感应电炉成型炉衬
铸造工业的感应加热第五讲 感应熔炼电炉设计和感应器参数计算(下)
应达（中国）供图铸造工业的感应加热6.1 炉衬的结构（1）炉衬炉衬从被熔金属到感应器线圈分为两层：耐火层和绝缘层。
但目前国内多数厂家在耐火层和绝缘层之间还有用石棉布充当“隔热层”。
耐火层由耐火材料打结经烘烤、烧结形成。
耐火材料过去定义为耐火度不低于1580℃的一类无机非金属材料，但后来人们发现仅凭耐火度并不能全面描述耐火材料的特性。
当前定义：凡物理与化学性质允许其在高温环境下使用的非金属材料（并不排除含有一定比例的金属）称为耐火材料。
耐火材料的定义在行业中并不统一。
例如，美国标准：根据其化学与物理性质可以用它来制作暴露于温度高于538℃环境中的结构与器件的非金属材料；日本标准：能在1500℃以上温度下使用的定形耐火材料以及使用温度为800℃以上的不定形耐火材料、耐火泥浆与耐火隔热砖。
“隔热层”处于耐火层与绝缘层之间，采用比打结料的热导率更低、蓄热量更少的材料，出发点是为了减薄炉衬，减少打结料的消耗，弥补耐火层耐火材料阻热能力不足，便于筑炉时固定漏炉报警用不锈钢丝网制成的“第二电极”，便于用炉衬顶出机构拆解炉衬。
目前，国内多数铸造厂筑炉仍在使用石棉布（这种由石棉纤维纺织而成的布，石棉含量大于96%，一般厚度1～3m m）。
由于石棉在加工过程中的粉尘能引起肺、胸膜间皮瘤等疾病，国际癌症研究中心（IARC）早已将其定为致癌物。
我国已禁止使用闪石类石棉，国内全面禁用石棉类制品只是时间问题。
由于石棉布韧性较差，筑炉时很容易破损。
更重要的是，耐火层与绝缘层之间有了隔热层后，由于隔热层的热导率低，使烧结后的耐火层（从液态炉料由内到外分为烧结层、半烧结层、未烧结层）的温度梯度发生改变，会引起与绝缘层及感应器线圈相邻的未烧结层厚度减小。
液态炉料温度越低，对温度梯度的影响越大。
未烧结层厚度减少，会使炉衬耐火层寿命缩短，给炉子使用带来安全隐患。
实际上，除非某些高温合金需要采用低热导率的隔热层外，只要炉衬的耐火层厚度按规范设计，无论是酸性、碱性还是中性耐火材料，其热导率足以隔热，即使是高温合金，主要起隔热作用的也还是耐火层，“隔热层”也只起一个辅助作用。
提高中频感应电炉炉衬寿命的解决方案
（ ５ ）无需补炉 ，维护简单 （ 仅以塑性料 勾抹 涂缝 ，即抹即熔无需等候 ）。 （ ６ ）炉龄更长 ，出液量 大 （ 炼钢 １ ０ ０ 炉次 以
上 ，炼 铜２ ０ ０ 炉次以上）。
（ ７ ）安全性高 ，避免 穿炉 （ 采用双 层炉衬复
合 结构
３ ０ Ｖ ２ ０
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箩 期 热 孕簧 压 铸 造 ’ 参 霭 工 热 … 加 … 工 一
Ｉ ｌ ｃ ！
若按平均送 电６ ０ ｋ Ｗ烘炉 ｌ Ｏ ｈ 计算可省电６ ０ ０ ｋ Ｗ・ ｈ ， 以０ ． ８ ／ ｋ Ｗ・ ｈ 元计算 ，合人民币４ ８ ０ 元。 （ ３ ）熔钢 量大 手工 捣制的炉衬熔钢 一般在 ２ ３ ０ ｋ ｇ 左右 （ 使用后期 ，容量 稍大 ）。而采用成型 炉 衬后第 一炉熔 钢就在 ２ ８ ０ ｋ ｇ 以 上 ，每 炉多化 钢 ５ ０ ｋ ｇ 。一般熔炼 ｌ ｔ 钢需耗电８ ０ ０ ｋ Ｗ・ ｈ 。若 １ ０ ０ 炉 多 熔炼５ ｔ 钢 ，折算节省的 电为４ ０ ０ ０ ｋ Ｗ・ ｈ ，节省人 民
几种典型的成型炉衬及相应 的中频 电炉感应线 圈尺寸情况见表 １ 。
表１ 成型炉衬型号及对应的感应线圈尺寸
型号／ ｋ ｇ １ ０ ０ １ ５ ０ ２ ５ ０ ５ ０ ０ ７ ５ ０ ｌ Ｏ ０ ０ １ ５ ０ ０ ２ Ｏ ０ ０ ３ ０ ｏ ０ ５ ｏ ｏ ０
币３ ２ ０ ０ 元。
炼钢量和降低用电功率三项就节省电费１ ８ ０ ０ ０ 元。 综上所述 ，使用成型炉衬仅节省的 电费就大于 购买成 型炉衬 的费用 。减 少 了筑 炉次数也 就减少 了原料 、人工 的投入 。使用次数越 多 ，效 果越 明 显。因此 ，成型炉衬是一种高效节电产 品。
复合炉衬在感应电炉熔炼铝铁合金中的应用
ＮＩ Ｕ Ｊ ｉ ａ ｎ － ｄ ｏ ｎ ｇ， ＹＩ Ｎ Ｅｎ － ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ， ＹＩ Ｈｏ ｎ ｇ — ｔ ａ ｎ （ Ｘ ｉ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｂ ａ ｙ ｉ Ｉ ｒ ｏ ｎ＆Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｊ ｉ ａ ｙ ｕ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ ａ ｎ ｄ Ｔ ｒ ａ ｄ ｅ Ｃ ｏ ｒ ｐ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
