高低溫停留時間及溫變率(待決定)。

室溫環境(Ambient conditions)：20~25℃ 或 15~35℃ (待決定)。

六、無鉛錫銲相關之測試驗證

無鉛錫銲相關之檢試驗與認證有：

無鉛銲錫材料評估：評選新無鉛銲錫材料與供應商、及常態性進料檢驗是其應用時機，包括合金與助焊劑特性兩部份。

無鉛銲錫用零組件試驗：用於評選新零件與供應商，評估重點在不含鉛、耐焊熱、製程適合性(如可焊性、焊點強度…)及其他(如錫鬚試驗)。

製程檢驗：包括檢查之判定標準皆需重新檢討與設定。

可靠度驗證：目的在驗證無鉛製程產品其品質與可靠度「不劣於傳統錫鉛產品」，目前試驗會以驗證銲點壽命為主，如溫度循環、振動試驗。

「無 鉛」符合性驗證：證明產品完全符合相關環保法規要求。由於在RoHS指令中對檢測方法並無明確界定，大部份廠商是以分析土壤污染方法進行測試、或參酌美國 EPA之相關分析方法，不幸的是不同方法得到結果會有不同，此一部份仍有待進一步協商決定。ETC環保分析實驗室已取得國內第一家電子產品微量成分分析 CNLA認證，且與歐、日相關實驗室進行能力比對，以確保分析結果有效性。

無鉛認證：目前並無國際性組織針對「無鉛」認證實際運作，只有2004.5 IECQ在日內瓦會議中決議在IECQ的「製程能力」制度中導入「無鉛要求」全力推動「無鉛認證」。(詳情請洽中華民國電子零件認證委員會李書和先生 02-23911627)

針對無鉛銲錫議題，ETC由黃凱顯博士為總召集人(Tel:03-3276767 hkhung@etc.org.tw)，可以提供之服務包括：

資訊提供-系列研討會、到廠說明解釋、ETC季刊專題。

綠色供應鍊管理輔導-協助廠商建立「綠色供應鍊管理系統」。(吳爾昌 課長(03-3276143))

無鉛製程導入技術輔導-組成技術團隊以專案輔導方式，協助廠商順利導入無鉛錫焊製程。(黃凱顯 博士)

符合性測試驗證--針對RoHS指令要求進行測試分析，出具獨立實驗室測試報告。(陳元曼或曾亦宏 (03-3280026 ext291 或298))

性能測試-可區分成三部份: 無鉛銲錫驗證及特殊評估、無鉛化零組件特性測試(包括可焊性、耐焊熱、焊點強度…)、實裝板可靠度試驗。(吳錦鑾組長(03-3276159 joy@etc.org.tw))

IECQ無鉛認證輔導-針對IECQ「製程能力」及無鉛認證輔導，並提供政府專案補助。(梁浩旋經理 03-3276131)

七、 結語

無 鉛焊錫相關國際性規格無法及時推出、國際大廠規格要求一再更新，可見無鉛製程導入衍生問題比原先預估更為複雜，國內廠商面臨之壓力可見一般。針對RoHS 及WEEE指令公告，及國際大廠一道又一道的催促要求，ETC很樂意扮演協助產業解決問題之角色，如上述已推出相關專業技術服務，專人追蹤國際法規標準最 新動向，並與國內如工研院等相關研究單位保持聯盟合作關係期能對產業有最大助益。

業界為了符合此一潮流都正在如火如荼的進行各項相關製程的 變更，然而在變更的同時勢必會發生許許多多的問題，這些問題該如何克服?在導入無鉛製程的同時，又該注意什麼事情?如何制定無鉛製程導入的流程?以下的說 明希望能夠提供給電子業界先進一些幫助。在無鉛製程當中要了解的事項繁多，因此建議先從以下7大方向來加以討論：

1.各國相關無鉛法令

2.PCB基板材質的選擇

3.無鉛零件材質的選擇

4.焊接設備應注意事項

5.焊接材料的選擇

6.製程變更

7.可靠度試驗

二、各國相關無鉛法令：

2.1歐盟

目 前歐盟已針對電子產品發出禁鉛令，並擬定所謂的RoHS指令，此條文中明確規定”鉛”，”汞”，”鎘”，”六價鉻”，”PBB”，”PBDE’s”這六項 物質不得存在或者超出所規定的含量，並規定所有的歐盟成員國必須於2004.8.13以前完成立法，並於2006.7.1正式執法。以下為這六項物質可能 衝擊的產品。

目前使用的電子產品

鉛

電機電子設備，電池，鉛管，汽油添加劑，顏料，PVC安定劑，燈泡之玻璃，CRT，或電視之陰極射線管，銲接材料…等

鎘

被動元件，銲接材料，紅外線偵測器，半導體，PVC…等

汞

溫度計，感應器，醫療器材，電訊設備，手機….等

PBB&PBDE’s

各式電子產品，PCB，元件，電線，塑膠蓋….等

2.2日本

日 本電子工業發展協會(JEIDA)、日本工業規格協會(JIS)…等都已經正在進行草擬各種相關的無鉛規格要求，在此之前，日本各相關知名廠商如 SONY，NEC，HITACHI，PANASONIC，TOSHIBA….等等都已經明定出禁鉛的相關條文(例如SONY之SS00259)。

2.3美國

美國的電子業界原先針對導入無鉛化製程的態度原本就不是那麼積極但是在世界環保潮流的推波助瀾下，包括NEMI協會及一些世界知名的電子大廠(例如HP，DELL，IBM….等)都已經擬定禁鉛的時程。

2.4中國

目前全世界最大的電子產品生產基地”中國”，針對無鉛化的到來，已制定「電子信息產品污染防治管理辦法」並預計於2005年1月1日起開始施行。

三、PCB基板材質的選擇

目前可用在無鉛製程上的PCB基板不外乎有六種材質可以選擇：

a.鍍金板(ElectrolyticNi/Au)

b.OSP板(OrganicSolderabilityPreservatives)

c.化銀板(ImmersionAg)

d.化金板(ElectrolessNi/Au，ENIG)

e.化錫板(ImmersionTin)

f.錫銀銅噴錫板(SACHASL)

以上六種板材，由於化錫板與錫銀銅噴錫板的製程尚未成熟，在市場上接受度還有疑慮情形之下，在此先不進行討論

a.鍍金板

這是目前現有的所有板材中最穩定，也最適合使用於無鉛製程的板材，尤其在一些高單價或者需要高可靠度的電子產品都建議使用此板材作為基材，只是其成本也是所有板材中最高的。

b.OSP板

使用此一類板材，在經過高溫的加熱之後，預覆於pad上的保護膜勢必受到破壞，而導致銲錫性降低，尤其當基板經過二次回焊後的情況更加嚴重，因此若製程上還需要再經過一次dip製程，此時dip端將會面臨焊接上的挑戰。

c.化銀板

雖然”銀”本身具有很強的遷移性，因而導致漏電的情形發生，但是現今的“浸鍍銀”並非以往單純的金屬銀，而是跟有機物共鍍的”有機銀”因此已經能夠符合未來無鉛製程上的需求，其可焊性的的壽命也比OSP板更久。

d.化金板

此類基板最大的問題點便是”黑墊”(BlackPad)的問題，因此在無鉛製程上有許多的大廠是不同意使用的，例如HP便規定所有的HP產品都不可使用此類基板，Dell亦是。

四、 無鉛零件材質的選擇

關 於無零件的最重要的便是零件的耐溫性與零件鍍層的材質，一般來說SMT零件的耐溫性要求必須要達到260℃以上，另外零件腳的鍍層合金組成，Ni/Pd /Au，Ni/Pd，MatteSn(非亮面)(Sn/1-3%BiorSn/1-5%Ag)都是可以適用的，至於BGA或者CSP等零件的銲錫球建議使 用Sn/Ag(3-4%)/Cu(0.5-1)此合金組成。關於無零件的最重要的便是零件的耐溫性與零件鍍層的材質，一般來說SMT零件的耐溫性要求必須 要達到260℃以上，另外零件腳的鍍層合金組成，Ni/Pd/Au，Ni/Pd，MatteSn(非亮面)(Sn/1-3%BiorSn/1-5%Ag) 都是可以適用的，至於BGA或者CSP等零件的銲錫球建議使用Sn/Ag(3-4%)/Cu(0.5-1)此合金組成。

五、 焊接設備應注意事項

A. SMT設備

一 般來說，SMT無鉛製程所使用的Reflow建議需使用8個加熱區，若低於8個加熱區，並非不能用於無鉛製程，只是若爐子長度不夠，為符合使用無鉛製程所 需的profile，勢必要將速度降低，如此將會影響到產能。另外由於無鉛焊材的沾錫性會比63/37要差，因此若要改善吃錫性的話，除了添加多量活性劑 於錫膏當中之外，也只得靠氮氣來增加吃錫效果。最後最重要的便是冷卻區，由於無鉛的熔點比較高，為了使金屬固化的時候能夠更加緊密接合，加熱後的急速冷卻 就變的相當重要了，一般降溫速度將由以往的1℃/sec至少提升到2℃/sec以上會來的比較恰當!因此坊間都已經有水冷式的reflow問世了。

