炉衬寿命

铸造行业是典型的高耗能、高污染企业，节能减排任务十分艰巨，炉衬的使用寿命长短对能否保证电炉的正常生产有很大影响，全通窑业通过生产实践中认识到，依据电炉打结材料的特性掌握好选料、配料、打结、烘烤烧结工艺，以及在使用电炉冶炼过程中对炉衬做好日常维护保养，对提高其使用寿命至关重要。

感应电炉炉衬的工况条件是十分恶劣的。在使用过程中是在一系列复杂的物理、化学变化交织的条件下进行工作，要承受熔炼过程1550~1580℃的高温作用，加料时生铁、废钢、合金料对炉衬的剧烈冲击与碰撞，熔炼时电磁搅拌引起的金属液对炉衬的强烈冲刷作用，炉渣对炉衬的化学侵蚀作用，间断作业使炉衬温度产生激冷激热变化等，从而使炉衬出现裂纹、局部浸蚀、剥落等，引起金属液穿透而导致炉衬失效。由此可见，炉衬耐火材料应具备如下性能： （1）足够高的耐火度。 感应电炉炉衬工作温度一般低于熔融金属的温度。但考虑到对炉衬寿命的要求，还得考虑熔池和熔沟部分偶然的或经常的超温，铸铁的流动性好，在铸铁感应电炉中使用耐火度和软化温度低的材料往往是不安全的，作为生产铸铁产品电炉的耐火材料，其耐火度应达到1650~1700℃，软化温度应高于1700℃。 （2）热膨胀系数小，随温度的变化，体积要比较稳定，没有剧烈的膨胀和收缩。 （3）化学稳定性好，材料的化学稳定性和炉衬的寿命有密切的关系，炉衬材料应具有在低温时不得水解分化，在高温时应不易分解和还原，在熔炼过程中应不易与炉渣形成低熔点的物质。不易与金属溶液及溶剂、溶渣产生化学反应。 （4）具有较高的力学性能。在炉内温度低时能经受住炉料的撞击，在金属处于高温熔融状态时应能承受金属液的静压力和强烈的电磁搅拌作用，在金属液的长期冲刷作用下耐磨和耐腐蚀。 （5）绝缘性能好。炉衬在高温状态下不得导电，否则会出现漏电和短路，造成安全和设备事故。 （6）材料的施工性能好，修补、烧结性能好，筑炉及维修方便。 （7）无氧化铁及低熔点矿物等有害杂质。 硅砂属于酸性炉衬材料，其价格低廉，来源广泛，在600~800℃就基本完成其膨胀变化，在此温度以上体积变化微小，热稳定性和抗铁液渗漏性能好，能适应间断作业。此外，硅砂的负荷软化温度接近于其耐火度，高温机械强度较高。炉衬打结用硅砂的主要技术条件：硅砂的主要成分是氧化硅，其含量越高，炉衬的耐火度越高，因此是目前普遍采用的酸性炉衬打结材料。

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铜合金的熔炼炉炉衬主要角石英砂炉模衬 ，它有较好的膨胀性能，价格也较便宜。用小型中频感应炉熔炼铝合金、锌合金和铜合金时 ，主要用石墨坩埚作内衬，外衬用石英砂湿料捣筑 。在熔炼时，熔融合金经常在石墨坩埚口处渗人炉外衬。石英砂外衬未烧结 ，起不到保 护作用，熔体立刻向外渗，感应器引起短路，炉子寿命很低，熔炼一般铜合金不超过4O炉 ， 尤其熔炼白铜时 ， 多数炉龄不超过lO炉 ，既影响正常生产，又增加了熔炼台金的成本，效益很差，且时有事故发生。 为解决这问题 ，特进行研究 ，所获炉衬寿命已超过200炉，有的超过了500炉，大幅度降低了筑炉成本 ，提高了劳动生产率和炉子的使用率 。

1、石英砂宜选用普通石英砂。 成分过纯的石英砂作炉衬材料反而不利 ， 困杂质氧化铁在烧结过程中是很好的矿化剂，它可加速石英晶型向鳞石英转变：F e O + S i O，~ F e S i O ， 这种晶型可提高炉衬使用寿命 。

2 、石英砂配比采用粗、细粒级少，中间粒级多。其优点是石英砂粒度匀而细， 烧结的炉衬气L率极小，致密度高 、膨胀系数小 、 体积稳定、高温强度高．抗裂抗蚀抗机械冲击好，炉龄长 。

3、助熔剂加入量增加，炉衬耐火度随之降低。因此选择2％ ～3％ 重量比的硼酸较合理 。

4、筑炉前，炉衬材料烤去水份，有效地防止了烤炉时因水份过多，水的挥发膨胀引起炉衬开裂甚至不烧结的弊端 。

5、筑炉前坩埚拷去水份及外层胶油 ，这样可防止外层石英砂衬与坩埚分层，石墨坩埚口上加工小槽 ，可有效 阻止舍金 液从此处渗出 。

6、筑炉时，炉衬料要筑紧，并防止分层，炉口料是水玻璃湿料原炉口料是用水玻璃的水溶液拌料， 烤出 的 炉 口膨 松 强 度极差，现改用水 玻璃 湿料不加水 ，烤出来的炉口坚硬；水玻璃用量要控制好，不宜加得过多。

7、炉衬对比示于图。 原筑炉炉衬烧结后 如图a所示，炉衬石英砂未烧结呈松散状，起不到保护作用；熔体一旦穿破石墨坩埚便立刻通过石英砂炉衬渗人感应线圈中，造成短路，炉子报废，必须拆炉后重新筑炉。新法筑炉炉衬烧结后如图b所示 ，炉衬石英砂已烧结成一 整体，似一坚硬坩埚紧套在石墨坩埚外，无裂纹， 熔体很难突破该层石英砂炉衬， 故大大地提高了炉龄。