无芯感应炉用炉衬材料的选择

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无芯中频感应炼钢炉用铝镁质干式捣打料的研制与应用

8月 6 日进行第三次点检 (通铁量为 103123 t) ,渣沟底部、两侧、转弯处没有发现异常熔损 ,渣沟表面光滑 ,侵蚀深度为 130 mm ,熔损速度为 1. 26 mm ·kt- 1 ,使用、点检情况良好。
8月 11日与主沟同步休止 (通铁量为 120020 t) , 8 月 12 日进行测量 , 发现整体熔损情况良好 , 平均侵蚀深度为 175 mm ,熔损速度为 1. 46 mm ·kt- 1 ,使用情况良好。根据计算 , 该渣沟的理论通铁量可达到 14万 t。
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1. 3 性能检测观察烧后试样横剖面的基质与颗粒结合情况。按国标检
测烧后试样的耐压强度、线变化率和抗热震性等指标。抗渣试验采用外形尺寸为 <80 mm ×80 mm ,内孔为 <30
编辑 :黄卫国
无芯中频感应炼钢炉用铝镁质干式捣打料的研制与应用
代西龙王臻高云琴陈海让
西安秦翔科技有限责任公司西安 710075
干式捣打料是一种不加液体结合剂的不定形耐火材料。采用干式捣打料可以避免耐火材料在使用中由于膨胀或收缩产生的应力 ,防止裂纹的扩展、延伸以及贯穿裂纹的出现 ,保证了高温设备的安全使用 ;干式捣打料还具有隔热性好和拆除方便的优点。因此 ,在冶金工业中 ,干式捣打料广泛用作无

无芯感应电炉用耐火材料知识问答

无芯感应电炉用耐火材料知识问答联合矿产（天津）有限公司问：无芯感应电炉用到耐火材料的部位主要有哪些, 都用什么性质的材料?1答：无芯感应电炉用到耐火材料的部位主要有炉盖、炉嘴、线圈浆料、炉口结构环、炉底块、顶出块以及工作炉衬等。

炉盖使用浇注料，炉嘴一般使用塑性料，线圈浆料为涂抹料，炉口结构环、炉底块、顶出块为预成型件，工作炉衬为干振料。

问：熔化铁水无芯感应电炉用炉衬干振料主要成分是什么? 最高使用温度是多少度?答：熔化铁水无芯感应电炉用炉衬干振料主要成分是二氧化硅，最高使用温度是1650度。

问: 应用于铸铁熔化的典型石英砂炉衬烧结后会形成三层结构,与铁水接触热面层叫什么?中间层叫什么? 冷面层叫什么?答石英砂干振料烧结后, 与铁水接触热面层叫烧结层, 中间层叫过渡层, 冷面层叫松散层.问：在施工新炉衬前,需要检查炉体状况,主要检查哪些方面?答：在施工新炉衬前,主要检查：1.所有线圈是否紧固,有无漏水或渗水;2.所有炉体紧固螺丝是否有松动;3.上炉环浇注块是否有移位;4.顶出块是否安装到位;5.线圈是否变形? 在施工浆料前检查线圈同心度!6.所有液压,电器,水路系统工作是否正常;问：为什么新做的线圈浆料和修补浆料后都需要烘烤才能够施工工作炉衬?答：水分会降低线圈的绝缘,导致线圈在使用过程由于绝缘降低造成轧间短路, 水分也会影响到工作炉衬的烧结, 造成炉衬的剥落,严重降低炉衬使用寿命.问：为什么炉嘴要在施工工作炉衬前完成？答：主要原因有几方面：1．炉嘴与炉墙要求形成垂直结合面，使炉衬可以自由上下膨胀收缩，如果炉嘴施工在炉衬上面,炉衬膨胀时就会顶起炉嘴,在炉嘴和炉衬结合面形成裂缝,金属液很容易渗透2．所有的塑性料在烧结时会有收缩，预先烘烤炉嘴可以保证干振料炉衬施工在紧固面上. 另外也可以避免水分扩散到干振料内问：使用云母纸作为背衬滑动平面层有什么好处?答：云母纸的作用是：1．帮助工作炉衬可以在使用过程自由膨胀和收缩；2．防止碳、硫在线圈上积聚和阻止潮气渗透问：施工炉衬所用模具有什么要求，其主要作用有哪些？答: 模具钢板厚度根据炉子的大小，要求在8-12毫米，焊缝必须满焊，表面抛光无锈渣。

中频炉会用到哪些耐火材料

中频炉会用到哪些耐火材料？中频炉具有体积小、重量轻、效率高的优点。

它是新一代金属加热设备。

中频炉在运行过程中需要耐火材料来保护设备。

中频炉衬里的耐火材料是什么？中频炉衬里的耐火材料：酸性、中性和碱性耐火材料广泛应用于无芯中频炉。

在有芯感应炉中，作为中频炉的耐火材料，用于熔化灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁和铸铁合金、熔化碳钢、合金钢和高锰钢。