B. Dip設備

以 往用於63/37製程的波焊爐是無法使用於無鉛製程，主要原因為無鉛錫棒的熔點都較以往提升30~40℃，因此錫槽的加熱功率一定要提高，如此熱補償的速 度才足夠，目前各電子廠的測試作業溫度大多設定在(使用錫銀銅成分時260-270℃、使用錫銅成分時270-280℃)。另外由於長時間的使用無鉛焊 材，當中的高比例的錫成分，在長期高溫下很容易對錫槽璧產生侵蝕，因此以往使用不鏽鋼作為錫槽原材將不足以克服此現象發生，所以各設備商紛紛以”鈦”合金 試圖延長錫槽的壽命。

C. Rework設備

現今所使用的烙鐵焊台所使用的瓦數大多為30~40瓦，但是無 鉛製程所使用的錫絲熔點已經比以往提高30℃以上，若繼續使用此焊台的話，溫度一定要調整到420~450℃以上才可以將無鉛錫絲溶化，但是相對烙鐵頭的 壽命也將降低，因此建議必須要全面更換無鉛專用焊台，瓦數至少達到80瓦以上，溫度同樣設定在350~380℃，在熱補償速度足夠下即可順利進行錫絲焊接 製程。

六、焊接材料的選擇

目前市場上無鉛焊材的主流仍然是以:錫銀、錫銅、錫銀銅為主。

a.錫銀(Sn96.5/Ag3.5熔點221℃)

這 種合金在沒有討論無鉛製程之前就已經被使用在一些電子產品上了，在無鉛製程被提出後，本來認為可以用來取代原先的Sn/Pb製程，但由於此合金的表面張力 較大，導致其擴散性降低，進而影響到吃錫的效果。雖然有些廠商仍然會使用到此合金，但並沒有受到電子業界的廣泛的使用!

b.錫銅(Sn99.3/Cu0.7熔點227℃)

此合金是目前用於波焊製程當中價格最便宜的合金，也是美國NEMI協會所推薦使用的合金，缺點是所需的作業溫度比較高(270~280℃)。另外為了加強此合金焊接後的強度，會在此合金當中添加微量的Ni(大約0.1%)。

c.錫銀銅(Sn/Ag3~4%/Cu0.5~1熔點219℃)

此合金是目前市場上最被接受的合金組成，用於市場上不同的配方比例有好幾種，以下說明世界各國組織所建議的詳細合金範圍：

(1)美國NEMI協會----(Sn95.5/Ag3.9/Cu0.6)

(2)日本JEIDA協會----(Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5)

(3)歐盟---(Sn96.5/Ag3.8/Cu0.7)

不論上述協會所推薦合金組成為合，只要是在(Sn/Ag3~4%/Cu0.5~1)這個範圍都是被電子業界所接受的.

d.其他合金

至於目前市場上，尤其是日本方面，使用在無鉛的產品上面，還包括有”錫-鋅”系列的產品或者是”錫-銀-銦”，”錫-銀-鉍”….等等，這些合金通常都是使用在某些特定產品上。

e.錫銀銅鎳鍺五元合金

目 前錫銀銅系列的合金還有一款值得推薦，”錫/3.0銀/0.5銅/0.06鎳/0.01鍺”此種合金組成特別針對錫銀銅的一些缺點進行改善，例如焊點裂 痕，凹洞..等在錫銀銅合金當中添加”鎳”可以促進合金組織細微化，增加焊點強度，添加“鍺”，由於此金屬的比重較輕(約5.36)因此會在銲錫表面層形 成一層類似保護膜的作用，進而阻止合金氧化，增加潤濕的能力。

七、 製程變更

a.SMT製程

鋼板的設計:由於無鉛焊材的擴散性較差，因此以往用於Sn63/Pb37製程將鋼板內縮的開法將不再可行，建議將鋼板開孔與Pad以1:1的比例設計，甚至長寬都再加長。

Profile的設計:參考錫膏供應商所提供的profile即可，尤其在冷卻區的部分一定要提高冷卻速率，否則將會有錫凹或者錫裂的現象發生。

b. DIP製程

治具的設計:由於無鉛焊材的流動性較差，若要改變流動性就必須將溫度提高，但是又要確保零件可以承受，因此治具設計的重要性就顯的重要多了。

Profile的設計:參考錫膏供應商所提供的profile即可!但是在波焊爐的出口建議加裝急速冷卻的系統，避免焊點出現錫裂的現象。

c.檢測製程

AOI檢測:由於無鉛焊材的焊點表面為霧狀，因此原先使用於含鉛焊點所設定的參數必須做調整

ICT檢測:若使用OSP板材，則PCB基板上的測試點必須要塗佈錫膏，如此才可避免探 針無法接觸測試點而造成誤判的情況發生

八、可靠度試驗

當完成後的無鉛組裝板，必須執行以下幾項的測試，以確保產品的可靠度：

a.振動試驗 (Vibration Test)

b.熱衝擊(或者是熱循環)測試 (Thermal Shock Test)

c.金相切片試驗 (Cross Section Test)

d. IC零件腳的拉力試驗 (Pull Test)

e.電阻電容的推力試驗 (Shear Test)

f.摔落試驗 (手機產品)

以上試驗，d與e項，在成品完成後與經過b項試驗後都建議執行!另外金相切片的部分，需執行BGA零件，IC零件，Chip零件，PTH零件，除以上零件之外若產品上有重要零件也須一並進行，主要目的為觀察零件與PCB基板間的焊接狀態與IMC層的狀態。

建議流程

綜 合以上說明，簡單來說，若要完成無鉛產品的導入，先期的試驗流程簡述如下：取得4種pcb的基板當作測試板，取得無鉛零件，取得無鉛焊接材料，利用現有的 設備進行焊接，完成後先觀察外觀的焊接狀態，進行第7項c、d、e的檢查從四種的測試結果選取兩種較好的焊接狀態，進行正式板的測試，當正式板完成後再按 照第7項進行所有的測試。

九、結論

要從錫鉛製程導入無鉛製程的過程，若不深入了解的話，勢必會產生一些問題因此必須要先了解各國相關法令的內容後，再依據內容去要求各相關廠商提供符合法令的無鉛產品，組裝廠本身也必須針對無鉛製程，對廠內各種設備進行汰舊換新。

