Giai đoạn 2: Tiến trình nướng từng bước (bước chuẩn bị quan trọng nhất để khởi động lò mới)

Sấy khô tự nhiên chỉ có thể loại bỏ nước tự do ở bề mặt trong gạch chịu lửa. Nước hấp phụ sâu và nước tinh thể khoáng bên trong vật liệu chịu lửa không thể thoát ra ngoài bằng phương pháp sấy ở nhiệt độ phòng. Đồng thời, gạch chịu lửa mới xây và lớp kết dính bằng cát magnesia có cấu trúc lỏng lẻo và chưa hình thành cấu trúc thiêu kết ổn định ở nhiệt độ cao, không thể chịu được điều kiện nhiệt độ cao của quá trình nấu chảy hợp kim nhôm. Do đó, bắt buộc phải thực hiện quy trình sấy lò. Bất kể là lò mới, sửa chữa lớn, sửa chữa vừa hay sửa chữa nhỏ, hoặc lò nấu chảy đã ngừng hoạt động trong thời gian dài hoặc ngắn trước khi đưa vào sử dụng lại, quy trình sấy khô hoàn chỉnh phải được thực hiện không ngoại lệ. Sấy khô là khâu chuẩn bị quan trọng nhất trước khi khởi động lò mới.

Hai chức năng cốt lõi của quy trình sấy lò

• Thứ nhất, loại bỏ dần tất cả độ ẩm theo từng lớp để ngăn ngừa nứt vỡ lớp lót lò. Lò sấy áp dụng chế độ khởi động ở nhiệt độ thấp và gia nhiệt chậm theo từng bước, làm nóng đều và đồng bộ lớp lót lò bên trong và bên ngoài, tránh nứt vỡ do ứng suất nhiệt gây ra bởi chênh lệch nhiệt độ quá lớn giữa bên trong và bên ngoài lớp lót; Đồng thời, nước hấp phụ sâu và nước tinh thể trong gạch chịu lửa được thoát ra từ từ với tốc độ gia nhiệt rất chậm. Hơi nước thoát ra từ từ qua các lỗ nhỏ của vật liệu chịu lửa, không tạo ra ứng suất nội bộ áp suất cao, hoàn toàn tránh được các vấn đề như nổ gạch chịu lửa và phồng rộp, bong tróc đáy lò bằng cát magnesia. Nếu tốc độ gia nhiệt quá nhanh, bề mặt lớp lót lò đã bị cứng và bịt kín ở nhiệt độ cao, hơi nước bên trong không thể thoát ra ngoài, điều này chắc chắn sẽ gây phồng rộp và nứt vỡ lớp lót lò.
• Thứ hai, hoàn thành quá trình tạo hình thiêu kết ở nhiệt độ cao cho gạch chịu lửa và xây dựng lớp lót lò chịu nhiệt ổn định. Trong giai đoạn cách nhiệt nhiệt độ cao của giai đoạn cuối của quá trình sấy lò, gạch chịu lửa, lớp kết dính bằng cát magnesia và vật liệu chịu lửa dạng đúc sẽ trải qua các phản ứng thiêu kết trạng thái rắn ở nhiệt độ cao. Các hạt chịu lửa lỏng lẻo sẽ liên kết với nhau để tạo thành một lớp lót lò tổng thể dày đặc, cường độ cao, chịu nhiệt độ cao và chống thấm nhôm lỏng ổn định. Sau khi thiêu kết, lớp lót lò có thể chịu được nhiệt độ nấu chảy hợp kim nhôm từ 700-850°C trong thời gian dài, chống ăn mòn do thấm nhôm lỏng và ăn mòn kiềm, đồng thời kéo dài đáng kể tuổi thọ của lò nấu chảy.

Ngoài ra, sau khi sấy khô hoàn toàn lò, độ ẩm bên trong lớp lót lò được thoát hết, và sẽ không có sự giải phóng hơi nước liên tục trong quá trình nấu chảy nhôm chính thức tiếp theo. Điều này loại bỏ vấn đề hấp thụ hydro quá mức và hình thành xỉ oxy hóa trong nhôm lỏng ngay từ nguồn, đảm bảo chất lượng cơ bản của vật liệu nóng chảy cho quá trình nấu chảy và đúc hợp kim nhôm tiếp theo.