使用中频炉捣打料的误区中频炉捣碎材料在使用中存在许多误解。

例如，一些客户认为中频炉捣碎材料，如石英砂，应使用白色石英砂作为原料，有些人认为越薄越好，有些人说只要粉末不想要其他材料。

这些都是由于对中频炉捣碎材料的不了解造成的。

有些人总是使用细材料，因为他们认为炉的年龄很好，所以他们不愿意使用相对较厚的材料。

这是一种误解。

目前，石英砂原料的主要因素是硅含量和二氧化硅含量。

二氧化硅超过99%，耐火性越高越好。

现在许多老客户使用红石英砂，因为红石英砂耐火性高，一般石英耐火性限制为1760度，红石英耐火性可达1750度。

白石英砂的耐火性一般为1700度。

还有除铁，在石英加工中很容易混合到机械铁中，所以在生产频率炉时必须除铁，否则很容易现象。

中频炉捣碎石英砂颗粒的比例越薄越好或越厚越好。

这应该是对具体问题的具体分析。

例如，它们都是一吨电炉，所以可以使用稍微粗一点的颗粒，也可以使用细一点的颗粒。

如果是40吨中频炉，15吨中频炉，则不适合使用非常细的颗粒。

同一吨电炉，厚度颗粒，只要比例合理。

这主要是一个习惯性的问题。

俗话说：三点材料七点使用。

无论材料有多好，如果炉炉不好，炉龄都不高。

因此，当我们使用时，除了中频炉捣碎材料购买合适的制造商外，炉炉炉必须严格按照制造商给出的说明书认真执行。

中频炉耐火材料主要包括中频炉衬里材料（又称中频炉炉衬里材料、中频炉干振动材料、中频炉干料、中频炉捣碎材料等）。

中频炉修复材料。

线圈泥浆（也称为线圈泥浆。

线圈涂层。

线圈泥浆）。

中频炉口材料。

提高中频无芯感应炉炉衬寿命的筑炉工艺

维普资讯
Ｌ．蚕笪．１圈堕
提高中频无芯感应炉炉衬寿命的筑炉工艺
陕西华县金堆城钼业集团责任有限公司机电修配厂（１１２李志翔７４０）曹菊艳刘利安
一
、
概述
３炉衬的打结．
炉衬打结质量的好坏直接关系到烧结质量。打结时石英砂粒度分布均匀则不会产生偏析，打结后的砂层致
（）完全烧结阶段３
高温烧结时，坩埚的烧结结构
是提高其使用寿命的基础。烧结温度不同，烧结层厚度不足，使用寿命会明显降低。２中频炉在烘烤过程中加入了约９０ｇ铁料，用来ｔ５ｋ增强感应圈的加热作用，随着烘烤与烧结的持续进行，通过低功率送电产生较为平稳的电磁力搅拌铁液，使炉衬上下受热均匀。另外，严格控制石英砂３个相变区的
的水分。（）半烧结阶段以５￣／２０Ｃｈ升温至９０，保温ｏ℃
３，再以ｌ￣／升温至１０￣，温３，必须控制升ｈＯＣｈ０２０保ｈ
温速度，防止产生裂纹。
缓慢旋转换位，用力均匀，以免造成密度不均。
炉底打结达到所需高度时刮平，即可放置坩埚模。对此，应注意保证坩埚模与感应圈同心，上下调整垂
２筑炉材料的选用及配比．
（）筑炉材料的选用应注意，不是所有ＳＯ ≥ １ｉ：
９％的石英砂均可用作感应炉炉衬材料，重要的是石英９
晶粒大小。晶粒越粗大、晶格缺陷越少越好（如水晶石
周期长，但其使用寿命可与线圈相同，也可进行局部修

耐火材料酸性打炉料产品简介

酸性炉衬材料产品介绍
一、一般介绍（以湖北安耐捷炉衬材料公司生产为例）
一般酸性炉衬材料属石英质无芯感应炉用耐火材料，材质属酸性。

在硅质捣打料的基础上添加部分熔融石英明显的改善了炉衬的膨胀弊端.烘炉时炉衬上涨幅度明显降低冷炉时无裂纹.它的特点是原料高纯，级配合理、抗急冷急热，尤其适合于中小型中频感应电炉的间歇式作业。

此材料系预混的干捣混合料，根据顾客需求已配制好硼酸或硼酐含量，用户可直接投入使用。

（湖北安耐捷）
二、技术数据（化学成份不含烧结剂）
SiO2≥ 97% CaO+MgO ≤0.1% Fe2O3≤ 0.2%
材料密度：2.1g/cm3粒度:不大于5.2mm
最高使用温度:1650℃施工方法:干振或干捣
三、筑炉、烘炉和烧结工艺
正确的筑炉、烘炉和烧结工艺是保证炉衬正常工作的关键，在筑炉和烘炉之前，请参阅湖北安耐捷炉衬材料公司《筑炉烘炉烧结工艺说明》。

四、包装标准和储存方法
多层防潮纸及内膜包装25kg/袋，储存在干燥处防止吸潮。

储存期不超过一年，另外根据客户要求可采用106cmX106cm吨托盘及强力伸缩膜包装。

恒远中频无芯感应熔炼炉材料选择

第1000卷（河北恒远电炉制造有限公司技术资料）V ol.1000 2014年2月Hebei Hengyuan Electric Co., Ltd. (TechnicalInformation) Mar.2014 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------恒远中频无芯感应熔炼炉材料选择炉子的炉衬主要部分是坩埚，一般均采用耐火材料捣结，但熔化铝、锌等低熔点合金时采用铁坩埚，其熔化效率与感应器的功率因数较高。

耐火材料捣结的坩埚一般均采用酸性炉衬，以石英砂加硼酸均匀混合后干捣，个别工厂为了某些特殊要求，如解决复杂铸件产生裂纹问题而采用碱性炉衬，一般采用镁砂( Mg0 >85%)，其耐火度为2000C左右，能抗碱性渣，炉内可加造渣材料去磷、硫。