引用出處：

http://www.sme-t.cn/Html/dianzicailiao/xigao/xingyedongtai/505428915.html

http://www.sme-t.cn/Html/dianzicailiao/xigao/xingyedongtai/177960.html

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模具热处理缺陷及预防www.tool-tool.com

1．模具表面有软点

模具热处理后表面有软点,将影响模具的耐磨性、减少模具的使用寿命。

（1）产生原因

1）模具在热处理前表面有氧化皮、锈斑及局部脱碳。

2）模具淬火加热后，冷却淬火介质选择不当，淬火介质中杂质过多或老化。

（2）预防措施

1）模具热处理前应去除氧化皮、锈斑，在淬火加热时适当保护模具表面，应尽量采用真空电炉、盐浴炉和保护气氛炉中加热。

2）模具淬火加热后冷却时，应选择合适的冷却介质，对长期使用的冷却介质要经常进行过滤，或定期更换。

2．模具热处理前组织不佳

模具最终球化组织粗大不均、球化不完善，组织有网状、带状和链状碳化物，这将使模具在淬火后易产生裂纹，造成模具报废。

（1）产生原因

1）模具钢材料原始组织存在严重碳化物偏析。

2）锻造工艺不佳，如锻造加热温度过高、变形量小、停锻温度高、锻后冷却速度缓慢等，使锻造组织粗大并有网状、带状及链状碳化物存在，使球化退火时难以消除。

3）球化退火工艺不佳，如退火温度过高或过低，等温退火时间短等，可造成球化退火组织不均或球化不良。

（2）预防措施

1）一般应根据模具的工作条件、生产批量及材料本身的强韧化性能，尽量选择品质好的模具钢材料。

2）改进锻造工艺或采用正火预备热处理，来消除原材料中网状和链状碳化物及碳化物的不均匀性。

3）对无法进行锻造的碳化物偏析严重的高碳模具钢可进行固溶细化热处理。

4）对锻造后的模坯制定正确的球化退火工艺规范，可采用调质热处理和快速匀细球化退火工。

5）合理装炉，保证炉内模坯温度的均匀性。

3．模具产生淬火裂纹

模具在淬火后产生裂纹是模具热处理过程中的最大缺陷，将使加工好的模具报废，使生产和经济造成很大损失。

（1）产生的原因

1）模具材料存在严重的网状碳化物偏析。

2）模具中存在有机械加工或冷塑变形应力。

3）模具热处理操作不当（加热或冷却过快、淬火冷却介质选择不当、冷却温度过低、冷却时间过长等）。

4）模具形状复杂、厚薄不均、带尖角和螺纹孔等，使热应力和组织应力过大。

5）模具淬火加热温度过高产生过热或过烧。

6）模具淬火后回火不及时或回火保温时间不足。

7）模具返修淬火加热时，未经中间退火而再次加热淬火。

8）模具热处理的，磨削工艺不当。

9）模具热处理后电火花加工时，硬化层中存在有高的拉伸应力和显微裂纹。

（2）预防措施

1）严格控制模具原材料的内在质量

2）改进锻造和球化退火工艺，消除网状、带状、链状碳化物，改善球化组织的均匀性。、

3）在机械加工后或冷塑变形后的模具应进行去应力退火（>600℃）后再进行加热淬火。

4）对形状复杂的模具应采用石棉堵塞螺纹孔，包扎危险截面和薄壁处，并采用分级淬火或等温淬火。

5）返修或翻新模具时需进行退火或高温回火。

6）模具在淬火加热时应采取预热，冷却时采取预冷措施，并选择合适淬火介质。

7）应严格控制淬火加热温度和时间，防止模具过热和过烧。

8）模具淬火后应及时回火，保温时间要充分，高合金复杂模具应回火2-3次。

9）选择正确的磨削工艺和合适的砂轮。

10）改进模具电火花加工工艺，并进行去应力回火。

4．模具淬火后组织粗大

模具淬火后组织粗大，将严重影响模具的力学性能，使用时将会使模具产生断裂，严重影响模具的使用寿命。

（1）产生的原因

1）模具钢材混淆，实际钢材淬火温度远低于要求模具材料的淬火温度（如把GCr15钢当成3Cr2W8V钢）。

2）模具钢淬火前未进行正确的球化处理工艺，球化组织不良。

3）模具淬火加热温度过高或保温时间过长。

4）模具在炉中放置位置不当，在靠近电极或加热元件区易产生过热。

5）对截面变化较大的模具，淬火加热工艺参数选择不当，在薄截面和尖角处产生过热。

（2）预防措施

1）钢材入库前应严格进行检验，严防钢材混淆乱放。

2）模具淬火前应进行正确的锻造和球化退火，以确保良好的球化组织。

3）正确制定模具淬火加热工艺规范，严格控制淬火加热温度和保温时间。

4）定期检测和校正测温仪表，保证仪表正常工作。

5）模具在炉中加热时应与电极或加热元件保持适当的距离。

引用出處：

http://www.88mould.com/news.asp?did=23&Small_Class=3

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转炉炉衬材料及维护www.tool-tool.com

【本章学习要点】本章学习转炉炉衬结构及损毁机理，转炉炉衬耐火材料及炉衬的修补，溅渣护炉的技术特点及其操作等。

从 氧气转炉诞生之日起，转炉炉衬的耐火材料及其寿命，就是工程技术人员研究的重要课题之一。最初的炉衬寿命只有一百多次，甚至几十次，是妨碍氧气转炉炼钢技 术发展的主要障碍。经过几十年的开发研究，现在的炉衬寿命已经达到了成千上万次，炉衬耐火材料的单位消耗降到了2～0．38kg／t钢，应该说已经达到了 一种技术水平高、应用效果稳定的状态。这主要受益于耐火材料新品种的开发，冶炼技术、造渣技术的进步，炼钢过程的稳定操作，溅渣护炉技术等。

第一节 炉衬耐火材料损毁机理

炉 衬耐火材料的损毁机理与耐火材料的化学成分、矿物结构，炼钢工艺过程等一些十分复杂的因素有密切关系，因此要在理论上完全说清楚几乎是不可能的。几十年 来，人们对炼钢熔体与耐火材料之间的高温物理化学反应做过大量的研究，但是现在所能作出的结论，也还只是宏观的或是经验性的。归纳起来炉衬损毁的原因大致 分成四类：

①机械冲击和磨损；

②耐火材料高温溶解；

③高温溶液渗透；

④高温下气相挥发；

其中以②，③两项被认为是最基本的损毁原因，所做的研究工作也最多。

转 炉渣的成分主要为CaO，SiO2，FeO等，当炉渣碱度偏低时，对以CaO，MgO为主要成分的炉衬耐火材料侵蚀严重，炉衬寿命降低；相反，当炉渣碱度 较高时，对炉衬的侵蚀则较轻微，炉衬寿命也相对有所提高。这导致炼钢工艺中造渣技术的变革，采用轻烧白云石造渣，结果炉衬寿命有较大幅度的提高。炉渣中含 有氟离子、金属锰离子等时，或者熔池温度升高到l700℃以上，溶液的粘度会急骤下降，炉衬的损毁速度加快，寿命大幅度降低。所以转炉钢水温度偏高，会使 炉衬寿命相应降低。

溶液渗入耐火材料内部的成分包括：渣中的CaO、SiO2、FeO；钢液中的Fe、Si、Al、Mn、C，甚至还包括金 属蒸气、CO气体等。这些渗入成分沉集在耐火材料的毛细孔道中，造成耐火材料工作面的物理化学性能与原耐火材料基体的不连续性，在转炉操作的温度急变下， 出现裂纹、剥落和结构疏松，严格地说这个损毁过程要比溶解损毁过程严重得多。

因此，要降低溶液对耐火材料的渗透，措施有：a.应降低炉衬耐火材料的气孔率和气孔的孔径；b.在耐火材料中加入与溶液不易润湿的材料，如石墨、碳素等；c.严格控制溶液的粘度，即控制冶炼强度、控制出钢温度等。

由炉衬材料的抗渣侵蚀性试验，可得出镁碳砖的渣浸蚀过程为：石墨氧化→方镁石相被渣中SiO2、Fe2O3侵蚀→反应生成的低熔物被熔失。

在含碳炉衬的耐火材料中，随着碳含量的增加抗渣侵蚀性会有提高，但不是碳含量越高越好，因为碳含量越高，氧化失碳后炉衬耐火材料的结构越疏松，使用效果会变差。

通过从大量的抗渣试验研究和转炉实际操作可以得出一些炉衬耐火材料抗侵蚀性的认识：

(1)铁水成分对炉衬耐火材料寿命有显著影响，特别是硅、磷、硫的含量。

(2)转炉终点温度过高将导致炉衬寿命降低，特别是当终点温度在1700℃以上，每提高10℃，炉衬耐火材料的侵蚀速率都会有显著增加。

(3)提高炉渣碱度有利于降低炉渣对碱性耐火材料的侵蚀。

(4)提高渣中MgO含量，可以降低炉渣对炉衬耐火材料的侵蚀。

(5)提高渣中FeO含量会导致炉衬耐火材料侵蚀加剧。

(6)转炉吹炼初期，渣碱度比较低，对炉衬侵蚀严重，应采用白云石造渣，使渣中MgO含量接近饱和状态。

(7)萤石对炉衬也有侵蚀，因此应尽量降低萤石的加入量。

(8)白云石、镁白云石耐火材料中，MgO的抗渣侵蚀性要优于CaO，但是有CaO存在可以提高耐火材料的高温热塑性和抗渣渗透性。

(9)要求炉衬耐火材料的原料有较高的纯度，如镁白云石砂要求杂质总量SiO2+A12O3+FeO小于3％；其他如电熔镁砂、石墨等也有类似要求。

第二节　转炉炉衬结构

转炉耐火材料炉衬结构可以分成炉底、熔池、炉壁、炉帽、渣线、耳轴、炉口、出钢口、底吹供气砖几部分。

1．永久层

永久层是从安全角度考虑设置的，很少出现损坏现象，在砌筑新的炉衬时，这一层是不需要拆除的。永久层厚度一般为230mm左右，用烧结镁砖砌筑，需要指出 的是，砌筑时应使用有较好粘接性的镁质火泥；砌筑后永久层有非常好的整体性，在以后反复拆除工作层时，永久层会保持较为完整。

2．综合砌炉

在拆除使用后的炉衬时发现，损坏是由个别侵蚀严重的部位不能使用造成的，而其余相当多的部位虽然仍可以使用，可是为了砌筑新的炉衬而不得不废弃。这就使人们提出一个综合砌炉、均衡炉衬的概念。针对炉衬不同部位的侵蚀状态选择不同质量的炉衬砖。

渣线、耳轴区是转炉炉衬中使用条件最苛刻的部位，受到钢液、炉渣的冲刷、侵蚀以及炉内气体的冲刷作用，要求使用抗侵蚀性最好的砖砌筑。

炉帽区主要受炉内气体的冲刷作用，以及吹炼时炉渣的喷溅作用，这部分衬砖的主要问题是剥落和掉砖。炉帽区的衬砖大都处于一种悬臂状态，加之炉体的经常摇 动，反复的加料、出钢时的机械碰撞等原因造成了掉砖现象。解决掉砖的方法有几种：①将这部分衬砖的外面包装铁皮，高温下铁皮熔结在一起，使炉帽区的衬砖整 体性更好；②在铁皮的外侧焊接绞链并将绞链同炉壳连接在一起；③在砌筑炉帽区衬砖时，背部使用以树脂为结合剂的粘接泥料，使炉衬有更好的整体性。