１ 前 言
工厂 采用 感应 电炉进 行金 属熔 炼 时 ，一般 是 以 煅烧 后 的 高铝料 为主料 、以 水 玻 璃 或 者 业 硼 酸 为 粘 结 剂 的 中性 炉 衬 。 采用半 干法 打 结 ， 然 后 经 专 门烘 炉 工艺烧 结 。 在熔 炼 碳钢 等材 料 时 ， 烧 结 温 度最高 在 １ ６ ０ ０±１ ０ｃ Ｃ， 形 成 ２ Ｏ ～ ３ ５ ｍｍ 烧 结
２ ０ １ ３ 年第 ２ 期
新 疆 钢 铁
总ｌ ２ ６ 期
复合炉衬在感应电炉熔炼铝铁合金中的应用
牛健 东， 尹恩生 ， 易洪涛
（ 新 疆 八 钢 佳 域 ｌ 贸总 公 司 ）
摘
要： 针对工厂采用 以锻烧高铝料 为骨料 的中性炉衬做感应 电炉炉衬熔炼钒铁合金时 ， 炉衬寿命 短 ． ．通过
中图分类号 ： Ｔ Ｆ ０ ６ ５ ． １ 文献标 识码 ： Ｂ 文章编号 ：１ ６ ７ ２ －４ ２ ２ ４ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ ２ —０ ０ ２ （ 卜一 ０ ４
Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｃｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ Ｌｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ Ｍ Ｆ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｆｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅ Ｍｅ ｌ ｔ ｉ ｎ ｇ
中频炉炉衬及其使用维护
中频炉炉衬及其使用维护一、中频感应炉炉衬结构及其作用是什么？在中频感应电炉中，位于感应圈被加热熔化的金属之间的填充物称为炉衬（或称为坩埚），他一般由耐火层、隔热层和绝缘层组成。
耐火层采用各种耐火材料（酸性、碱性或中性）打结而成，然后高温烧结并投入使用；隔热层位于耐火层和感应圈之间，其作用是隔热，所用材料为石棉板、石棉布、硅藻土砖、硅石、膨胀珍珠岩、高硅氧玻璃棉等；绝缘层是用耐高温绝缘材料（无碱或少碱玻璃布、天然云母带等），用于防止感应圈漏电。
感应熔炼炉的坩埚式感应炉的重要组成部分，也是关键部件，它除了用于盛装金属液并进行冶炼的作用外，还起着绝热、绝缘和传递能量的作用。
坩埚的材质除满足要求并确保寿命外，还必须具有一定的电子特性。
二、坩埚的分类：感应炉用的坩埚按其耐火材料的化学性质可分为酸性坩埚、碱性坩埚、中性坩埚。
①、碱性坩埚式用碱性耐火材料制作而成的坩埚，常用镁砂（主要成分时一氧化镁）或镁铝尖晶石打结而成。
当使用镁铝尖晶石材料时，通过加入硼酸降低尖晶石形成温度，促进尖晶石形成，因而改善烧结质量，提高坩埚的耐压强度。
②、酸性坩埚式用酸性耐火材料制作的坩埚，它主要是由硅石或以石英砂为主要的天然矿石组成。
使用石英砂制作的坩埚，二氧化硅含量要求大于98%，石英砂中有害杂质含量越低越好，使用石英砂做炉衬，价格便宜，在不少小型感应炉中普遍使用。
③、中性坩埚常用高铝质的硅酸铝质耐火材料，三氧化二铝含量应大于46％；刚玉质耐火材料的三氧化二铝含量大于９５％，它具有较高的化学稳定性，高温时体积稳定，荷软点很高，抗渣性好，其使用温度可达１８００℃；用石墨制作的坩埚也属于中性坩埚。
（这里简述一下，什么是镁铝尖晶石，它是一种人工合成的耐火材料，理论成分为含三氧化二铝７１．５％，一氧化镁含量２８．５％，熔点２１３５℃，耐火度约为１９００℃，具有良好的抗热震性。
）感应炉坩埚的工作条件十分恶劣，而且炉衬壁较薄，内侧直接受高温金属热冲击与渣液的侵蚀，在电磁场作用下所形成的搅拌力使坩埚受到金属较强的冲刷。
延长中频感应炉酸性炉衬寿命的措施
烘 炉 阶段 ：０ ６０℃保 温 的 目的是 排 除 炉 衬 中 的 水 分 ；７ ５ ７℃时硼 酐熔 化 ，与石 英 砂形 成玻 璃 相 ， 炉 衬 表 面釉 化 ， 成 Ｂ石 英砂 到 石英 砂 的第 一 晶度 完 转变 ， 体积 膨胀 约 ０８％。低 温烘 烤 时 ， 蒸 气 的逸 ．２ 水 出速度 不 能太快 ， 免沙 砾 中 出现早 期裂 纹 。 避
Ｋｅ ｗｏ ｄ： ｕ ｉ ｉ ｇ ｆ ｒ ａ ｅ ｍａｅｉ ｌ ，ｂ ｋ ｎ ｉｔ ｒ ｇ，ｍａｎ ｅ ａ ｃ ａ ｕ ｅ ，ｅ ｔｎ ｉ ｇｔ ｅ ｆ ｍａ ｅ ｌ ｅ ｙ ｒ ｂ ｌ ｎ — ｕ ｎ ｃ ｔ ｒ ｓ ａ ｉｇ ｓｎ ｅ ｉ ｄ ａ ｎ ｉ ｔｎ ｎ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｓ ｘｅ ｄ ｎ ｈ ｕ ｃ ｆ ｉ