在炉面部分，因耐火材料不能与金属液接触而很好地被烧结，常另加20/0—3%的水玻璃。

对于炉子容量500kg的中频感应熔炼炉，也有选用炉壳为钢结构的，在线圈周围设置有导磁体，炉体的倾动采用液压传动。

对于炉子容量lOOOkg以上的中频无芯感应熔炼炉，一般炉壳为钢结构，在线圈的周围有导磁体，利用液压传动倾动炉体。

图12 -74所示为炉子容量lOOOkg的中频无芯感应熔炼炉。

也有选用炉子容量lOOOkg的中频无芯感应熔炼炉的炉壳为铝合金，感应线圈周围不设导磁体，但炉体的倾动采用液压传动。

两者相比较，炉子容量在相同的条件下，当然是炉壳为钢结构、有导磁体的中频无芯感应熔炼炉造价高，但它的优点是炉子结构结实，使用安全可靠。

酸性炉衬材料介绍

酸性炉衬材料介绍概述：酸性炉衬材料采用高纯微晶石英砂、粉，加入高温烧结剂和矿化剂混合而成的干捣料，因其采用专有的粒度分布设计，所以通过各种打结方法均可获得致密的不定形炉衬。

全通窑业酸性炉衬材料有选择性的用于熔化、保温铸铁和铸钢的无芯感应电炉的工作炉衬。

因石英晶粒小（晶粒尺寸6μm--260μm），不采用传统工艺用的H3BO3,并由于矿化剂的作用，通过首炉烘炉、烧结后α-磷石英转化率高，所以烘炉时间短，具有极好的体积稳定性、热震稳定性和较高的高温强度。

对炉衬寿命的影响：一、炉衬材料中各成份对炉衬寿命的影响1.1 石英砂纯度：石英砂的耐火度主要限决于SiO2的含量。

作为坩埚材料,石英砂中SiO2的含量应大于99%,CaO和Fe2O3等杂质含量应低于0.2%,特别是碱金属氧化物含量应小于0.2%,部分集中的杂质能使炉衬产生熔洞,而渗漏铁水,并且部分杂质在炉衬上结疤,严重影响熔化,从而影响炉衬的使用寿命。

1.2 石英砂中含水量：石英砂含水量过高,在石英砂烧结过程中水分不易尽快排出,即使长时间烘炉,也易在加热时引起水蒸汽残留从而在炉衬中出现孔洞。

1.3 石英砂中的添加剂：1)在石英砂材料中一般使用硼酸(H3BO3)或硼酐(B2O3)为添加剂,主要作用是降低烧结温度；2)加入氧化锆，在长期实践中,我们认为在炉衬材料中添加氧化锆可有效的防止铁水对炉衬底部的侵蚀。

SD-A系列干振料的化学成份如下(质量分数,%):SiO2:99%;Al2O3:0.3%;Fe2O3:0.02%;ZrO2:0.08,其它:0.1%。

二、炉衬材料的粒度和颗粒形状的选择2.1 粒度选择：炉衬材料中,粗、中、细粒度各起不同作用。

对感应炉炉衬的寿命有很大关系。

合理的粒度配合比可以使坩埚的气孔率最小,致密性最高,烧结性好和耐激冷激热性好。

2.2 不同颗粒形状的影响：在使用的石英砂材料中砂粒的外形基本有如下几种类型:圆形、椭圆形、多角形、尖角形、复合形。

感应电炉筑炉（打结炉衬）方法及注意事项

感应电炉筑炉（打结炉衬）⽅法及注意事项感应电炉筑炉（打结炉衬）⽅法及注意事项1、合理选择炉衬材料筑炉应选择相对最合适，膨胀系数⼩，受热稳定的优质炉衬材料。

炉衬材料有硅砂、镁砂、铬砂等，其企业型号为：TX-3耐⽕度﹥1800℃，适应⾼锰钢、合⾦钢；TX-4耐⽕度﹥2000℃，适应不锈钢、镍铬合⾦钢；TX-5耐⽕度﹥2000℃，适应铸钢、不锈钢及特殊钢；TX-6耐⽕度﹥1800℃，适应铸钢、铸铁、灰铸铁、球墨铸铁。

2、坩埚打结厚度坩埚打结厚度要适当，坩埚炉衬厚度若不⾜，则散热严重，熱损增加，厚度过⼤则不利于磁场耦合，电效率及功率因数随之下降。

1.5吨感应炉炉底厚度220mm左右，炉壁87—117mm左右。

3、砂配⽐（酸性炉）1#砂——17% 2#砂——23%4#砂——30% ⽯英粉——30%硼酸（或⽆⽔硼酐）——1.7%（炉⼝——3.5%）清⽔适量。

烧结剂要准确称量，严防结块硼酸加⼊。

烧结剂使⽤得当能使烧结层、过渡层、松散层各约占炉衬厚度三分之⼀。

烧结剂⽤量过⼤，会形成较厚的烧结层，减薄松散层，增加电炉的热损失，降低炉衬材料的耐⽕度，影响使⽤可靠性；烧结剂⽤量过少，则形成的烧结层太薄，炉衬抵抗不了⾦属液的冲刷与侵蚀，炉龄⼤⼤缩短。

4、安放坩埚模安放坩埚模应使模中⼼严格固定在感应器的中⼼轴线上，以保证坩埚壁厚尽可能均匀，⼀般可采⽤⽊楔固定。

为防⽌在打结炉衬时坩埚模松动，应在模内放⼀些铁块；为便于取出坩埚模，炉衬打结到⼀半时可先轻轻转动⼀下坩埚模，但千万注意不能碰伤刚打实的部分。

5、打结坩埚炉衬炉衬捣打要坚实，打结⼯具钢叉、平锤、钢铲要保管好。

打结炉衬时应将炉体外壳底部与地基之间垫平、垫实，以防外壳损坏。

打结时采⽤薄加料⽅式，分层打结法。

1）打结坩埚底通常坩埚底第⼀层铺料⾼度约80—100mm，以后每层40—50mm，最后应⾼出炉底20—30mm，加料时尽量低位倾料，并且料分散均匀铺开，不要成堆，以免料的⼤⼩颗粒分开。