炉壁区的衬砖，特别是装料侧的炉衬砖，受到钢水、炉渣的冲刷作用，要求具有较高的高温强度。

熔池和炉底的衬砖主要受到钢液的侵蚀，应具有很好的抗侵蚀性。

炉衬砖的长度为500～800mm，个别部位的砖长度在lm以上，这种砖有很大的生产难度，一般要用高吨位真空压砖机成型。

转炉炉衬砖都采用干砌法，不希望砌得过分紧密，甚至还在砖缝中夹一些纸板。目前的衬砖大多是镁碳砖，或者泥砌一些含碳的镁白云石砖。这些砖在高温下均有不同程度的膨胀，砌筑过分紧密会因为膨胀产生剪切应力，容易造成衬砖断裂，破坏炉衬的整体性。

综合砌炉，应根据不同厂家的具体情况，选择3～6个不同档次的砖种，分别砌筑在渣线、耳轴、炉壁、熔池等部位，以求获得最好的经济效益。

3．底吹供气砖

在转炉炉衬中底吹供气砖是一个具有特殊地位的砖种。在顶底复合吹炼中，底吹Ar，CO2，N2 就是通过这块砖吹入炉内的，严格地讲，底吹供气砖已经脱离了原有耐火砖的概念，而具有一定的功能特征。因此，一般定义这类耐火材料为功能性耐火材料。

最初的底吹供气砖是单管式或狭缝式的，由于难于满足顶底复合吹炼工艺的要求，现在都已弃用，而改用技术更先进的直通孔式供气砖。

直通孔式供气砖是由不锈钢管埋设在镁碳质耐火材料中构成的，不锈钢管焊接在均压气室上。不锈钢管内经1～2mm，外径2.0～2.5mm，一支供气砖需要埋设几十根不锈钢管。

直通孔式供气砖生产技术难度较大，以高纯电熔镁砂、高纯石墨、酚酣树脂结合剂为原料，添加高效抗氧化剂，用等静压机成型。

通过供气砖向炉内吹入CO2、N2、Ar，在钢水中形成大量气泡、搅动钢水，使供气砖及其周边的炉底衬砖受到严重冲刷和侵蚀。尽管采用的是优质镁碳质耐火材料，但还是难以达到与整个炉衬同步损毁的目的。因此，如果炉衬寿命在几千上万次时，中途则要更换供气砖。

技术水平要求高的供气砖则装有预警装置，当损耗达到一定程度后，会发出警报，提醒更换供气砖。更换供气砖是连同一小块炉底衬砖一起更换。在转炉钢壳外装置 成一小块活动炉底，更换时拆下炉底，将损坏的供气砖连同周边的炉衬砖一起取下来，再将预先砌好的带有供气砖的小炉底装上去。接缝处压入镁碳质压人料，更换 即完成，更换约需7～8h。一个新的炉衬当使用到l000～1200炉时，则需要更换供气砖了，新更换的供气砖可以使用500～700次：

4．出钢口

在 转炉炉衬中，出钢口砖是另一个具有特殊意义的砖种。大型转炉出钢口由于通钢量大，受到钢液的冲刷，使用条件十分苛刻，一般寿命都比较短，远远不能与炉衬同 步使用，只有100 次左右。所以要经常更换出钢口砖，每换一次约需2～4h。出钢口砖从样式上分，可以分成整体式和分段组装式；从材质上分，可以分成镁碳质和烧成镁质。目前 认为镁碳质整体出钢口使用效果比较好，寿命长，更换方便。这种砖是以高纯原料等静压机成型的。

第三节　转炉炉衬耐火材料

50年代氧气转炉初创时期，炉衬沿用了平炉、电炉使用的镁砖、沥青白云石砖；经过几次更新换代，炉衬寿命有了大幅度提高。以下是几十年来曾经使用过以及目前正在使用的转炉炉衬耐火材料。

1．焦油白云石砖

焦 油白云石砖是我国应用时间最长，使用量最大的一种炉衬耐火材料。将天然白云石和焦油混合配料，投入煅烧白云石砂，其理化指标为：Ca0 55％～60％，MgO 32％～36％、杂质总量(Si02+Fe203+A12O3)4％～7％，体积密度2．95～3．05g／cm3。白云石砂预热300～600℃，加入 结合剂焦油沥青混料，振动成型或机压成型，生产出焦油白云石炉衬砖。这种砖的优点是生产成本低，但炉衬寿命也比较低，现在已很少使用。

2．二步料白云石砖

用 二步煅烧法生产白云石砂或镁白云石砂。将天然白云石在900℃下轻烧，加水消化，细磨，同时加入轻烧MgO粉，调节MgO含量，压球或机压成坯，在 1650℃以上煅烧成二步白云石砂或镁白云石砂。同竖窑煅烧的白云石砂相比，杂质含量低,烧结程度好，抗水化性能优，制砖后炉衬寿命也较高。

3．镁白云石碳砖

以优质白云石砂、镁白云石砂为基本原料，添加优质石墨，以焦油沥青或树脂为结合剂，机压成型生产炉衬砖。由于添加石墨，这种砖的抗侵蚀性有大幅度提高。

4．镁碳砖

以优质烧结镁砂、电熔镁砂为基本原料，添加优质石墨，以焦油沥青或树脂为结合剂混料，高吨位压砖机成型。这是目前使用效果很好的炉衬砖。

5．抗氧化镁碳砖

在生产镁碳砖的配料中，加入金属Al、Mg、Si粉，或Mg—Al、Al—Si合金粉，可以提高镁碳砖的抗氧化性和高温强度，它是价格最昂贵的炉衬砖。

6．油浸砖

将成型后的炉衬砖，包裹在焦炭粉中或在还原气氛下，在600～900℃轻烧；轻烧后置于真空加压罐内浸渍焦油沥青。经油浸处理的炉衬砖，气孔率降低、透气性降低，残碳量增加，高温强度提高。相应抗侵蚀性提高，炉衬寿命也有所提高。

第四节　转炉炉衬的修补

转炉炉衬的修补是延长炉衬寿命、均衡炉衬损毁、降低生产成本的有力措施。由于转炉操作的不稳定因素，炉衬某些部位会出现过早地损毁，这时修补就应该开始， 而且这种修补要维持到炉衬寿命中止。到炉衬使用的后期，修补量会不断增加，修补所用的时间也不断延长，已经影响到转炉的稳定操作，这时炉衬寿命就应该中止 了。在整个炉衬耐火材料消耗量中，修补耐火材料的用料量占l／3～1／2被认为是比较合理的修补量。

1．投补

将投补料从炉口投入炉内，摇动炉体。投补料在炉内余热的作用下，出现流动性并铺展在炉衬的蚀损部位。投补料应具有以下工艺性能：

1)投补料在转炉炉衬的余热温度下(800～1200℃)有很好的铺展性；

2)投补料在铺展后能很快固化；

3)固体后的投补料与原炉衬材料有较好的粘结性；

4)投补料自身应有很好的抗侵蚀性。

投补料以镁砂、镁白云石砂为基本原料，工艺性能则主要决定于结合剂。常用的结合剂是沥青、树脂，或两者的混合物。由于价格便宜，应用方便，我国钢厂实际使用的投补料是以沥青为结合剂的。

　2．半干法喷补

　半干法喷补实施喷补作业的喷补机包括贮料罐、压缩空气输运机构、喷嘴；贮料罐中的喷补料经压缩空气送到喷嘴，混入适量水分(10％～l8％)，在空气压力下以一定速度喷射到炉衬工作面上，喷补料最后粘结固化。影响喷补效果的工艺因素有：

(1)炉衬喷补是在热态下进行的，工作面的残余温度对喷补效果有明显影响，一般认为800～1000℃比较好；

(2)喷补料的颗料组成、结合剂、加水量、空气压力等对喷补料的附着率有重要影响。

喷补料的基本原料是镁砂和镁白云石砂，结合剂则主要是粉状硅酸钠、磷酸钠，及钙、钾的磷酸盐、铬酸盐等。结合剂的作用是使喷补料有粘附性，能有效地附着在 炉衬工作面上；另一个作用是在高温下能形成高温矿物相，使喷补料不但能与炉衬工作面牢固地烧结成一个整体，而且使自身有很好的抗侵蚀性。形成的高锰矿物相 为Mg2Ca4(P04)SiO4，熔点1735℃。可以看出，在喷补料组分中，含有一定量CaO是必要的。喷补料的有效性用附着率和使用次数来衡量，一 般附着率要求大于85％。使用次数为3～5次。

3．火焰喷补

火焰喷补最先应用于焦炉的修补，后来扩展到转炉炉衬上，是一项技 术难度较大的新技术。对于转炉炉衬，半干法喷补是既简单又方便的方法。但是它有致命的弱点，即在喷补过程中加入水分，这些水分在接触到修补工作面时，由于 残余热量的作用，会产生大量蒸汽．并会蓄集一定的蒸汽压，给喷补料和工作面的粘结以及喷补料的使用留下隐患。但火焰喷补不添加水分，而是配入可燃性物料， 可燃性气体和氧气，喷补料在喷射过程中燃烧发热，一部分物料成熔融态，接触到有相当高温度的工作面时，会马上熔融烧结成一个整体。