云母 、 璃丝 布等 绝缘材 料相 比 ， 缘胶 泥具 有 导热 玻 绝 系数较 高 ，不 会影 响热 面炉衬 的三层 结构 ； ０ １ ０ｏ ８ Ｃ 以上 的耐 火 度对 线 圈 提供 一 层 屏 障保 护作 用 ： 进 可 行局部 修 补 ， 用 寿命长 ， 低 了筑炉 成本 。 使 降
・
６ ・
２ １年第 ２ ００ 期
蔺亚琳： 延长中频感应炉酸性炉衬寿 命的 措施
铸 造 设 备 与 工 艺
１ 目～ ０目 ３ ％，０目～ ０目 ３ ％，７ 目 ３ ％ ； ０ ２ ０ ２ ４ ０ ２０ ０ 硼
酸加入 量 １ ％～ ．％， ． １ ６ ８ 混合 必须 搅拌 均 匀 。
２ 打 结 工艺
中频无 芯感 应炉 作 为铸造 生 产 的关键 设备 。 其
附着 水 分 ≤０５ ． ％。硼 酸 在 ３ １ｏ时 脱 水 分 解 为硼 ０ Ｃ
酐 ， 反应 式为 ： 其
0.5吨中频电炉筑炉工艺
0.5吨中频电炉筑炉工艺0.5t中频感应炉筑炉及熔炼工艺规范前言必须提升感应器电炉的使用寿命，炉衬石英砂质量就是必要的关键条件，而筑城炉热田操作方式采用也就是提升电炉炉衬使用寿命的关键条件。
为提升感应器电炉使用寿命，降低消耗，确保正常生产，撰写0.5t中频感应炉筑城炉及选矿工艺规范，期望操作方式人员严苛按工艺规范展开操作方式。
编制日期标准化校对会签批准0.5t中频感应炉筑城炉及选矿工艺规范1范围本文件规定了0.5t中频感应炉筑城炉及选矿的工艺建议和操作过程，适用于于铸铁车间。
2筑城炉2.1筑炉前的准备2.1.1初次修炉：将炉口耐火砖拿起，用修包用的普通耐火泥将缝隙填平，压上铝盖板，松开螺栓。
挑三包线圈用耐火材料（线圈涂料），按10%～12%的比例提清水搭和烘烤光滑，用抹子涂至感应器线圈内表面，按炉口10～12毫米，炉底18～20毫米的厚度从上到下构成锥度，表面应当平坦不许存有凹凸。
等待涂料自然潮湿6小时以后，用电炉蒸煮12小时，并使水分不少于0.5%。
线圈涂料的研磨见到72.1.2一般大修：检查炉体耐火砖垫块是否完好，感应线圈耐火涂料是否松动剥落，如有损坏应修补。
为能使炉衬顺利顶出，在炉口上部感应线圈耐火涂料略薄些，约10～12毫米，下部厚些，约18～20毫米，使之有一定锥度。
2.1.3钢坩埚模尺寸应符合技术要求，使用前外表面的锈蚀应全部去除。
（钢坩埚模在库中放置时应当涂抹防锈油，采用时用棉丝盖住）φ4402.1.4施工现场打扫整洁，维持工作场地洁净，准备工作齐全筑城炉时采用的工具。
2.2铺炉2.2.1铺炉前清扫残留在炉体内的砂、灰等杂物。
2.2.2用一层石棉布铺设炉底,四周皱，900铺设必须平坦。
2.3筑城炉底2.3.1筑炉时要有专人组织、指挥，负责检查打结质量。
筑炉人员口袋中不装有任何东西，不允许筑炉人员在打结炉衬时吸烟因为所有杂物掉入可以影响炉衬质量。
φ3802.3.2炉衬石英砂（硼酐含量0.8%）拆袋后应当先放入整洁的容器内，辨认出纸屑等杂物及时清φ420除，然后用铁锹传至炉内。
有关感应电炉熔炼铸造用钢的几个问题
1பைடு நூலகம்
一、感应电炉在铸钢业界中的应用 从上世纪 30 年代开始，一些主要工业国家就都有用感应电炉炼钢的报道。早期，主要 用于熔模精密铸造，也生产少数小型铸钢件。 静态变频电源问世以后， 随着变频设备的不断改善， 感应电炉在各工业国家铸钢行业中 的应用进展很快：产品从一般的小型铸件逐步扩展到重要的中、大型铸件；熔炼的钢种也从 碳钢、低合金钢逐步扩展到高锰钢、工具钢、不锈钢、耐热钢以及各种高温合金。 在这种形势下，1986 年，美国铸造协会铸钢分会曾确立了一项关于发展感应电炉熔炼 ［ ］ 的课题 1 。工作的第一阶段是回顾并分析有关的文献资料；工作的第二阶段是拟订一项推 荐性的 “感应电炉炼钢作业规程” ， 并在承担这一课题的铸造厂进行有目标的实际作业试验， 从而对作业规程进行考核、 评估。 这项研究工作对感应电炉在铸钢行业中的应用是非常有益 的。 我国采用感应电炉炼钢起步较晚，可查阅到的文献资料也很少。有的书上提到： “我国 于 20 世纪 40 年代开始用感应电炉炼钢。 ”但是，迄今还未能查阅到具体的文献。 据我的一管之见，我国铸钢行业采用感应电炉熔炼大约起始于 50 年代后期。早期，基 本上都是用于熔模精密铸造，产量也很有限。70 年代末期实行改革开放政策以后，从 80 年 代起，铸造行业持续以惊人的速度发展，以感应电炉为熔炼设备、生产铸钢件的厂家日益增 多，工艺技术也不断有所改善。起初，只是用于生产质量要求一般的小型铸钢件，90 年代 以后，铸钢件产品的档次也逐步提高，现在已经可以生产各种优质的高合金钢铸件。 铸钢业界采用感应电炉作为熔炼设备，与用电弧炉熔炼相比，确有不少优点值得关注， 这也是其应用范围不断扩展的主要原因。但是，感应电炉熔炼也有不少必须正视的问题。铸 钢企业选用熔炼设备时，应该根据企业的具体条件、铸件产品的特点，从多方面作可行性分 析，不能简单地追逐潮流。 尽管奥钢联 Voest-Alpine 铸造厂已经用 38t 的炉子生产铸钢件，但是，考虑到耐火炉衬 和冶金质量方面的制约，我个人认为铸钢业界用的炉子还是 10t 以下的小型炉子为宜。