无芯感应电炉酸性干式打制炉衬及其应用与维护

４打结前的准备工作．
（）线圈涂料及炉顶圈砌块应预先烘干。１
（）在感应器内壁衬垫由玻璃丝布、云母板和石棉２
大，可用水玻璃与打结料混合，混合料不宜太干或太
湿，用手捏成团即可。先在炉嘴及已打好的炉口处涂适量的水玻璃，然后填上混合料，用锤打结实，嘴修成炉
量（％
另外，牯结剂的加入量也与选用硅砂混料的粒度及炉衬保温层（糟状的缓冲层）厚度有关混料的粒度越细，加八量可适当磺少；炉村保温层白加厚使整个炉村匀
炉树打结；电动振锤筑炉法、电动筑炉机筑炉法、气动
锤击机筑炉法适用于大吨位的感应电炉的炉衬打结。
（）％
（）从操作方式上讲分为手工打结筑炉法、电动振２
锤筑炉法、电动筑炉机筑炉法和气动锤击机筑炉法＝手工打结筑炉法适用于１５以下坩埚式感应电炉的ｔ
无ｚ砷Ｋ酸加＾【０一Ｉ５．０．８一Ｉ５０７～Ｉ２．０６～ＩＯ．０４一Ｏ１．
内低外高约呈４。５，然后用石墨粉涂料刷光并扎气孔。
布等组成绝缘保温层（设有漏炉报警装置的需再垫上漏炉报警电极网），并用胀圈将其压紧于感应器内侧，用石棉布铺好炉底的保温层。
６炉衬的烧结和烘烤．
（）应遵循低温缓慢烘烤、高温满炉烧结的原则，１烘烤烧结时可加首批金属炉料，并尽量减少金属炉料的缝隙。
（）碱性耐火材料主要成丹为氧化镬，要求３
”Ｍ＞ｇ０％、（Ｏ（４％、＝日（＜４％、Ｉ
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中频无芯感应电炉用干式炉衬料团体标准

中频无芯感应电炉用干式炉衬料团体标准As a manufacturer of medium frequency coreless induction furnaces, choosing the right dry type furnace lining material is crucial for ensuring the performance and longevity of the equipment. Dry type furnace lining materials are used to protect the furnace's interior from the high temperatures and harsh conditions of the melting process.作为中频无芯感应电炉的制造商，选择合适的干式炉衬料对于确保设备的性能和使用寿命至关重要。

干式炉衬料用于保护炉内在熔炼过程中高温和恶劣条件下的使用。

There are several factors to consider when selecting dry type furnace lining materials for medium frequency coreless induction furnaces. These factors include the material's ability to withstand high temperatures, resistance to thermal shock, thermal conductivity, erosion resistance, and overall durability. It is important to choose a material that can withstand the intense heat and corrosive environment of the melting process.在为中频无芯感应电炉选择干式炉衬料时，有几个因素需要考虑。

中频炉--炉衬分析

中频炉炉衬分析1前言中频无芯感应电炉具有操作和维护简单，可准确地控制和调整金属液温度与成分，熔炼时元素烧损少、噪音和污染小等特点，因此它比冲天炉和电弧炉应用更广泛。

中频炉炉衬使用寿命的长短是直接影响电炉生产效率的关键。

熔炼铸铁的炉衬一般都为酸性材料，目前较常用的炉衬材料是石英砂，为了提高烧结层的致密度与强度，需加入硼酸，加入量一般为1. 0%～1.5%。

待炉衬打实后，需长时间用电烘烤，对于小于0.5t的感应炉，烘烤时间不少于8h，对于大于1t的感应炉，烘烤时间超过12h。

炉衬长时间用电烘烤，使炉衬烧结的能耗急剧增加，同时降低了电炉的生产作业率。

因此开发一种低能耗炉衬烧结工艺是十分必要的。

2传统炉衬烧结工艺能耗高的原因分析传统炉衬是以石英砂、硼酸混合料经捣固、烘干、烧结至1500℃左右制成。

硼酸主要起提高烧结层的致密度和强度作用。

硼酸(H3BO3)受热时将发生脱水反应，生成硼酸酐(B2 O3)。

在炉衬烘干时，硼酸酐在580℃熔化，开始与周围细小的石英砂反应，生成玻璃状的硅酸硼，起着降低石英砂熔点的作用。

硅酸硼玻璃体使小砂粒相互粘结形成局部烧结。

当温度更高时，玻璃体相继熔解较远的大砂粒，加上炉衬其它一些反应，而使整个结构熔解在一起，形成烧结层组织。

对这种炉衬，烧结升温速度不能过快，若升温速度过快，硅酸硼玻璃体仅使小砂粒相互粘结，无法使远离硅酸硼玻璃体的大砂粒相互紧密粘在一起，因此对于小型感应炉，升温速度必须控制在150℃/h，而对于大型感应炉，升温速度必须控制在100℃/h以内。

因此，传统炉衬烧结工艺无法解决能耗高的问题。

3低能耗炉衬烧结工艺的研究为了从根本上解决传统炉衬烧结工艺能耗高的问题，通过上述分析，我们认为应该取消硼酸的加入，用水玻璃代替硼酸，起提高烧结层致密度和强度的作用。