配入的可燃性物料和可燃性气体包括焦炭粉、煤粉、丙烷、甲烷、氧气等。

火焰喷补多在转炉出钢后的作业间隙中进行，喷补时间很短，炉衬残余温度比较高，粘附效果好，因此使用寿命比较长，一般l0～20次。由于火焰喷补技术比较复杂，目前在国内外转炉厂采用的较少。

4．转炉炉衬的溅渣维护

采用激光测厚技术精确地测定出炉衬的残余厚度，运用溅渣技术维护炉衬，使转炉炉衬延长使用长寿，这是转炉护炉技术的重大进步。

第五节　镁碳砖

镁碳砖是70年代初出现的，先是在超高功率电炉，接着在转炉、炉外精炼炉上使用，获得了非常好的效果。由此，人们才认识到石墨、碳素材料和高温耐火氧化物 之间结合所产生的作用。断裂韧性差、高温剥落、抗渣渗透性差，这是高温烧成耐火制品的致命缺点，含碳耐火制品的出现突破了这些弱点。在镁碳砖中氧化镁和石 墨之间彼此相互包裹，不存在传统概念中的所谓烧结；石墨具有热传导系数高，弹性模量低，热膨胀系数小，不容易被熔渣浸润等优点，因此，由于石黑的引入，使 炉衬耐火制品的断裂韧性和抗渣渗透性有本质的改善。镁碳砖的主要特征是在微观结构上形成碳的结合物，这种结合是由有机结合剂在高温下结焦碳化形成的。

镁碳砖是一种不烧制品，其理化指标为：MgO70～85％，C l0～20％，显气孔率≤3％，体积密度2.87g／cm3，耐压强度40～50MPa，1400℃抗折强度l0～15MPa。

影响镁碳砖性能的工艺因素主要有原料、结合剂、添加剂等。

1．镁砂

国外最初生产镁碳砖时采用的是高纯烧结镁砂，随着对镁碳砖使用过程的深入研究发现，高温下有如下反应：

MgO+C→Mg↑+CO↑

这个反应一般在1650℃开始，到l750℃时反应加剧，这是镁碳砖使用过程中损耗的重要原因之一，也是镁碳砖在1700℃以上使用损耗明显加剧的原因。镁砂中的杂质SiO2，Fe2O3 等对上述反应有促进作用，因此，希望镁砂有较高的纯度。

电熔镁砂相对烧结镁砂来说，结晶结构更完整，对碳的还原作用也更稳定，特别是大结晶电熔镁砂这些特征表现得更为突出，所以镁碳砖的生产开始转向使用电熔镁砂。考虑到碳的结合状态和结合剂的浸润性，也可以电熔镁砂烧结镁砂混合使用。我国的镁碳砖基本上是使用电熔镁砂。

镁碳砖的使用结果表明，用MgO含量高、方镁石相结晶颗粒大、钙硅比大于2的镁砂，生产镁碳砖效果最好。

2．石墨

石墨是镁碳砖中另一个基本组分。石墨具有很好的耐火材料基本特性，主要理化指标：固定碳85％～98％，灰分13％～2％(主要成分SiO2，Al2O3 等)，相对密度2．09～2．23，熔点3640K(挥发)。由于石墨非常容易被氧化，所以长期以来没有引起人们的重视。

镁碳砖使用过程中，石墨的氧化有三种原因：

(1)空气中氧对石墨的氧化；

(2)渣中氧化物对石墨的氧化；

(3)石墨本身所含杂质氧化物对石墨的氧化。

这些氧化物主要指SiO2和Fe2O3。

镁碳砖中杂质氧化物和石墨反应后，造成砖体结构疏松，透气性增大、强度下降，这是镁碳砖损毁的内因。因此，生产镁碳砖大都选用纯度高、磷片结晶大的石墨。

3．结合剂

结合剂对镁碳砖及其他含碳耐火制品来说，作用至关重要。石墨和耐火氧化物之间没有互溶关系，也不可能相互烧结，常温下他们要靠结合剂粘接固化。高温下，结 合剂则要结焦碳化，和石墨形成碳结合，一般这种结合剂是指树脂类、沥青类等有机物。结合剂高温结焦碳化后形成约3％左右的碳，这个量虽然不多，但在镁碳砖 或其他含碳制品中却是最具有活力的组成部分，对制品的高温性能有重要影响。我国镁碳砖或其他含碳制品生产过程和产品质量不够稳定，其中一个重要原因是结合 剂不稳定造成的。

镁碳砖结合剂大体可以分三种类型：酚醛树脂类、改性沥青类、石油裂解副产品类，其中使用效果最好、用量最多的是酚醛树脂类。

4．添加物

在镁碳砖的损毁过程中，石墨的氧化是最主要的原因之一。由于氧化失碳，致使砖体结构疏松，强度下降。损毁过程遵循氧化失碳→结构疏松→侵蚀→冲刷溶损的路 途。为了提高镁碳砖的抗氧化性，可以加入一定量的添加物，包括硅粉、铝粉、FeSi合金、CaSi合金、SiC，Si3N4，B4C等。添加物的另一个作 用是在耐火氧化物和石墨之间“搭桥”，使石墨和耐火氧化物形成牢固的结合，这种作用是由于添加物在一定温度下形成新的矿物相促成的。

我国生产镁碳砖及其他含磷耐火制品，最常用的添加物是铝粉、硅粉和SiC粉。

第六节 镁钙碳砖

我国镁白云石、白云石资源相当丰富，几乎每个省都发现有白云石资源，是一种大量存在的耐火原料。特别是在缺乏菱镁矿资源的我国东南、西南地区，也都蕴藏有质地优良的镁白云石、白云石资源。合理开发利用这些资源，缓解对镁砂资源的依赖性，是一件非常有意义的事。

含CaO的炉衬耐火材料，高温热机械性能、高温塑性都比较稳定。CaO对改善钢中夹杂物性质，以及对脱硅、脱硫、脱磷都有利。因此，镁自云石、白云石质耐火材料在冶炼纯净钢方面将有很好的应用前景。

我 国在开发应用镁白云石、白云石质耐火材料方面有很好的基础，竖窑煅烧白云石砂、焦油沥青振动大砖、烧成油浸白云石砖等在我国钢铁发展过程中都起到过非常重 要的作用。近年来由于大量使用MgO-C砖，才使这些已有的工艺生产线闲置起来。不少学者呼吁，一味追求镁碳砖的做法并不见得合理，我国炼钢炉衬材料应走 一条镁质、镁钙质并举的技术路线。

1．镁钙砂

优质镁钙砂是生产含CaO炉衬耐火材料的基础。

在开发MgO--CaO系耐火材料过程中，主要工作有两个方面：第一，提高镁钙砂的烧砂质量，包括化学纯度、体积密度。第二，提高MgO--CaO系耐火制品的抗水化性能。

2．镁钙砖、镁钙碳砖

在镁钙砖、镁钙碳砖生产过程中，水化问题是一个关键。一般要采用无水结合剂，成品还要进行防水处理。处理的方法有涂层、浸清焦油沥青、真空铝箔包装等，保存期为6个月到一年，在这个期间砖的理化指标不应有明显的下降。

第七节　溅渣护炉

一、溅渣护炉技术的发展和特点

1．发展概况

炉龄是转炉炼钢一项综合性技术经济指标。提高炉龄不仅可以降低耐火材料消耗，提高作业率、降低生产成本，而且有利于均衡组织生产，促进生产的良性循环。所以，大幅度提高转炉炉龄是炼钢工作者多年追求的目标。

转炉炉衬工作在高温、高氧化性条件下，通常以0．2～0．8mm／炉的速度被侵蚀。为保证转炉正常生产和提高炉衬寿命，我国冶金工作者做了许多工作，如 采用焦油白云石砖、轻烧油浸白云石砖，贴补、喷补、摇炉挂渣等措施，使炉龄逐步提高到1000炉以上；进入80年代，转炉普遍采用镁碳砖，综合砌炉，使用 活性石灰造渣，改进操作，采用挂渣、喷补相结合的护炉方法，使转炉炉龄又有明显提高。

溅渣护炉是近年来开发的一项提高炉龄的新技术。该技术最先是在美国共和钢公司的大湖分厂，由普莱克斯气体有限公司开发的，在大湖分厂和格棱那也特市分厂实 施后，并没有得到推广。l991年，美国LTV公司的印地安那哈鲍厂(1ndianaHabor)用溅渣作为全面护炉的一部分。1994年9月该厂 232t顶吹转炉的炉衬寿命达到15658炉，喷补料消耗降到0．38kg／t 钢，喷补料成本节省66％，转炉作业率由l984年的78％提高到l994年的97％。之后，美国有15家以上钢厂采用该技术，美国内陆钢公司炉龄已超过 20000炉。加拿大、英国、日本等也已相继投入试验和应用。

我国从l994年开始转炉溅渣护炉试验，采用和发展的速度很快。鞍钢、首钢、宝钢、武钢、太钢等一些转炉厂采用溅渣护护技术，炉龄大幅度提高，取得了明显效果。其中，宝钢、武钢、首钢炉龄已逾万炉。2003年武钢二炼钢创造了30368炉的转炉炉龄记录。

