TLA-OHF（20Mn23ALSiMoTi）
無磁鋼在硅鐵爐上的應用
礦熱爐是高能耗冶煉設備。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)生電弧的同時也產(chǎn)生強大交變磁場，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)的導電系統(tǒng)的鐵磁零部件產(chǎn)生強大的渦流效應，而導致巨大電能損耗，因此國內(nèi)礦熱爐幾乎全部采用低導磁率的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)理想的構件材料應是無任何導磁特性的金屬材料，如銅材、高強度鋁合金等非導磁材料，銅材制作三角區(qū)設備很好，但是，一是制造難度大，焊接困難，二是強度不好，三是造價高昂，國內(nèi)極少有采用；鋁合金無導磁性，但其它機械，溫度等特性無法滿足要求：321奧氏體不銹鋼是弱導磁鋼板，在強大的交變磁場下弱導磁特性仍然會產(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，是一個當初沒有更好選擇的折中的設計，因此國內(nèi)急需開發(fā)一種無導磁特性的，機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%左右的電能會由強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)部件也會產(chǎn)生5~10%的損耗，用專業(yè)磁場強度測試儀可測出電爐三角區(qū)及周邊每個點的磁場強度，再根據(jù)處于交變磁場點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。礦熱爐的強大電流超強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磁材料，但在大型電爐的超強磁場下也會產(chǎn)生很大的電能損耗。
TLA-OHF無磁鋼（20Mn23ALSiMoTi）使用情況如下：
1、 導磁實驗：TLA-OHF無磁鋼用釹鐵硼強磁試驗無導磁現(xiàn)象（不粘不吸），用400*400mm*8mm鋼板置于煙罩爐蓋三角區(qū)（強磁場區(qū)）基本不發(fā)熱，321鋼板發(fā)熱嚴重，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、爐蓋上的風管、短網(wǎng)跳相后的金屬夾具等全部采用TLA-OHF無磁鋼將會有更好的節(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（上保護屏）后，電爐最大的變化是電爐做功明顯改善，電爐啟動快，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，必須嚴格按照，焊接規(guī)范標準執(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，并應控制層間溫度不高于150°C，用銅墊板或水散熱，采取強制冷卻手段。以減少在敏化溫度的停留時間，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，增強了同國內(nèi)企業(yè)同行的競爭力。
2020年1月