3.1水玻璃的结构和性能水玻璃俗称泡化碱，其化学式用Na2O.mSiO2.nH2O表示。

当SiO2与Na2O之比一定时，浓度增加，则固体含量增加，从而使水玻璃的粘结力增大。

中频无芯感应电炉用干式炉衬料团体标准

中频无芯感应电炉用干式炉衬料团体标准一、前言中频无芯感应电炉是一种新型的高效节能炉子，广泛应用于铸造、热处理和金属熔炼等工业领域。

而炉衬料作为电炉内部的重要组成部分，对于电炉的性能和寿命起着至关重要的作用。

为了保证中频无芯感应电炉的安全运行和提高炉衬料的使用寿命，制定了相应的干式炉衬料团体标准，以规范炉衬料的生产和使用。

二、团体标准的制定目的1.保障中频无芯感应电炉的安全运行。

炉衬料是电炉内部的关键部件，其质量直接影响到电炉的运行安全性，因此需要有团体标准来规范炉衬料的生产和使用，从而保证电炉的安全运行。

2.提高炉衬料的使用寿命。

通过制定团体标准，可以规范炉衬料的生产工艺和质量标准，保证炉衬料的质量稳定，延长其使用寿命，降低生产成本。

3.推动行业健康发展。

通过制定团体标准，可以树立行业规范和标准，规范市场秩序，促进行业的健康发展。

三、团体标准的主要内容1.炉衬料的材质和规格。

团体标准规定了炉衬料的材质、规格和工艺要求，确保炉衬料具有良好的耐火性能和热稳定性。

2.炉衬料的安装和使用。

团体标准规定了炉衬料的安装和使用要求，包括砌筑工艺、保护层的施工方法等，确保炉衬料能够正常使用，并且能够长期稳定地工作。

3.炉衬料的检测和评价。

团体标准规定了炉衬料的检测方法和评价标准，确保炉衬料的质量符合要求。

4.炉衬料的维护和修理。

团体标准规定了炉衬料的维护和修理要求，包括炉衬料的保养方法、修理工艺和注意事项，确保炉衬料能够长期稳定地工作。

四、团体标准的实施1.推动团体标准的制定。

相关政府部门和行业协会应当重视中频无芯感应电炉用干式炉衬料团体标准的制定工作，积极组织相关专家和企业代表，共同制定团体标准，推动团体标准的制定工作。

2.完善团体标准的相关配套措施。

相关政府部门和行业协会应当建立健全团体标准的相关配套措施，包括评价机制、监督检查机制和激励机制，加强对团体标准实施的监督和指导。

3.加强团体标准的宣传和推广。

相关政府部门和行业协会应当加强对团体标准的宣传和推广工作，引导企业和个人自觉遵守团体标准，推动团体标准的全面实施。

无芯感应炉酸性炉衬的质量保证

无芯感应炉酸性炉衬的质量保证摘要:分析了感应炉的炉衬结构,提出了影响炉衬质量的一些因素,对炉衬的结构、炉衬材料的选择等影响炉衬质量的因素作了阐述。

并提出了炉衬质量的保证措施。

关键词:无芯感应炉;炉衬质量;措施无芯感应炉,按频率不同可分为工频、中频、和高频三种。

中频无芯感应炉因其具有高效、节能、环保的优点,以及易于调整溶液成分,控制溶夜温度,便于更换炉衬,运行安全可靠等特点,正日益被众多企业作为主要熔炼设备而得到广泛应用。

感应电炉的安全运行,取决于炉衬质量的好坏。

现对炉衬的结构、炉衬材料的选择等影响炉衬质量的因素作出阐述。

并提出炉衬质量的保证措施。

1 炉衬的结构传统的炉衬通常采用不定形耐火材料整体捣打而成。

炉衬捣打过程中,在紧靠感应圈的部位铺一层石棉布作保温层,其后是捣打的热面层。

热面层直接与高温金属液接触,在烘烤和使用过程中逐步形成烧结层、过渡层和松散层三层结构的炉衬,合理的三层厚度结构是决定炉衬使用寿命的重要因素之一。

为了提高感应电炉的电效率,炉衬厚度通常为80~150mm。

线圈绝缘胶泥的出现,使感应炉的使用可靠性大为增加。

胶泥层位于感应圈和保温层之间,防止金属液出现渗漏而对感应圈造成损坏。

2炉衬材料的选择2.1耐火材料对于感应电炉,炉子结构限制了炉衬的厚度,受高温金属液和冷却水的影响,炉衬存在较大的温差,以及金属液电磁力的强烈搅拌作用和周期性作业的急冷急热,使得炉衬材料必须具有较高的耐火度和热稳定性。