溅渣护炉是转炉护炉技术的重大进步，这项能够大幅度提高转炉炉龄、降低耐火材料消耗的技术，在我国展示了广阔的推广应用前景。

2．技术特点

溅渣护炉的技术特点有：

(1)操作简便 根据炉渣粘稠程度调整成分后，利用氧枪和自动控制系统，改供氧气为供氮气，即可降枪进行溅渣操作；

(2)成本低 充分利用了转炉高碱度终渣和制氧厂副产品氮气，加少量调渣剂(如菱镁球、终渣改性料、轻烧白云石等)就可实现溅渣，还可以降低吨钢石灰消耗；

(3)时间短 一般只需3～4min即可完成溅渣护炉操作，不影响正常生产；

(4)溅渣均匀覆盖在整个炉膛内壁上，基本上不改变炉膛形状；

(5)工人劳动强度低，无环境污染；

(6)炉膛温度较稳定，炉衬砖无急冷急热的变化；

(7)由于炉龄提高，节省修砌炉时间，对提高钢产量和平衡、协调生产组织有利；

(8)由于转炉作业率和单炉产量提高，为转炉实现“二吹二”或“一吹一”生产模式创造了条件。

二、溅渣护炉工艺和实践

1．基本原理和操作方法

溅渣补炉的基本原理是在转炉出钢后，调整终渣成分，并通过喷枪向渣中吹氮气，使炉渣溅起并附着在炉衬上，形成对炉衬的保护层，减轻炼钢过程对炉衬的机械冲刷和化学侵蚀，从而达到保护炉衬、提高炉龄的目的。

图 11—1为某厂50t转炉溅渣与未溅渣时残留炉衬对比图，两者炉龄分别为4409和1196次。按该钢厂的三段溅渣法(前期不溅，中期间隔溅，后期炉 溅)，溅渣时炉衬最大平均侵蚀速度为0．095mm／炉，相当于不溅渣时侵蚀速度的1／3。有些厂侵蚀速度还要小，几乎趋向“零”侵蚀。溅渣后消除了渣 线、耳轴部位的严重侵蚀现象，各部位侵蚀均匀，炉衬残留厚度基本接近。

(a)

(b)

图11—1溅渣(a)与未溅渣(b)时残留炉衬比较

溅渣护炉操作步骤如下：

　(1)将钢出尽后留下全部或部分炉渣；

　(2)观察炉渣稀稠、温度高低，决定是否加入调渣剂，并观察炉衬侵蚀情况；

　(3)摇动炉子使炉渣涂挂到前后侧大面上；

　(4)下枪到预定高度，开始吹氮、溅渣，使炉衬全面挂上渣后，将枪停留在某一位置上，对特殊需要溅渣的地方进行溅渣；

(5)溅渣到所需时间后，停止吹氮，移开喷枪；

(6)检查炉衬溅渣情况，是否尚需局部喷补，如已达到要求，即可将渣出到渣罐中，溅渣操作结束。

如何有效地利用高速氮气射流将炉渣均匀地喷溅在炉衬表面，是溅渣护炉的技术关键，其效果取决于：

——熔池内留渣量和渣层厚度；

——熔渣的物化性质，包括成分、熔点、过热度、表面张力和粘度；

——溅渣气体的动力学参数，包括喷吹压力和流量，枪位及喷枪孔数和夹角等。

2．基本工艺参数

1）熔池内的合适渣量

按照国内几家钢厂溅渣实践和效果表明，渣量在100kg／t较为合适。

2）炉渣性质

(1)渣成分 目前，转炉大都使用镁碳砖作为炉衬，减少炉衬侵蚀的重要措施是提高渣中MgO含量。当渣中MgO达到饱和时，炉衬中MgO溶解量就会减少，从而提高了炉衬 寿命。渣中MgO含量与炉渣碱度有关，有的厂在终渣碱度(CaO／SiO2％)为3左右、MgO含量在8％左右就可以保证MgO达到炮和。国内外转炉溅渣 的MgO含量一般控制在8％～l4％。

渣中FeO含量高低对炉衬侵蚀和溅渣效果有很大影响。渣中FeO的矿物组成大多为各类低熔点铁酸盐，熔点远低于出钢温度，而且FeO含量越高，铁酸盐就越 多，渣流动性就越好，对炉衬侵蚀作用加大且不容易附着在炉衬上。如果渣中FeO含量过低，又会造成转炉造渣和去除P、S困难。因此操作中必须严格控制渣中 FeO含量。

(2)炉渣粘度 若炉渣粘度大，则渣稠不易溅起，溅渣量迅速下降，为了保持溅渣量，需要消耗更多的射流冲击能。此外，稠渣则在炉衬上的附着力差；粘度小，渣稀，溅渣覆盖较易，但覆盖层较薄。摇炉有挂渣流落现象，需加渣料调整，以保证炉渣粘度适当。

(3)调渣剂 溅渣层抗侵蚀能力是影响护炉效果的重要因素。抗侵蚀能力差，需要每炉溅渣，不仅增加氮气用量而且也延长冶炼周期。为此，有必要提高渣的熔化温度，以利于提高护护效果。为此，需加入调渣剂，使炉渣改质，以满足提高熔化温度的需要。

调渣剂不仅具有提高溅渣熔点的作用，还有使炉渣更容易溅起而改善溅渣的动力学条件。此外，在渣中能产生弥散固相质点，从而提高了渣与炉衬的结合能力。

3）氮气压力和流量

高压氮气是溅渣的动力，其压力、流量直接影响溅渣效果。按照各厂溅渣经验，氮气压力一般与氧气压力接近时，可取得较好效果。由于转炉公称容量不同，所以溅渣的氮气压力、流量存在差异。

4）顶吹喷枪工艺参数

(1)枪位枪位 对溅渣高度有明显影响，最佳枪位应根据自身条件在实践中确定。枪位过高或过低都使溅渣量减少。较低枪位有利于转炉下部溅渣；反之对上部溅渣有利。

(2)喷枪夹角 l2°喷孔夹角喷枪溅渣效果优于l4．5°夹角喷枪。喷孔夹角为12°喷枪射流与熔池接触面积小，形成冲击力大，同时产生的反向射流与水平面的夹角也大，这都有利于增加溅渣的有效覆盖面积。

5）复吹转炉底气对溅渣的影响

溅渣护炉存在的问题之一是炉底上涨、底吹喷孔堵塞。这一问题在国内外均未得到很好解决。武钢、鞍钢在采用适当的操作工艺参数后较好地解决了炉底上涨问题。使溅渣下复吹比达到50％以上，说明采用该技术可以实现高复吹比。

6）溅渣时间

溅渣时间通常是根据炉子吨位、供气量、炉内渣量、炉渣状况及生产节奏等因素综合考虑，目前我国各钢厂一般吹氮时间为3～5min。

吹氮的目的是提供溅渣的动力，此外它还有冷却炉渣的作用。一般在吹氮的前2min时间内主要是冷却炉渣，因为在这段时间内炉渣还比较稀，即使溅到炉壁上也 附挂不好。当吹氮到2min以上时，炉渣才开始大量溅起，可喷溅到炉帽处，倒炉观察时炉衬挂渣情况良好。实践中发现，溅渣时间越长，炉衬挂渣越多，但时间 过长会造成炉底、熔池炉壁沾挂渣过多，造成炉底上涨，同时。溅渣时间过长会影响生产节奏。因此，溅渣时间要根据自身具体条件加以确定。

3．溅渣护炉和冶炼工艺的相互影响

1）溅渣护炉对冶炼工艺的影响

(1)对冶炼操作的影响

实践得知，由于溅渣炉底会有上涨现象，因此枪位控制要比未溅渣炉役相应提高，以避免造成喷溅、炉渣返干和增加氧气消耗量。

(2)对钢中氮含量和质量的影响

吹氮溅渣后，主要是防止阀门漏气造成吹炼终点氮含量高。通过对未装溅渣护炉设备和装溅渣护炉设备炉次的终点钢样分析，[N]分别为21.0×10－6和21.5×10－6，两者氮含量水平相当。

通过对采用溅渣工艺前后轧后废品分析比较表明，用氮气溅渣对钢质量没有影响。对冶炼过程脱硫、脱磷情况抽样统计，没有发现对脱硫、磷有明显影响。

2）冶炼对溅渣的影响

(1)冶炼终点温度对溅渣覆盖层的影响

冶炼终点温度对溅渣覆盖层有较大的影响。温度高对溅渣不利。据统计，采用溅渣护炉技术后出钢温度每降低l ℃，转炉炉龄可提高l20炉。

(2)炉渣氧化性的影响

终渣氧化性对溅渣覆盖层也有较大的影响。把终渣FeO控制在低限，对保护炉衬有利。

(3)炉渣粘度

渣稀侵蚀严重，渣偏稠不侵蚀而且容易挂上炉壁。

(4)炉渣成分

为提高溅渣护炉效果，应在适当的范围内，尽量提高MgO含量及终渣碱度。

3）提高溅渣效果的途径

目前对溅渣层与炉衬结合机理研究还很不够，对两者间是化学结合还是物理结合，或是两者都存在的看法不一，但是对进一步提高溅渣效果的途径，普遍认为：

(1)采用溅渣护护技术后，炉衬材质的性能不应降低。耐火材料成分对溅渣护炉有一定影响，其中碳含量不宜过高，对现场使用的含碳l4％～20％的镁碳砖，碳含量宜控制在下限。

