提高感应电炉炉体的使用寿命措施 | 技术前沿

影响电炉炉体使用寿命的因素主要有炉衬耐火材料、烘炉工艺和使用工艺等，下面分别加以介绍。

1、炉衬耐火材料

炉衬耐火材料的性能好坏从根本上影响炉子的使用性能，制约炉子的使用寿命，优良的耐火材料应具备以下特点：

（1）筑炉耐火材料要有高的耐火度，能抵抗高温热负荷作用而不软化熔融，同时还要具有高的体积稳定性，在高温下体积不收缩或仅有均匀膨胀。

图注：感应电炉用镁质干式捣打料

（2）耐火材料中的杂质在高温下形成低熔物，降低其耐火度及使用性能。因此炉衬原料应保证石英含量，严格控制杂质成分。炉衬砂成分控制如下：ω（SiO2）≥98.0%；ω（Al2O3）≤0.5%；ω（Fe2O3）≤0.5%；ω（TiO2）≤0.05%；ω（H2O）≤0.5%。

（3）耐火材料应具有合理的粒度配比，这样可以在筑炉的过程中容易形成致密的结构，在使用过程中不易出现缺陷。下面是一组较合理的比例：3.35mm～5mm、0.85mm～1.70mm、0.1mm～0.85mm、0.1mm以下的比例分别为17%、33%、20%、30%。

2、烘炉工艺

烘炉是为了获得烧结层，烧结层的好坏直接影响到了炉子的使用寿命，烘炉是炉子投入使用前一个重要的环节。

图注：感应电炉作业现场

在炉腔筑好后，应立即着手进行烘炉操作。烘炉前要做好各种准备工作：检查电气设备、冷却水系统等相关烘炉系统是否正常；在烘炉时要严格按烘炉工艺进行，烘炉工艺是烘炉过程中的关键因素，其具体要点包括：

（1）控制好升温速率，特别是在烘炉早期必须避免过高的升温速率，否则炉衬中的水分排出过快容易形成裂纹，大大缩短炉子的使用寿命。

（2）根据石英的晶型转变相图，当炉衬被加热到573℃时会发生石英的α-β转变，同时伴随一定的体积膨胀，升温过快易引起裂纹甚至剥落，因此在400℃~600℃之间加热速度应减慢；在870℃时发生石英到鳞石英的转变并伴随体积变化，故在此温度点以上应有1h～2h的保温时间使其能缓慢且完全的相变。

（3）烘炉最后阶段为烧结及保温，烧结温度根据具体情况而定。通常情况下厚度为炉衬厚30%的烧结层是良好的选择，因此，一般烧结温度高于出铁温度50～100℃。

3、使用工艺

炉子使用过程的各种工艺操作对炉子的使用寿命也相当重要，各种不当的操作均可能会降低炉子的使用寿命。因此在使用过程中应注意以下几点：

（1）新炉的烧结层较薄，因此新炉的使用工艺较为重要。新炉出水的第1炉应出50%即加料熔化，这样可避免全部出水后炉衬骤冷而出现裂纹等缺陷；新炉应尽可能地进行连续熔炼，避免间断熔炼忽冷忽热而造成热震损伤，一般应连续熔化1个星期。

（2）熔炼过程中应尽量避免高温熔炼。在高温状态下，炉衬将与铁液进行反应，如下式：SiO2+2C→Si+2CO，温度越高、C越高时炉衬的蚀损将加剧，尤其在新炉时更为明显，因此熔炼时在保证出水温度下尽量避免高温。

（3）避免炉衬过热。中频炉升温速度较快，疏忽大意可能使炉料出现“架桥”现象而使炉衬出现局部高温，甚至超过炉衬的耐火度，有可能使炉衬熔融而蚀损。

（4）在使用过程中，由于故障等原因需要长时间停炉时，应将炉内的铁液倒空，避免铁水冷凝时对炉衬的拉裂而使炉衬损坏。

（5）使用过程中尤其新炉时尽量使用干净的炉料。

（6）在停炉冷却时，为避免炉衬冷却速率过快，应进行空炉冷却，同时为避免炉衬在冷却过程中炉体上下部温差过大而产生应力集中，应加盖炉盖，使炉衬上下均匀冷却，从而保证炉子的使用寿命。

（7）由于冷炉不可避免出现垂直裂纹，因此在冷炉启动时，应先低温烘炉，再进行熔化，以使裂纹能先弥合，避免铁水熔化时渗入裂纹使裂纹进一步扩展。

（8）炉子使用过程中要注意观察炉况，观察好炉况就是对炉子的一种保护，每3日测量炉底，每日每炉均要观察炉墙，从而保障了炉衬的安全。

（9）对电炉设备进行维护和保养，如经常进行吹扫线圈，清扫线圈上的杂物防止线圈击穿，从而避免由于设备故障而导致的拆炉，有效提高炉子使用寿命。

END