在与 炉外精炼设备配合使用的条件下，才可以采用更大的炉型。 确定选用感应电炉后，还要按照产品的质量要求，选定炉衬制备方案、制订熔炼作业的 规程。 但是， 我国铸钢业界在感应电炉熔炼方面的经验毕竟还是不多， 据我所知， 到目前为止， 未能掌握感应电炉熔炼要点的铸钢厂家仍然不少， 有的是炉衬材料选用不当， 有的是熔炼作 业不符合冶金要求。其中，不少企业不规范的程度已经越过了保证质量的底线，这种情况当 然会影响产品的质量和档次。特别要提出的是：在我国铸钢业界，感应电炉炼钢不加炉盖可 说是已成为常态，而这种作业方式是不能容忍的。首先是，由于辐射损失的热量多，导致炼 钢的能耗增加 10％以上。再就是，增强了钢液与大气的接触，对冶金质量的负面影响很大， 如：钢液氧化的程度增强；钢液自大气吸收的气体增多；合金元素的烧损增多、收得率不稳 定；钢中非金属夹杂物含量增多等等。 为了切实帮助企业掌握感应电炉炼钢的特点， 切实做到在节能、 降耗的基础上提高产品 的质量和档次， 在采用感应电炉熔炼日益增多的今天， 我觉得协会的铸钢分会有必要参照美 国协会铸钢分会的作法，建立一个课题组，编制推荐性的《感应电炉熔炼铸钢的工艺要点》 。 二、感应电炉炼钢的长处和短处 近 30 年来，感应电炉在铸钢业界的应用发展很快，当然是由于其具有不少长处，但是， 另一方面，它也有很多短处。选用其作为熔炼设备，一定要进行全面的分析、研究，力求扬 其所长、避其所短，切不可凑热闹、赶潮流。设备选定以后，就应该对其特性有比较全面的 了解，力求在节能、减排的基础上不断提高铸件产品的质量。 以下，就感应电炉熔炼铸钢的长处和短处作简单的分析，供参考。
如何提高感应电炉炉衬的使用寿命
ｏ ＦＭ － Ｉ 晴中国铸造装备 与技术 ４ ２ １ ／ ０ １
砌 筑 成坩 埚 ） 目前 国 内大 型 电炉 以炉 内砌 筑 式炉衬 为 。
干燥 ； 工频感应电炉 ， 在感应线圈 内壁还必须衬垫玻璃 丝 布 、 板 、 棉板 等组 成 的绝缘 保 温层 以及报警 电 云母 石 极网等， 必须保证绝缘层材料干燥 ， 通常要求铺设时背 衬 材 料 搭接 ７ ｒ 确 认 搭 接 之 间平 整 ， 且 比未砌 筑 ５ ｍ， ａ 而
炉 衬 时 炉顶 高 出 ｌＯ Ｏｍｍ， 后用 涨 圈牢 固地 固定 在 感 然 应 线 圈 内壁 ， 炉底 也应 铺设 ２３层 石棉板 保 温层 。 、 （ ） 有 位 于 ＿作 区域 的筑 炉 工 作 人 员 应该 穿 丁 ２所 ［ ＝ 作 服戴 工作 帽 ，并且 要求 将 口袋 中的易掉 杂 物取 出来 放 在工 作 区域之 外 ， 对不允 许 在筑 炉 区内吸 烟。 绝 （ ） 确保 筑炉 区域 内 、 ３要 电炉顶 部 （ 括 电炉 内部 ） 包 所 有灰 尘 、 耐火 材料颗 粒 、 留渣 滓 以及飞 溅金 属 残 留 残 物 等 ，这些 在筑 炉过 程 中可 能掉 落到 炉衬 材 料 中的 杂
中 图分 类 号 ： Ｇ ３ ３ 文 献标 识码 ： ； Ｔ ２ ２． ； Ｂ 文章编 号 ： ０ — ６ ８ ２ １ ０ — ｌ ６ ９ （ ０ ）４ ３ ０ ５ ｌ
近十多年以来 ， 由于 电力供应状况 日 趋改善 ， 国内
铸 造 企业 越 来越 多地 采 用感 应 电炉进 行 金 属 熔化 、 保
物完 全彻底 清 除 。
主， 中小型电炉仍然以炉内捣制整体式成型炉衬为主。
但 是 ，近年快 速发 展 的炉外 预制 成 型炉衬 大有 取代 炉
中频感应电炉在铸铁生产中的研究与应用
DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.15.085中频感应电炉在铸铁生产中的研究与应用①朱文振(山东能源枣矿集团柴里煤矿 山东枣庄 277519)摘 要：本文主要介绍了中频感应电炉在铸铁生产中的应用，通过中频感应电炉的发展状况、主要特点及其生产实践来展现中频感应电炉在铸铁生产中有哪些优势和作用。
中频感应电炉的原理是利用感应加热技术，具有加热快、效率高等突出优点，成为中小型铸造企业快速熔炼的主要设备。
随着国家对环保的严格要求，中频感应电炉取代其他高耗能、高污染的熔炼炉已成为趋势。
关键词：中频感应电炉 铸铁 主要设备中图分类号：TG232.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)05(c)-0085-02①作者简介：朱文振（1989，5—），男，山东滕州人，本科，助理工程师，研究方向：机械设计制造及其自动化。
1 绪论1.1 中频感应电炉简介中频感应电炉是铸造行业作为金属熔炼的生产设备，它是利用电磁感应原理将电能转变为热能，主要由电源、感应圈以及感应圈内用耐火材料筑成的坩埚组成。
随着国家对环保要求的进一步加大，中频感应电炉的取代其他高耗能、高污染的熔炼炉已经成为趋势。