(2)进一步控制和降低渣中(FeO)含量。

(3)合理调整渣中(MgO)含量。

(4)提高溅渣层熔化性温度，以降低炉渣过热度。

(5)降低出钢温度，提高终点命中率减少一次倒炉到出钢的时间，合理匹配转炉操作工序。

三、　溅渣护炉带来的问题

溅渣护炉带来的问题包括炉龄的稳定、炉底上涨、炉底透气砖寿命、喷枪粘结、设备维修、经济炉龄等，应通过采取不同的措施加以妥善解决。

1．炉底上涨

炉 渣在炉底停留的时间越长，粘结在炉底的就越多，导致炉底上涨。炉底上涨将影响正常操作，堵塞底气喷孔。因此，要控制好溅渣时间、渣量、氮气压力和流量，尽 量减少炉底上涨。在停吹后要尽快将渣出尽。在复吹转炉上，要尽量控制好底气压力和流量，减少炉底上炉渣的停留和粘结量。在炉底上涨太多时，可向炉底吹氧， 将上涨部分侵蚀掉。

2．喷枪粘结

溅渣时喷枪头部有时粘结有炉渣，需要及时清理。当冷却水足够，冷却强度大时，喷枪不易结渣，即使有粘渣，移出喷枪喷水冷却，粘渣就会掉落。由于喷枪水冷强 度不够，或炉温过高有热枪的情况则应更换喷枪，用预备的冷枪进行溅渣操作，冷枪上粘结的炉渣并不牢固，冷却后易脱落。如果炉内有残留钢液，则会使喷枪表面 粘钢，这时，粘结的炉渣在冷却后不易脱落，故炉内要尽量不留钢液，这样对提高钢水收得率也有利。

3．设备维修问题

随着炉衬寿命的延长，原来更换炉衬时维修的项目如水冷烟罩、管道的清理维修、转炉驱动装置、冷却系统、除尘系统、盛钢桶车、吊车等都有相应延长服役时间问 题，现在一些钢厂采用不同炉龄段计划维修的办法，既解决了设备影响炉龄的问题，又满足了溅渣护炉的需要，是个好办法。当然，对于设备的大、中修不应包含在 此范围。

　4．经济炉龄问题

　经济炉龄与炉龄和原料价格有关。通常，每个转炉厂不同阶段都有一个经济炉龄区，即吨钢成本最低，取得最佳经济效益炉龄区。经济分析表明，炉衬砖和修砌费 的成本与炉龄成反比关系，而氮气、补炉料、稠渣剂等的费用随炉龄增长而消耗量增加，对降低成本的负效应也越大。当然，随着冶炼和溅渣护炉工艺水平的提高， 最经济的炉龄区要相应增高。但是，是炉龄越高经济效果越好，还是在一个适当的炉龄区经济效果最好?对此，还需要进一步加以研究。

5．经济效益的计算问题

采 用溅渣护炉技术，能大幅度提高炉龄和降低耐火材料消耗，减少砌炉次数，提高转炉作业率，提高钢产量，对炼钢生产有较大的正面效益。但溅渣护炉造成炉底上 涨，转炉复吹效果变差，钢水终点氧含量升高，合金消耗增加，此外还产生设备上的一些问题，也带来了一定的负面影响。因此，溅渣护炉经济效益的计算还有待商 榷。

复 习 思 考 题

1．简述炉衬损坏的原因。

2．氧气转炉炉衬耐火材料有哪些?

3．转炉炉衬的修补方法有哪些？

4．溅渣护炉的技术特点有哪些?

5．溅渣护炉的基本原理是什么?

6．溅渣护炉的基本工艺参数有哪些?

7．溅渣护炉对冶炼操作影响如何?

8．采用哪些方法可提高溅渣效果?

引用出處：

http://www.wgxy.net/jpk/gtylgy/read.asp?/164.htm

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水冷壁管防腐蚀、耐磨的研究与对策www.tool-tool.com

摘要：火力发电厂锅炉水冷壁管高温腐蚀和磨损的机理复杂，它与炉膛火焰温度、燃煤的含硫量、烟气与灰分颗粒的冲蚀密切相关。防止水冷壁高温腐蚀和磨 损的常 用方法有两类，即非表面防护方法和表面防护方法。本文针对广东沙角 B 电厂 3# 炉，本公司采用超音速电弧喷涂 45CT 合金涂层工作寿命已近四年，认为积极采用热喷涂技术是火电厂锅炉水冷壁高温防腐耐磨涂层最可靠的解决方法。

关键词：锅炉水冷壁 高温腐蚀和磨损 超音速电弧喷涂

一、引言 锅炉水冷壁管高温腐蚀和磨损一直是电力系统普遍存在的严重问题，它的直接危害主要表现在以下两个方面：

(1)使管壁减薄，据统计一般每年减薄量约为 1mm 左右，严重的可达 5~6mm 年，形成安全运行的严重隐患，增加了电厂的临时性检修和大修工作量，给电厂造成很大的经济损失。

(2)发生水冷壁突发性爆管事故，造成紧急停炉抢修，不仅打乱了电厂的正常发电秩序，减少发电产值，而且增加了工人劳动强度和额外的检修费用，直接影响企业效益，同时也干扰了地区电网的正常调度，影响当地工农业生产，由此也造成了很大的社会影响。

锅 炉运行过程中，由于燃烧煤中硫及其它有害杂质的存在，在高温下对水冷壁构成腐蚀。这种现象在各个燃煤锅炉中普遍存在，我们在各火电厂的锅炉定期检验中经 常遇到，只是程度不同而已。广东沙角 B 电厂由于其燃煤含硫量大，水冷壁遭受的高温腐蚀特别严重，由此带来的爆管、换管损失惨重。同时，煤燃烧时产生的大量灰粉，在锅炉内部燃烧的复杂动态过程 中，猛烈撞击水冷壁，对水冷壁工作面产生严重切削，使水冷壁管工作面被磨损成不同程度的小平台，造成水冷壁壁厚的实际减薄，容易导致水冷壁管在高温下强度 不够而爆管，其危害作用同高温腐蚀一样严重。因此，需要我们寻求一种解决的技术方法，增加水冷壁的抗磨损能力，以延长水冷壁的使用寿命。

二、水冷壁管高温腐蚀和磨损的机理。

水 冷壁管高温腐蚀和磨损的机理是很复杂的，简言之，与下列因素有关：(1)炉膛火焰温度； (2)燃煤的含硫量；(3)烟气与灰分颗的冲蚀。锅炉运行过程中，炉温可高达1600℃以上，由于燃烧煤中硫及其它有害杂质的存在，水冷壁普遍遭受高温 腐蚀。参与高温腐蚀的危害物有燃烧过程中产生的SO2 、SO3 、H2S 、HC 1 、碱金属盐及钒盐类，是多种化学物在各种温度下共同对管壁进行的复杂的动态腐蚀过程。其中，硫化物是锅炉高温腐蚀的主要因素，一是烟气中的硫化氢与管壁 金属作用产生的腐蚀，含硫物在金属高温下产生单原子硫，硫与管道中的铁反应生成硫化铁(Fe+S → FeS)；二是由不可燃硫在高温作用下生成硫酸盐混入灰分熔敷于管壁表面，但不再具有水冷壁管所要求的各种良好的高温机械性能，实际上导致水冷壁管有用 壁厚的减薄，从而其有效承载能力不断下降，由此形成腐蚀。另外，高温烟气裹着可以大于8米/秒的速度冲击管壁，烟气的腐蚀和灰分颗粒的冲刷在金属表面交替 进行，造成管壁减薄。

三、防止水冷壁高温腐蚀和磨损的途径。

意外的爆管则会造成较大的经济损失，电厂为减少爆管， 投入了大量人力、物力加强对水冷壁的监测和更换，但是监测未取得任何实质性的效果，换管则将大大增加 生产成本和维修费用。只有防患于未然才是最好的办法。 分析清楚了水冷壁高温腐蚀的产生原因，就可采用有效的方法来进行防止，常用方法可以分为两类，即非表面防护方法和表面防护方法。非表面防护方法有：

A. 采用低氧燃烧技术。

B. 尽可能使各燃烧间的煤粉浓度均匀。

C. 合理的配风及强化炉内的湍流混合。

D. 控制适当的煤粉细度。

E. 避免出现受热面壁温局部过热。

F. 在壁面附近喷空气保护膜。

G. 加添加剂。

H. 控制合理的炉膛出口烟温。

I. 对易产生高温腐蚀的煤种采用抗腐蚀高温合金。

J. 采用烟气再循环。

K. 对受热面的设计布置合理，以避开高烟温区和高壁温区出现。

L. 对易腐蚀区加炉衬防护。

非 表面防护法的共同之处在于，一定程度上可以减轻水冷壁的腐蚀，但并不能真正做到防止其腐蚀。而且有些方法在实际运行中会因为各种原因而不能有效地实施， 甚至个别方法还存在争议，如炉衬防护，不但影响燃烧室吸热能力，还会使腐蚀复杂化。故有必要寻求其它效果更好的表面防护方法。