感应炉的炉衬耐火材料按其性质分为酸性、中性、碱性三种类型。

按施工方法分为干式捣打料、湿式捣打料、浇注料、涂抹料等。

一般情况下,感应炉都使用不定形耐火材料,有时也使用一些成型耐火材料。

目前生产铸铁使用中频炉,占有相当大的比重。

熔炼铸铁感应炉用的炉衬耐火材料,一般选用酸性的石英质料,大都采用干式捣打法筑炉。

可参考表1选用。

2.2粘结剂无芯感应炉不定形耐火材料的粘结剂,湿式捣打料常用水玻璃、卤水和粘土。

感应炉用耐火材料

感应炉用耐火材料2006年4月第31卷第2期国外耐火材料感应炉用耐火材料王相丰李政杰李艳丽裘富伟候泽张义先摘要:论述了感应炉用耐火材料的工作条件和使用要求,并按结构划分分别论述了无芯感应炉和有芯感应炉的结构特点及所使用的耐火材料.关键词:感应炉;耐火材料;结构特点;炉内衬中图分类号:文献标识码:h文章编号:1000—7563(2006)02—0001—111前言感应炉是利用电磁场感应原理将电能转化为热能,或熔炼金属或单纯使金属炉料发热熔化的设备.按工艺分类,可分为感应加热设备和感应熔炼炉;根据频率的不同,感应炉分为工频感应炉(50Hz以内),中频感应炉(50—1000Hz)和高频感应炉(1000Hz以上);感应炉按结构分为无芯感应炉(坩埚式)和有芯感应炉(也称作铁芯感应炉,沟槽式)两大类.感应炉具有高效,节能,低污染,成分易调节(无芯炉),气氛易控制等优点,因而在铸造,炼钢,有色熔炼,精密合金生产等方面得到了广泛应用.然而,感应炉的发展在一定程度上却受高功率电源及长寿命耐火材料发展的限制.近年来,随着大功率晶闸管变频电源的开发和可靠性的提高,中频感应炉逐步取代工频感应炉;感应炉向大容量,高功率方向发展,应用领域不断拓展,工作条件日益苛刻,从而对耐火材料性能提出了更高的要求.本文在研究及开发感应炉用耐火材料的基础上,对无芯和有芯感应炉用耐火材料的应用情况及使用中的一些问题作以介绍.2感应炉用耐火材料的工作条件和使用要求不论是用于无芯感应炉,还是有芯感应炉,其工作条件的共同特点都为:(1)炉衬厚度薄,炉衬材料的温度梯度很大.(2)炉中金属液电磁搅拌能力强,会对炉衬耐火材料产生机械蚀损.(3)炉衬耐火材料反复受到急冷急热.根据以上工作条件,可以看出炉衬耐火材料是决定感应炉产量,铸件质量及运行安全可靠性的一个重要因素.要获得质量好,长寿命的感应炉衬,炉衬耐火材料必须具有以下特性:(1)具有相对于金属液足够高的耐火度和荷重软化温度,具有良好的化学稳定性,不与金属熔渣及其熔化时所存在的成分等发生化学反应.(2)具有良好的热震稳定性.这一点对无芯感应炉特别重要,因为无芯炉作业方式为"加热一熔化一出炉"过程的不断循环,炉衬材料反复受到热冲击.若耐火材料热震稳定性不佳,则极易产生裂纹和裂纹扩展,金属液会在短期内渗透到线圈处,导致整套炉衬报废.(3)具有高的高温机械强度.为了使炉子有较高的电效率,一般炉壁材料都设计得很薄,但炉子运行过程中,由于电磁力的作用,炉内金属液不停地翻腾和搅动,对炉衬不断地冲刷和磨损.对于有芯感应炉,由于采用喷流型熔沟,熔沟耐火材料受到的冲刷和磨损更为严重.所以耐火材料必须具有很高的高温机械强度.(4)具有好的隔热性和绝缘性.(5)材料的施工性能好,填充密度高,烧结性好,不易被金属液润湿和渗透,不易产生结瘤,维修方便.2作为炉衬用耐火材料,在材质已经确定的情况下,又都希望获得较高的致密度和体积稳定性.体积密度的高低,反应了成型体内部气孔数量多少,特别是烧结程度的好坏.材料的体积稳定性愈高,烧结和使用过程产生裂纹的可能性愈小,所产生裂纹宽度愈小,抗渗透能力愈强.耐火材料是脆性材料,在加热和冷却过程中不可避免地要产生裂纹.但决定其寿命的关键因素之一是裂纹的大小和裂纹扩展的快慢.而裂纹扩展与金属液对所接触材料的润湿和渗透能力大小有关.润湿能力愈差愈有利.炉瘤会使炉子容量显着降低,而且金属瘤本身致密坚韧,不易清除,所以要尽量减少由于熔融物表面或内部存在的杂质(例如A1:0,)而形成炉瘤的可能性.(6)资源丰富,价格低廉.3无芯感应炉用耐火材料无芯感应炉的工作原理,结构及特点无芯感应炉由于具有升温能力强,可间歇作业,炉衬费用低,使用灵活方便等特点而被广泛采用.目前,正向高功率,快速熔化,大型化方向发展.图l为无芯感应炉结构示意图.由铜管烧制成的感应线圈绕在坩埚外侧,金属炉料装在坩埚内.当交变电流通过感应线圈时,线圈内产生交变磁通,一部分通过闭合的金属炉料,在炉料表面一定深度内产生感应电流,使炉料发热熔化.在整个过程中发生电能h÷磁场能一电能一热能的转化.常用的无芯感应炉主要有工频和中频两种,其结构如图2,图3和图4所示.从目前的发展趋势看,中频炉更有前景.两者的共同点在于可根据需要采用间断或连续运行方式,由于不断重复"加热一熔化一出炉"的作业过程,炉衬承受很大的热应力.