1.2 中频感应电炉的特点(1)中频感应电炉熔炼工艺没有波动，生产出来的铸件有比较高的机械强度。
(2)可利用廉价的原材料。
在中频电炉熔炼的过程中，铁水中会存在一定的电磁搅拌作用，这些废料会快速熔化，而且氧化烧损非常小，能大量使用各种廉价废料，从而可以大幅度降低炉料的成本。
(3)减少环境污染。
中频感应电炉在生产过程中，所排出的粉尘很少，设备产生的噪音也大大低于传统的冲天炉。
2 中频感应电炉的生产实践2.1 感应电炉在生产实践中的概况(1)感应电炉在生产实践中的概况。
目前，国外先进厂商制造的中频感应电炉，其通常配置的功率密度为600～800kW/t，其中高达1000kW/t小容量感应电炉也被制造出来。
无芯感应电炉炉衬使用寿命的影响因素及其控制措施
传统 结 构 的炉 内捣 制 炉衬 的制作 包 括 准备 工 作
（ ） 衬 使 用寿命 长 ， ５炉 炉龄 为 炉 内捣 筑整 体 式 炉
衬的 １ ． 以上 。 ５倍 ３ 无芯 感 应 电 炉 炉衬 的主 要 失效 形 式 和 寿 命 评 估
方 法
和捣 筑工艺 ２部分 ：
（） １ 准备 工作 将 筑炉 材料 进行 充 分 磁选 ， 除去 含铁 氧 化 物 ， 备
金属 液 的静 压 力 ， 炉衬 内外 温差 应力 ， 加料 时 炉料 对
首 先 紧靠 感应 圈放 云母 片 和（ 石棉 布 ， 炉 体 或） 在 底 部 根据 大 小 剪 石 棉 布放 平 ， 后 按 炉 底 、 壁 、 然 炉 炉 口三个 部位顺 序进 行 捣筑 。 （ ）炉 底 的捣 筑 。 炉底 承 受 全部 金 属 液 的静 压 ａ
而 使 炉衬 因裂纹 、 部 侵蚀 、 部 剥 落等 因素 引起金 局 局
属液 穿 透 而导致 炉 衬失 效 。 炉 衬 的主要 失 效形 式可 概括 为 以下几 种［ ： （） １ 热应 力 开裂
环节 ， 要求 有 较 高 的打 结质 量 。 因此 ， 先炉 底 要 捣 首 实并 保 证 一定 的厚 度 。５ ０ ｇ中频 炉 的炉 底 厚 度 在 ０ｋ
松 散 层
石 棉 板 绝 缘 胶 泥
加 热 ， 捣 筑 质量 不好 ， 若 会在 浇 注 时产 生 落砂 。为得
到 结实 的炉 口 ，砂 料 中必须 增 加 细料 的 比例 或 增加
≈ ｉ 蛙ｔ
！
ｌ
ｏ ， 、
ｏ
！
适 当粘 土 、 玻 璃等 ， 用木 锤 打实 。 水 并
素 均 易导 致 炉衬 发 生热 应力 开 裂 。筑 炉 时 炉衬 料 的
中频感应电炉熔炼的工艺规程
中频感应电炉熔炼的工艺规程范围本规程规定了中频感应电炉的修炉、烘炉及熔炼铸铁的工艺规程. 本规程适用于中频感应电炉. 引用标准下列标准包还的条文,通过在标准中引用而构成为本标准的条文,在标准出版时,所示版本均为有效.所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨,使用下列标准最新版本的可能性. A TL/JB001-010/01-2008铸造用金属原材料; ATL/JB001-011/01-2008铸造用辅助原材料; 修炉3.1修炉准备 3.1.1修炉用原材料的规格按表1选用。
表1 修炉用原材料及规格名称规格用途玻璃丝布δ=0.1mm 铺炉底,炉衬石英砂SO2>99% 炉衬材料硼酸H3BO3>=99.5% 炉衬粘结剂水玻璃M=2.20-2.50 炉领粘结剂钢坩埚模δ=6mm-8mm 打制坩埚石棉布1000mm*1000*3mm 铺炉底,炉衬3.1.2炉衬的材料配比按表2执行. 表2 炉衬的材料配比名称规格加入量% 大修炉小修炉石英砂6/8 20 15 10/20 20 20 40/70 20 20 100/200 20 20 270 20 25 硼酸H3BO3>=99.5% 1.5-1.8最佳1.6 2.0 水玻璃M=2.2-2.5 适量适量水 2.0 3.1.3混制时依次加入石英砂，硼酸，加适量水,手工翻混10分—15分钟. 3.1.4混制炉领用材料时,采用手工方法混制，水玻璃加入量以手攒不沾手,打结不反浆,能紧实,经充分翻搅,保证均匀. 3.1.5混制时各种原材料定量应准确. 3.1.6对熔炉进行全面检查,水管不应堵塞或渗漏,联接部部件不应松动,不正常的部位应修复. 3.1.7整个线圈应进行通电冲击实验. 3.1.8修炉用的各种工具应准备齐全.3.2修炉 3.2.1打炉前先铺一层玻璃丝布,炉底和炉壁都要铺严，同样再铺一层石棉布，然后打炉。
3.2.2打炉时先打炉底,一次加足混好的沙子,厚度为240mm,用捣固机打10分钟，也可用手工舂实,两种方法均要保证舂实后的高度为200mm。
马敬仲 感应电炉熔炼特性及工艺要点 for 百铸网
感应电炉熔炼特性及工艺要点1 电炉熔炼与冲天炉熔炼的差异分析随着我国铸造工业的发展，尤其是高强度灰铸铁、高端球墨铸铁、蠕墨铸铁、特种铸铁生产技术的发展，采用电炉熔炼铸铁的趋势甚为迅速。
由于从冲天炉熔炼铸铁转变为电炉熔炼铸铁，两者在冶金与结晶特性方面有较大的差异，在铁液质量控制方面也需要采用相应不同的措施。