对受腐蚀构件表面覆盖耐腐蚀的隔离层，是最直接有效的防腐措施，属于高温腐蚀的表面防护方法，主要

(1)涂刷法：涂刷的涂层塑性、热膨胀性等不能适应锅炉内环境及脱硫装置，使用中易产生脱层，难于实际应用。

(2)电镀、热渗镀：镀层的覆盖性及结合度较好，但受工件尺寸限制，镀件在现场拼焊中镀层也会出现薄弱环节，降低使用性能。无法对已有设施进行再次防腐。

(3)热喷涂：适合现场操作，涂层材料选择范围宽，组合方式多，能提供多种性能涂层，对已有设施的未防护部分进行追加防护，已防护部分进行再次防护。

超 音速电弧喷涂技术利用了流体力学中的“拉瓦尔原理”，使喷涂时的粒子速度真正超过了音速。我们通过对该技术的引进，特别是针对喷涂设备笨重、庞大、不利 于现场施工的缺点，进行大胆的设备结构改造和功能完善，达到的突出特点是现场实用性强、喷涂性能好、涂层质量显著提高。

由于超音速电弧喷涂技术的先进性——离子喷射速度快(比普通电弧喷涂快4倍)，其技术性能比普通电弧喷涂有本质的提高，改善了涂层的孔隙率、颗粒度、结合强度等性能，增加了涂层厚度调节范围及可利用的涂层材料选择范围，可以大大拓展电弧喷涂的应用范围。

但 原有超音速电弧喷涂的应用还几乎停留在普通电弧喷涂技术的基础上，只是简单地利用其性能的提高，基本上处于一种被动应用的状况。比如喷涂材料，仍然沿用 原有电弧喷涂用丝材，没有针对超音速电弧喷涂技术的先进性专门开发新型涂层材料，我们投入了大量人力、物力、财力对其进行了进一步研究，开发出了MC锅炉 四管专用涂层、 NiCr/Cr 3 C 2 、 NiCrAiFe/Cr 3 C 2 、 45CT 系列喷涂材料，增加其在电力系统的现场实用性，最大限度地利用该技术的先进性，实现良好的表面涂层。

四、超音速电弧喷涂45CT合金的应用

对水冷壁的防高温腐蚀和磨损各种方法综合考虑，我们认为，比较理想的方法是采用热喷涂技术。

经 过一系列的准备工作，于1999年5月广东沙角B电厂3# 炉大修期间，我们对其水冷壁进行了防腐耐磨超音速电弧喷涂。 钢铁材料的表面防护涂层分两大类。一类是隔离涂层，如电镀铬、油漆及有机涂料；另一类是阳极涂层，如电镀锌、热浸或喷涂45CT合金作为牺牲阳板仍对该 处表面钢铁具有防腐蚀保护作用，避免孔隙腐蚀、保护层下腐蚀及由此引起涂层的脱落，阳极涂层还兼有隔离涂层作用。

选择防腐蚀涂层材料除考虑其阳极性外(即选择阳极电位低于钢铁的金属成份)，还应要求其热膨胀系数接近钢铁材料，具有良好的塑性，以避免脱层，材料还应具有一定的抗冲蚀能力。对选择的一种或几种材料应进行喷涂试验、性能试验和对比试验等。

对 于水冷壁防高温腐蚀和磨损喷涂，我们开发的喷涂材料是自发放热型材料45CT，喷涂后涂层与基体金属表面产生原子扩散，形成冶金结合，涂层又形成粗糙表 面，便于与工作层连接，提高涂层的结合强度。喷涂层材料的膨胀系数与水冷壁管材料接近，使涂层在交变热应力作用下不会脱落，它具有抗腐蚀、抗氧化、耐高 温、延展性好、抗冲蚀能力强且价格便宜等特点，涂层厚度 0.8~1.0mm。喷涂工艺如下：

A. 喷砂打磨：

喷 涂前的基体表面必须清洁、无油污、且须达到清洁和毛化要求。喷砂打磨的目的是使水冷壁管表面呈灰白色的金属外观和均匀粗化。喷砂后，基体表面粗糙度应达 到 Rz40~80um。且干燥、无灰尘、无油污、无氧化皮、无锈迹。选择磨料时，根据基体金属的种类和涂层的厚度而定，磨料必须清洁、有棱角，才能保证涂 层与基体结合良好。我们选择棕刚玉和冷硬铸铁砂等符合有关规定的磨料进行打磨，磨料有棱角，清洁、干燥、没有油污、可溶性盐的游离物和长石，以对表面进行 仔细的清理及有效的表面毛化，达到提高喷涂结合强度的目的。

B. 防腐蚀喷涂：

使用超音速电弧喷涂技术对水冷壁 进行喷涂，喷涂材料为专用 45CT，设计喷涂厚度 0.8~1.0mm。喷涂表面达到均匀、致密。喷砂后的水冷壁管，应尽快进行喷涂，其间隔时间越短越好，在晴天或不潮湿的天气，间隔时间不可超过12小 时，在雨天、潮湿或含盐雾气氛下，间隔时间不超过 2 小时。喷涂必须在如下条件下实施：环境大气高于5℃或基体金属的温度至少比大气露点高 3 ℃，在雨天、潮湿或含雾的气氛中，喷涂操作必须在室内或工棚棚中进行。

C. 后处理：

对于防腐喷涂，必须加封孔剂，以避免腐蚀物质通过涂层的孔隙往里面渗入，直接腐蚀母材，或间接减少防腐涂层的有效厚度。封孔剂选择有机硅加铝粉，喷涂后采用喷涂方法覆盖在涂层上面。

D. 现场检测：

喷涂完成后，应进行外观检查，涂层表面致密、均匀、颗粒细小，不允许有起皮、鼓泡、大溶滴、裂纹、掉块及其他影响涂层使用的缺陷。使用日本原装进口的磁性涂层测厚仪进行现场实测，厚度达到要求，可以保证工程质量。

五、喷涂效果分析

1、与渗铝管防腐效果对比分析

为了防止高温硫腐蚀，火电厂在水冷壁中设置卫燃带，以前常采用渗铝管，实际上，用喷涂 SCZ16 管代替渗铝管可以取得相同的或更好的效果。

试 验证明，我们使用的 45CT 耐腐蚀效果比渗铝管好得多，使水冷壁管的使用寿命更长；在水冷壁卫燃带采用渗铝管，经常发现焊缝出现严重的硫腐蚀，这是渗铝管无法克服的弊端，而使用超 音速电弧喷涂技术，则可在水冷壁管安装完毕后，对焊口及其附近补喷一层 45CT 防腐，防止焊缝腐蚀；另外，喷涂 45CT 可以对长时间运行后的水冷壁管进行再防护，这也是渗铝管无法做到的。

2、运行后的涂层检测

广东沙角 B 电厂 3# 炉超音速电弧喷涂 45CT 涂层水冷壁管，经过长期运行外观检查，涂层完好，未见裂纹、起皮、脱落等任何宏观缺陷，也未因腐蚀原因造成爆管等。

我 们将最早实施喷涂的广东沙角 B 电厂 3# 炉水冷壁管中隔墙在停炉时割管取样分析，该样自炉内现场实施喷涂后已连续运行 6800 余小时，根据广州有色金属研究总院出具的检测报告，“试样涂层完整，未发现有剥落现象，涂层约 0.9mm。与基体结合良好，结合部位未发现明显缺陷”。

为了防止高温腐蚀和磨损，超音速电弧喷涂 45CT 可以取得很好的效果。通过各种性能试验和实践证明，利用超音速电弧喷涂的 45CT 涂层，可以大大延长水冷壁管的使用寿命，同时也可以对长时间运行后的水冷壁管进行再防护，以进一步延长水冷壁管的使用寿命。

六、结束语

水 冷壁管的可靠性，直接关系到电厂机组是否能安全有效运行，但锅炉运行中对不可避免地对水冷壁管造成腐蚀、冲蚀（磨损），使其有效承载能力下降、安全性降 低。超音速电弧喷涂涂层能对水冷壁管表面实施有效保护，使其外表面基本不受损伤，可大量节省材料更换费用及维修费，减少或避免非计划停炉，降低运行成本， 直接经济效益和间接经济效益都很高，有极大的开发利用价值。

另外，涂层的存在，要求对涂层的厚度和覆盖的完整性进行严格监控。而只要 保证热喷涂层的完好，就在很大程度上保证了水冷壁管的完好性。在原有对水冷壁管进 行监督检查的基础上，对涂层的检查增加了对水冷壁管的监督力度，提高了水冷壁管的安全性。我们认为已经时间证明热喷涂技术能够对锅炉的水冷壁的保护提供一 个非常可靠的解决办法。

引用出處：

http://lcglpjc.com/html/ZhuDongPianZhiShi/191.html

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