2. Các điểm kiểm soát cốt lõi của vận hành lò sấy

2.1 Thực hiện nghiêm ngặt đường cong sấy lò theo từng bước và nghiêm cấm gia nhiệt nhanh

Lò sấy phải được chia thành nhiều giai đoạn giữ nhiệt ở nhiệt độ thấp, gia nhiệt chậm và giữ nhiệt ở nhiệt độ cao theo đường cong gia nhiệt đã đặt trước. Tuyệt đối cấm tăng nhiệt độ nhanh bằng một lần lửa lớn. Phạm vi nhiệt độ thấp (nhiệt độ phòng ~ 200°C) là giai đoạn khử nước quan trọng, tốc độ gia nhiệt phải được kiểm soát ở mức 5-10°C/h. Cứ mỗi lần tăng 50-80°C, phải thực hiện giữ nhiệt ở nhiệt độ không đổi trong thời gian dài để hơi ẩm bên trong thoát ra hoàn toàn; Phạm vi nhiệt độ 200~600°C là giai đoạn loại bỏ nước tinh thể và thiêu kết sơ bộ, với tốc độ gia nhiệt không quá 15°C/h. Phạm vi nhiệt độ cao trên 600°C là giai đoạn thiêu kết dày đặc của lớp chịu lửa, và tốc độ gia nhiệt có thể được nới lỏng xuống 20~30°C/h. Nhiệt độ giữ nhiệt cuối cùng cần đạt 750~800°C và giữ nhiệt độ không đổi trong thời gian dài để đảm bảo lớp cát magnesia ở đáy lò được thiêu kết hoàn toàn và dày đặc. Toàn bộ quá trình nung thường kéo dài từ 10-25 ngày, và dung tích lò càng lớn, mức độ sửa chữa càng cao thì chu kỳ nung tổng thể càng dài.

2.2 Duy trì áp suất lò hợp lý trong toàn bộ quá trình sấy

Lò nấu chảy hợp kim nhôm chủ yếu là lò lửa gas/dầu. Trong giai đoạn sấy, cần điều chỉnh đồng bộ van điều chỉnh khói để ổn định áp suất lò trong phạm vi áp suất dương vi mô từ 2-4mmH₂O (1mmH₂O ≈ 9.8Pa); Nếu áp suất lò quá thấp, không khí lạnh sẽ chảy ngược vào lò, gây ra hiện tượng làm nguội nhanh cục bộ và nứt vỡ lớp lót lò; Nếu áp suất lò quá cao, hơi nước trong lò không thể thoát ra ống khói một cách suôn sẻ, và hơi nước còn lại trong lò sẽ thấm vào lớp chịu lửa, kéo dài chu kỳ sấy. Trong quá trình gia nhiệt, điều chỉnh linh hoạt độ mở của van điều chỉnh khói theo trạng thái ngọn lửa bên trong lò. Trạng thái tối ưu là khi có một lượng khói nhỏ ở đáy cửa lò và ngọn lửa dịu nhẹ không phun ra. Khi ngọn lửa phun trào mạnh, mở van điều chỉnh khói vừa phải để tăng cường khả năng thoát khói.

2.3 Hồ sơ kiểm tra toàn bộ quá trình sấy lò

Trong thời gian nung, phân công người trực 24/24 giờ, ghi lại thường xuyên nhiệt độ lò, áp suất lò và trạng thái ngọn lửa, đồng thời tập trung quan sát xem có vết nứt, vết phồng hay khói bất thường trên đỉnh lò, thành lò và đáy lò hay không; Một khi lớp chịu lửa bị nứt và phát ra hơi nước, ngay lập tức ngừng gia nhiệt và giữ ở nhiệt độ không đổi trong thời gian dài. Chờ cho đến khi hơi ẩm thoát ra hoàn toàn rồi mới tiếp tục gia nhiệt để tránh làm vết nứt lan rộng thêm.

3. Tiêu chí đủ điều kiện cho sấy lò

Sau khi hoàn thành quá trình giữ nhiệt liên tục ở giai đoạn nhiệt độ cao không đổi của lò, thành lò khô và không có hiện tượng ngưng tụ hơi ẩm, lớp lót lò không có vết nứt hoặc vết phồng nhìn thấy được, và không còn hơi nước thoát ra liên tục từ cửa thoát khói. Màu sắc tổng thể của lớp lót lò cho thấy sự thiêu kết đồng nhất, điều này có nghĩa là quy trình sấy lò đủ điều kiện trước khi tiến hành quy trình làm sạch lò. Nếu có vết nứt lớn hoặc vết phồng cát magnesia trên lớp lót lò sau khi nung, cần phải sửa chữa cục bộ và nung lại lò. Nghiêm cấm tiến hành các giai đoạn rửa và nấu chảy nhôm khi có khuyết tật.