上世纪80年代，日本大量使用电炉熔炼的初期，在铸铁质量控制方面就曾出现不少问题，我国现在也遇到了同样的困扰。
1.1 电炉熔炼与冲天炉熔炼在冶金原理上的差异1）感应电炉与冲天炉熔炼最大的不同点是：感应电炉是炉料“熔化”，没有铁液与焦炭、炉气、炉渣之间的冶金反应，冲天炉是又“熔”又“炼”。
前者元素烧损少、成分易控制，后者有氧化与还原的冶金过程，成分波动大、不易控制。
2）冲天炉熔炼有增C、增S的过程，对铁液的形核有利，因而十分有利于灰铸铁的生产；而电炉熔炼如不加增C剂，则铁液形核能力不足，白口与收缩倾向大，对力学性能与加工性能皆有负面的影响。
因此电熔炼要采用废钢+增C的工艺。
3）因炉渣不能被感应加热，故炉渣温度低，且电炉有搅拌作用，炉渣不易上升，因此电炉熔炼对炉料净化要求要高于冲天炉。
1.2 电炉熔炼与冲天炉熔炼在结晶特性上的差异1）电炉熔炼与冲天炉熔炼相比，在结晶特性上有“三大”特征，即：过冷度大、白口深度大、收缩倾向大。
见图1-1、图1-2和图1-3。
2）电炉熔炼铁液的形核能力差。
电炉铁液中无增S、增C过程，S含量一般为0.02%～0.04%，与 Mn生成的MnS数量少，而MnS是铁液中重要的结晶核心。
3）电炉熔炼时间长。
从预热至过热约1h，而冲天炉熔炼则为40min。
电炉因熔炼时间长导致结晶核心减少，如操作不当（如高温保温时间长），则会更加剧晶核的减少。
4）根据电炉熔炼时铁液形核能力差的问题，特别要关注下列事项：（1）无论是熔炼灰铸铁还是球墨铸铁都要注意增C、增S。
（2）不要长时间高温保温，如需保温，应低温保温。
中频炉炉衬发红原因总结
中频炉炉衬发红原因总结在中频感应电炉中，位于感应圈被加热熔化的金属之间的填充物称为炉衬（或称为坩埚），他一般由耐火层、隔热层和绝缘层组成。
但是，在使用过程中常有朋友反应中频炉炉衬发红的现象，这是什么原因呢？一、中频炉炉衬太薄了，一般厂家会给配个坩埚模的，周围一圈你用炉料打结好就可以，厚度的话参照那个尺寸也就知道了。
二、中频炉炉衬在使用巾主要受机械损伤和金属液或渣的化学侵蚀：1.加料损伤：机械损伤主要来自加料操作。
在加大块料时要注意落下高度，以免砸坏炉衬；在加片状料时应防止划破炉衬。
2.热震损伤：热震损伤是指热应力刘炉衬的破坏，是由于使用不当造成的。
金属液出炉后如不继续使用，则炉温就会下降，在降温过程巾炉衬不仅有“热胀冷缩”，还伴有石英的品型逆转变，两者共同作用的结果使炉衬烧结层产生裂纹、釉面翘起、剥落等损伤，当重新启用时被损伤的烧结层可能全部损毁，致使炉衬寿命大幅下降。
因此，洛阳全通窑业建议应尽量避免间断操作。
如果企业产量低，采用昼开夜停生产，可在末次出炉留l／3金属液夜间低功率保温，第2天加料继续生产，这样运行要比头天停炉第2天重熔还要省电，更重要的是可大大延长炉衬寿命，取得更佳的综合经济效益。
3化学侵蚀：化学侵蚀主要有下述几个方面。
(1)铁液侵蚀。
炉衬主要受铁水中碳的侵蚀。
SiO2+2C—Si+2CO这种侵蚀熔炼灰铸铁、球铁时都有，熔炼球铁时更为严重。
(2)渣侵。
废钢铁中的CaO、SiO2、MnO等容易形成低熔点渣，尤其是CaO 危害最大。
因此要注意所用原料的清洁度，氧化严重的薄壁废料产生的渣量较多，应尽量不用或分批使用，每炉少加。
(3)难熔渣。
高熔点渣是由原料中的铝造成的，它与炉衬中的SiO2反应生成莫来石(3A12O3-2SiO2)，熔点为1850℃，所以要清除原料中的铝，以免形成高熔点渣。
(4)助剂。
在熔炼操作中若使用渣凝结剂或渣助熔剂会加剧对炉衬的侵蚀，因此要尽量避免使用。
(5)碳沉积。
用中频感应电炉熔炼铸铁的几个技术问题
用中频感应电炉熔炼铸铁的几个技术问题王成刚，马顺龙（一汽铸造有限公司技术ｔｈ■，吉林长春１３００６２）摘要：解答了铸造企业应用ｒｐ频感应电炉熔炼铸铁的几个技术问题，提供了有关熔炼工艺、技术特点、合成球铁熔炼方法及发展趋势等方血的参考信息．．关键词：铸铁；中频感应电炉；熔炼中图分类号：ＴＧ２３２．３文献标识码：Ｂ文章编号：１００３８３４５（２０１２）０４—００４３—０４ＤＯＩ：１０３９６９６ｉｓｓｎ１００３８３４５２０１２０４００６ＳｅｖｅｒａｌＴｅｃｈｎｉｃａｌＰｒｏｂｌｅｍｓｗｉｔｈＭｅｄｉｕｍＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｎｄｕｃｔｉｏｎＦｕｒｎａｃｅＭｅｌｔｉｎｇｏｆＣａｓｔＩｒｏｎＷＡＮＧＣｈｅｎｇ—ｇａｎｇ．ＭＡＳｈｕｎ—ｌｏｎｇ（ＴＰｃｈｎｏｌｎｇｙＣｅｎｔｅｒ，Ｆｏｕｎｄｒｙｒ：ｎ－１．