工频炉炉内金属液比中频炉炉内的翻腾更厉害,即炉衬受到冲刷较严重,而中频炉的比功率大(是工频炉的两倍),功率密度高,熔化速度快,冷热交替快.由于匝间电压高(约为工频炉的2—4倍),通过裂缝渗入炉衬的金属液过热,往往造成线圈损坏的可能性比较大.封口料炉村石棉层绝缘胶泥线圈金属液炉底电椴炉底座砖图1无芯感应炉结构示意圈图2卧式工频无芯感应炉1一出渣口;2一加料口;3一磁轭;4一感应线圈;5一出铁口;6一耐火混凝土炉衬;7一铁水;8一耐火砖;9一衬砖;l0一保温砖图3SL71—105型工频无芯感应熔炼炉1一炉盖;2一坩埚;3～炉架;4一轭铁;5一感应器;6一耐火砖;7一坩埚模;8～可绕流排;9一冷却水系统2006年4月第31卷第2期国外耐火材料3固4中频无芯2t炼钢炉l一感应器;2一磁轭;3一坩埚;4一炉壳;5一馈电线如表l所示,传统的炉衬结构是在紧靠线圈的部位铺设一层云母纸,接下来是报警电极,再铺设一层石棉板(布),其后是干式捣打炉衬.干式炉衬在烘烤和使用过程中逐步形成烧结层,过渡层和未烧结层,合理的三层厚度结构是决定炉衬寿命的重要因素之一,无芯感应炉耐火材料衬的厚度较薄,一般侧壁为70—150mm,炉底为200—300mm,内侧与高温金属液接触,外侧紧贴水冷线圈,耐火材料两侧存在很大温差.其典型炉衬结构示意图如图5所示.为了满足底顶出式拆炉方式的需要,出现了线圈绝缘保护胶泥,胶泥取代了云母层,同时给线圈增加了一层保护屏障.胶泥层一般较云母层厚,但热导率大大高于云母,因此称含胶泥的炉衬结构为改良的炉衬结构.复合炉衬结构是为适应一些金属的熔炼需要,用预烧成的坩埚(炉瓦)和填充料取代热面层,这种结构解决了干式料较低温度下难以烧结的问题,同时改善某些金属熔液或渣对炉衬熔蚀较大的状况.无芯感应炉衬用耐火材料表1常见的无芯感应炉炉衬结构图5无芯感应炉炉衬结构示意图感应炉炉衬用耐火材料按其性质分为酸性,中性,碱性三种类型,按施工方法分为干式捣打料,湿式捣打料,浇注料,涂抹料等.在绝大部分场合都使用不定形耐火材料,有时也要用一些定形耐火制品.炉衬的材质根据熔化金属的种类,渣的性质,炉容量及操作条件等选定.无芯感应炉常用的耐火材料见表2.无芯感应炉由于灵活的作业方式,特别是静态变频技术的发展和进步,发展极为迅速.然而,随着炉子功率和容量的增大,熔化金属质量的提高,对所用耐火材料的要求更加苛刻.作为无芯感应炉用耐火材料,应具有十分优良的热震稳定性和抵抗裂纹扩展的能力.显然,有芯感应炉使用的浇注料用作无芯炉炉衬是不适宜的.干式成型耐火材料是一种几乎不含水分和任何液态加入物,经短时间振动或捣打成型即可快速升温烘烤的新型不定形耐火材料.它是一种特殊的热凝结性耐火材料,加热时烧结剂产生作用使工作层具有足够的强度,而非工作层仍保持未烧结的松散状态.在使用过程中,当热面工作层开裂时,尚未烧结的松散结构可以吸收局部集中的热应力,阻止裂纹的延伸,保证炉子安全使用.用于铸铁熔化和保温的炉衬材料以前熔化铸铁大都使用工频感应炉,近年来4-FOREl(NREFRACrr0RlES表2无芯感应炉用耐火材料由于中频,变频感应炉具有高效,节能等优点.新安装的铸铁感应炉中中频炉和变频炉占了相当的比例.熔化铸铁感应炉衬用耐火材料一般选用酸性的石英质捣打料.其打结方法有手工捣打和机械震动捣打两种.在国内大都采用廉价的天然石英捣打料.天然石英在使用中虽因SiO的晶体转变会发生急剧膨胀,但由于B一石英一a一石英的晶型转变是不可逆的,冷却时会保留下来,因此炉衬热面不易产生裂纹,可以获得稳定可靠的使用寿命.但是由于SiO:的热膨胀系数较大,抗热冲击性能差.要求炉子操作不能倒空.连续操作较为理想.目前国内这类炉衬的使用寿命为6O150炉次.值得注意的是,并不是SiO>98%的石英砂都可以用作感应炉炉衬,更蘑要的是石英晶粒的尺寸.晶粒越粗大,晶格缺陷越少越好.感应炉容量越大,对晶粒的要求越高.在国外,熔融石英用于铸铁感应炉比较多见.与天然石英质捣打料相比,熔融石英捣打料具有热膨胀系数小,抗热冲击性能优的特点.同时克服了天然石英在长期使用过程中烧结层较厚甚至烧透的现象.保留了足够厚的未烧结层,避免裂纹穿透,确保炉子安全稳定地运行.据报道,该捣打料用于500kg—lOt的炉子炉衬寿命通常为250—450炉次,20t炉子的使用寿命达300炉次.在图5所示的炉衬结构中,氧化铝质线圈绝缘胶泥的作用为:胶泥嵌入匝间和线圈内侧,起绝缘作用;线圈胶泥耐火度高,具有一定机械强度,起隔热保护作用,即使金属液渗透至此,还可为倾炉排空争取时间.胶泥层热导率高,石棉板不宜过厚,否则,热耗虽少,但提高了石棉板和炉衬的界面温度,降低炉衬内温度梯度,烧结层过厚,松散层变薄甚至消失,降低炉衬寿命.熔炼钢无芯感应炉炉衬耐火材料感应炉冶炼钢方法按耐火材料性质分为酸性冶炼法和碱性冶炼法.