TLA-OHF（20Mn23ALSiMoTi）

无磁钢在硅铁炉上的应用

矿热炉是高能耗冶炼设备。矿热炉工作状态为交流低电压超大电流，低电压大电流产生电弧的同时也产生强大交变磁场，对电炉短网以下把持系统和大三角区等周边1.5米内的导电系统的铁磁零部件产生强大的涡流效应，而导致巨大电能损耗，因此国内矿热炉几乎全部采用低导磁率的321之类的奥氏体不锈钢，用于制造短网至电极之间和炉盖大三角区内的所有非铜设备，以减小涡流损耗到来的巨大电能损耗，炉盖上的三根电极周边1.5米以内理想的构件材料应是无任何导磁特性的金属材料，如铜材、高强度铝合金等非导磁材料，铜材制作三角区设备很好，但是，一是制造难度大，焊接困难，二是强度不好，三是造价高昂，国内极少有采用；铝合金无导磁性，但其它机械，温度等特性无法满足要求：321奥氏体不锈钢是弱导磁钢板，在强大的交变磁场下弱导磁特性仍然会产生较大的涡流损耗，采用321奥氏体不锈钢只能降低部分涡流损耗，是一个当初没有更好选择的折中的设计，因此国内急需开发一种无导磁特性的，机械特性与碳钢基本相同的金属材料迫在眉睫，新材料不仅用于数量很大的矿热炉系统还可大量用于其它有同类要求的其它行业。以33MVA工业硅电炉为例是国内容量最大的工业硅矿热炉，大型矿热炉由于工作电流高达80~100ka，如果全部采用碳钢材料制做电炉隔磁部件，将有70%左右的电能会由强大磁场涡流白白损耗掉，能输入炉内的有功功率只有30%左右（约10MW左右）电炉将无法正常工作，采用321奥氏体不锈钢制作隔磁区部件也会产生5~10%的损耗，用专业磁场强度测试仪可测出电炉三角区及周边每个点的磁场强度，再根据处于交变磁场点的面积和体积换算为铁磁材料在该区间产生的有功损耗，即可算出涡流损耗量。矿热炉的强大电流超强磁场则可以将几千千瓦甚至上万千瓦的功率转换成铁磁涡流耗损，白白地用冷却水将其热能带走，321奥氏体不锈钢是弱导磁材料，但在大型电炉的超强磁场下也会产生很大的电能损耗。

TLA-OHF无磁钢（20Mn23ALSiMoTi）使用情况如下：

1、      导磁实验：TLA-OHF无磁钢用钕铁硼强磁试验无导磁现象（不粘不吸），用400*400mm*8mm钢板置于烟罩炉盖三角区（强磁场区）基本不发热，321钢板发热严重，碳钢钢板很快发红，因此该钢材是良好的隔磁材料。

2、      冶炼电耗降低明显：水冷大套是矿热炉产生涡流最大的部位，电炉其它重要隔磁部位：下把持筒、下保护屏、铜瓦水圈、把持筒密封圈、烟罩大三角区、炉盖下料管、炉盖上的风管、短网跳相后的金属夹具等全部采用TLA-OHF无磁钢将会有更好的节电效果，经测算至少可降低工业硅冶炼电耗6%以上。

3、      电炉特性变好，炉况改善，电效提高：使用TLA-OHF无磁钢水冷大套（上保护屏）后，电炉最大的变化是电炉做功明显改善，电炉启动快，炉况容易控制，炉况明显变好。除了电耗明显降低外，其它物耗如：硅石、煤炭、电极、都基本同比例降低。显著降低了生产成本，企业整体效益得到提高。

4、      焊接电炉部件，必须严格按照，焊接规范标准执行。选用专用的焊接材料、焊条或焊丝。手工电弧焊选用直流反接。在保证焊透和熔合良好的条件下，采用小电流，短电弧，快速焊，窄道焊，以减少线能量和多层多道焊工艺，并应控制层间温度不高于150°C，用铜垫板或水散热，采取强制冷却手段。以减少在敏化温度的停留时间，防止过早产生晶间腐蚀发生。致使工件开裂，出现漏水故障。焊接钢板最好是双面焊。对于背面成型板板缝要做清根处理。用砂轮片磨出浅U型。再用THJWCI-286焊条盖面一层，也就是做封根处理。按顺序首先用THJWCI-286-2焊条焊接基层，基层焊缝内、外部质量合格后，彻底铲除打磨干净焊根，清根后的焊缝应漏出金属光泽，破口形状规整、宽窄一致后，再焊过渡隔离层，最后焊覆层。

新型矿热炉专用无磁钢TLA-OHF节能效果显著，降低了矿热炉企业的能源消耗，降低了生产成本。减少了设备故障率，延长了炉矿备件的使用寿命，提高了生产作业率，增强了同国内企业同行的竞争力。

                        2020年1月