ｔｄ，ＣｈｉｎａＦｉｒｓｔＡｎｔｆｍｍｈｉｌｅｃⅢ１ｐＣｏ１，ｔｄ，Ｃｈｎｎｇｃｈｌｍ１３００６２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳｅｖｅｒａｌｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｓｗｉｔｈｆｉｍｎｄｒｙｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓｕｓｉｎｇｍｅｄｉｕｍｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｎｄｕｃｔｉｏｎｆｕｍａｃｅｔｏｍｅｌｔｃａｓｔｉｒｏｎｓｗｆｌｓｅｘＤｌａｉ㈣ｄ…ｄｏｍｅｕｓｅｆｕｌｉｎｆｕｒｍａｌｉｏｎｃｏｎｃｅｒｎｉｎｇｔｈｅｍｅｌｔｉｎｇｐｒｏｆ＇ｅｓｓ，ｔｅｃｈｎｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｍｅｈｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｅｎｄｅｎｃｙｏｔｓｙｎｔｈｅｔｉｃｎｏｄｕｌａｒｉｍｎｗａ８ｇｉｖｅｎＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｓｔｉｒｏｎ；ｍｅｄｉｕｍｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｎｄｕｃｔｉｏｎｆｕｒｎａｃｅ；ｍｅｌｔｉｎｇ１感应电炉简介感应电炉按电流频率分为工频、中频和高频三类，其频率分别为５０ＨＺ、５０～１００００ＨＺ和１００００ＨＺ以上。
１．１应用范围１１１高频炉高频无芯炉容最一般在５０ｋｇ以下，适用于实验室和小规模生产中熔炼特种钢和特种合金。
GWX3-300-TX工频无心感应电炉维修技术标准
GWX3-300-TX工频无心感应电炉（机械）维修技术标准目次1范围 (1)2引用标准 (1)3定义 (1)4工艺流程图 (1)5技术性能 (3)6设备原理图 (3)7安装技术标准 (4)综合利用分公司炼锌厂GWX3-300-TX工频无心感应电炉维修技术标准1范围本标准适用于综合利用分公司炼锌厂GWX3-300-TX工频无心感应电炉的维护检修。
2引用标准下列文件所包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文，在标准所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准的最新版本的可能性。
《冶金工业炉窑砌筑标准》《GWX3-300-TX工频无心感应电炉炉体结构图》《机械设计手册》鞍钢实业集团有限公司综合利用分公司《质量手册》3定义本标准规定了GWX3-300-TX工频无心感应电炉各部位的维修技术标准值。
4GWX3-300-TX工频无心感应电炉：由炉体、炉盖及炉盖启闭机构、固定炉架、冷却水系统、水冷电缆、电气控制装置及液压系统组成。
4.1 炉体：炉体是无心（坩埚式）感应炉的主要工作部分，它由倾动炉架、磁轭和紧固装置、感应器、坩埚、冷却水分配器及反馈电连接铜排等部分组成。
4.1.1盛装炉料的坩埚是由耐火材料捣制或预制而成，坩埚外侧围绕由一层或若干层石棉板做成的保温层或保温填料，保温层外侧是由胶化涂料做成的耐热层。
作为加热炉料热源的感应器紧贴着胶化涂料，与坩埚紧密组合成一个整体，承受着高温锌液引起的压力和热应力。
4.2 炉架：包括固定架和倾动架，炉体安装在倾动架上。
两侧装有两个液压缸，借助液压缸的推力炉体可倾转95°，并装有极限限位开关限制倾转角度。
4.3炉盖机构：炉盖为焊接结构，内衬轻质硅酸铝纤维保温。
4.4液压系统：包括倾动油缸、油箱、油泵、电机、液压元件等。
4.5水电引入系统：进、出水管份为2″水煤气管，分7路分水管。
总进水管处装有电接点压力表，各出水管为1″水煤气管，均装有双金属电接点温度计，监视出水温度。
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表ｌ 手提式电动筑炉机的主要性能参数
４ 中频熔炼电炉的线圈涂料 感应线圈的涂料防护层，采用耐火高铝水泥掺和
２００５年以来，我公司为了适应市场需求，开发了 纯镍泵阀产品。镍的物理性质，决定了该产品的收缩 率比较大，约为１．５％～２．８％。因此在铸造过程中很 容易产生裂纹，尤其是泵体。
我公司采用真空凝壳炉进行冶炼，石墨造型。但 是，生产出来的泵体、后盖或多或少都存在着裂纹，尤 其是在拐角、内圆根部及流道外围，裂纹既多又严重。 开始，怀疑所购买的镍原材料不合格，经更换几家的原 材料进行对比、化验，证明原材料不存在问题。后来又 怀疑是真空自耗炉在冶炼镍锭及真空凝壳炉熔炼时真 空度不够、没有充分的除气，经多次熔炼跟踪记录分析 后，也被排除了。
收稿日期：２００８—１１—０１； 修订日期：２００８—１２—１５ 作者简介：张智勇（１９６４·），河北玉田人，工程师．主要从事钛、镍的铸
造工艺及不锈钢精密铸造工艺工作． Ｅｍａｉｌ：ｚｈｉｙｏｎｇｚｈａｎｇｙ＠１６３．ｃｏｒｎ
感应电炉成型炉衬
孟昌辉，李建国 （沈阳恒丰实业有限公司，辽宁沈阳１１０１４１）
铸件壁厚增大（》１０ ｒａｍ）后，镍液的充型能力提 高了，补缩效果明显得到改善，裂纹的产生得到控制， 铸件成品率也提高了。
经过铸造工艺不断的改善和提高，基本上解决了镍 铸件产生裂纹的现象，使铸件的质量得到较大的提高， 铸件成品率达９６％。但是，要彻底解决裂纹问题，必须 改善造型方法，如采用石墨粉捣实造型或芯子采用石墨 粉捣实等。所以，还有待在造型方法、造型材料、造型工 艺方面不断探索，最后形成成熟的铸造方法。
销售工作．
万方数据
（１）安装简便，省时省力（仅为炉内捣制炉衬时间 的２０％左右）。
（２）不需烘炉，节能省电（节约燃料费用支出，省 电１５％以上）。
（３）熔化快速，提高效率（有功功率增大，熔化时 间缩短１０％左右）。
（４）钢液纯净，减少夹杂（防止耐火材料进入熔液 造成夹杂，减少气孔）。
（５）维护简单，更换快捷（只需简单养护修补，有 如机械部件更换）。
（６）炉龄更长，出液量大（炼钢１００炉次以上，炼 铜２００炉次以上）。
（７）安全性高，避免穿炉（采Hale Waihona Puke 双层炉衬复合结 构，有效防止穿钢）。
（８）寿命稳定，便于排产（寿命一致性好，方便了 生产的计划安排）。
（９）减少排放，有利环保（安全衬料可重复使用， 减少了废料的排放）。
３中频熔炼电炉电动筑炉机 成型炉衬的安装要求采用干法施工，这样可以杜
１ 中频熔炼电炉成型炉衬 成型炉衬是指以各种不定形耐火材料，采用炉外
预制成型的工艺方法，应用于无芯感应电炉熔化各类 金属的耐火炉衬。成型炉衬的材料主要采用高纯刚玉
ＡｌｚＯ。及适量电熔镁ＭｇＯ和相应的结合剂组成，既有 优良的热稳定性，不易开裂，又具有优良的耐高温性， 不易侵蚀的特点。熔炼过程中因为形成了镁铝尖晶石 烧结层，而广泛地适应于熔炼黑色及有色金属。成型
万方数据
生产技术与经验交流
《铸造技术１０１／２００９
炉衬采用了炉体外机械成型的方法进行批量专业化生 产，具有体积密度大，颗粒分布均匀，成品一致性好的 优点。另外，由于经过了较高温度的焙烧，成型炉衬具 备了很高的表面强度，从而无需长时间的烘炉过程就 已有很好的抗电磁搅拌侵蚀能力。 ２ 中频熔炼电炉成型炉衬的优点
水溶性强力胶质粉料混合制成。防护层一次性涂抹完 成后，可长期使用。防护层具有优良的绝热绝缘性能， 可以保持炉膛内熔液与线圈之间较大的温度梯度差， 保持线圈垂直同心度和线圈匝间距，有效地防止线圈 产生形变，隔阻渗漏熔液烧损线圈。
收稿日期：２００８—０９—０８；
修订日期：２００８—１１－１８
作者简介：孟昌辉（１９６２一），山西文水人，高工．主要从事炉胆的生产和
此后我们把主要精力放在石墨型及铸型工艺上， 首先分析裂纹的产生是液态镍凝固收缩时受阻产生 的。根据这个结论我们从以下方面采取措施，基本解 决了镍铸件的裂纹问题。 １ 改善石墨铸型的退让性
石墨铸型的造型及加工方法也限制了其退让性不 可能有较大的改善。首先其外型不能够进行改善。其
次，芯子的改善也根据其所在位置及加工的难易程度 才能进行，也就是说并不是所有的芯子都能加工成中 空。但是，只要是做成中空芯子的镍铸件，其内腔的裂 纹明显减少了。 ２在允许的范围内尽可能增大铸造圆角
《铸造技术｝０１／２００９
生产技术与经验交流
采用氩气保护熔炼，由于其设备和工艺的局限性，无法 有效防止铸件在浇注过程中与Ｎ、Ｏ等气体接触并发生 反应。浇注后，随着熔融金属的降温，吸入的部分气体 会析出，产生气孔缺陷。同时常规的浇注方法还会产生 晶粒粗大、偏析等组织缺陷。使铸件的性能恶化。
采用真空熔炼和浇注，可以有效解决这些问题。 与常规铸造不同的造型材料及铸型处理更保证了铸件 的质量；为了满足镍及镍合金的强度要求，在设计上我 们还采取了一些特殊的处理方法，这些已经在我们的 生产实践中得到了验证。
镍铸件在圆角过渡处产生裂纹的比率较高，经过 实际记录分析在９５％以上。因此必须要解决。经过 增大铸造圆角后，尤其是以前容易产生裂纹的部位圆 角相应增加较大（比铸钢件大１５％～２０％，且ｒ》６）， 铸件在圆角处的裂纹没有了。 ３ 出炉后快速清理，解除阻力
在浇注后冷却到４００℃以下出炉，出炉后必须在 １５ ｒａｉｎ之内解除芯子阻力。因出炉温度较高，给工人 的操作带来了一定困难。但是，只要是进行过热清理 的铸件裂纹大大减少。 ４适当增大铸件壁厚
ＭＯＵＩｄｉｎｇ Ｌｉｎｅｒ ｆｏｒ Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ
ＭＥＮＧ Ｃｈａｎｇ－ｈｕｉ。ＬＩ Ｊｉａｎ－ｇｕｏ
（Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｈｅｎｇｆｅｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１０１４１，Ｃｈｉｎａ）
中图分类号：ＴＧ２３２．３
文献标识码：Ｂ
文章编号：１０００—８３６５１２００９）０１—０１３３—０２