酸性冶炼法冶炼时造酸性渣,所用耐火材料主要为石英质,其打结,烘烤,烧结过程与熔化铸铁时相差不大.石英质炉衬成本较低,一般只用于碳素钢和低合金钢的熔化.碱性冶炼法冶炼时造碱性渣,所用耐火材料为中性,碱性材料以及石墨坩埚等,碱性冶炼法按冶炼过程有无氧化过程可分为熔化法和氧化法两种方式.(1)熔化法.用质量好的碳钢,合金返回钢,工业纯铁及铁合金做炉料,冶炼过程中没有氧化过程,不进行脱碳和脱磷,熔化后即进行精炼.冶炼过程基本上是一个再熔化过程,由于炉料质量好,冶炼出的钢与合金质量高.熔化法适用予冶炼高合金钢,高温合金和精密合金.(2)氧化法.氧化法所用的炉料含磷较高,含碳量波动较大,因而在冶炼过程中要进行氧化脱碳和脱磷,然后再进行精炼.氧化法冶炼使用的炉料便宜,因而生产成本低.但由于冶炼过程中存在氧化过程影响坩埚寿命.氧化法冶炼适用2006年4J_=I第31巷第2刺国外耐火材料5于碳素钢和低合金钢的冶炼.酸性冶炼方法和碱性冶炼方法各有优缺点,总的来说,酸性冶炼方法适用范围较窄,碱性冶炼方法适用范围比较广泛.碱性熔钢时,由于石灰,萤石及各种铁合金(硅铁,锰铁,铬铁和钼铁等)的加入,与熔化铸铁相比,渣成分复杂,润湿性大,冶炼温度高,对耐火材料的侵蚀作用增大.以前,熔化铸钢,特殊钢多使用500kg以下的中频炉,炉衬一般使用石英质,镁质,镁尖晶石质等捣打料,打结方法有干法打结和湿法打结两种.寿命一般为5O一,150炉次.近年来,容量在lf以上的熔化炉和保温炉逐渐增多,仅国内用于熔钢的20t感应炉就有近lO 台,且正在向多晶种熔炼,高温熔炼和高功率快速熔化的方向发展,因此要求铸钢,特殊钢熔化用炉衬耐火材料必须具有优良的高温特性,即耐蚀,热面不易产生裂纹,不易发生渗液,漏液等意外事故.表3为熔化铸钢,特殊钢用炉衬材料的特性.表3熔化铸钢,特殊钢用炉衬材料的特性镁质捣打料以电熔或烧结镁砂为主要原料,具有熔点高,耐蚀性优,荷重软化温度高等优点,尤其对碱性熔渣显示出良好的化学稳定性.但是它的热膨胀系数较大,烧结温度高,作业中由于膨胀和收缩,会使炉衬产生龟裂及剥落,因此这种材料对500kg以下的炉子比较适合.镁尖晶石质捣打料是以镁砂为主要原料,添加尖晶石原料制成的.尖晶石在高温下抗渣渗透性优良,热膨胀系数小于方镁石,在使用过程中能抑制龟裂的产生和扩展,可广泛用于1t左右的感应炉.但对于lt以上的炉子来说,由于炉壳直径增大,温度急变产生的龟裂纹的扩大很难避免,因此镁尖晶石质捣打料在lt以上的炉子上难以获得稳定理想的使用寿命.铝尖晶石质捣打料以电熔刚玉为主要原料,添加适量尖晶石原料和外加剂制成的.电熔刚玉熔点高,具有优良的耐蚀性,与方镁石和尖晶石相比,刚玉具有热膨胀系数小,热态体积稳定性好等优点,同时使用过程中二次尖晶石化所产生的体积膨胀能有效地抑制炉衬的龟裂.因此,使用铝尖晶石质捣打料作炉衬材料,炉衬热面龟裂纹明显获得控制,微裂纹显着减少.然而,对于以间歇式操作为主的无芯感应炉而言,所用耐火材料除石英质寿命相对比较稳定外,不论是镁质还是镁尖晶石质材料的实际使用寿命均不太理想.由于钢材质量要求和石英耐火性能的局限又使石英质材料应用范围很窄(表2).日本新泻精密铸造公司高频炉额定为3000Hz一200kW—l00kg(最高为220kW—l20kg),其操作条件如表4,所用耐火材料如表5,干式砌筑后进行烧结,耐用次数和用后状况也示于表5f,表4操作条件熔化金属熔化时问熔化次数熔化重世熔化温度内村玲却修补玛,妇吼炉玲r8:一～一眺一一无-6FOREIGNREFRACTORIES表5材料性能和使用结果从日本小型高频炉的使用结果可知,在刚玉基质中加入15—20%镁质料是适宜的,防止了裂纹,改进了耐蚀性和安全性.美国某中型中频无芯感应炉通常用多种废钢原料,由于不可能始终采用高质量废钢原料,最初的炉衬寿命只有3O炉.原用耐火材料的组成: Al~%,%,TiO,.%,%,Fe~%.该种炉衬用电熔棕刚玉,添加4%的镁砂可形成尖晶石.使用后电熔棕刚玉基质和骨料均被侵蚀.事实上,钢水已浸入耐火材料基质中,并集聚在其孔隙内,因而决定设计出～种新型电熔白刚玉质耐火材料.除改用高纯电熔刚玉提高耐火度外,还采用10%的镁砂增强其基质.显然,增加的镁砂与高纯刚玉一起提高耐火材料的抗侵蚀性.该种耐火材料的组成:AI:O, %,%,%,%.Fe:%,其寿命几乎比原内衬提高l倍.后来由于所用废钢的成本提高,在炉料中必须加入直接还原铁球,最高可采用30%的代用铁料.这样便改变了无芯感应炉中渣的化学组成,因而叉开发出了更高级的耐火材料.该种材料具有较高的纯度,亦为电熔白刚玉质,但添加了镁砂和铬矿,此次的出发点是用抗氧化铁渗透的材料增强其基质.该种材料的化学组成:AI:O84%,MgO %,Cr20.~%,%,%.用后材料的岩相分析表明,氧化铁渗透极少,抗渣性提高.事实上,耐火材料的热面同渣与钢水几乎无反应,其反应带比原用耐火材料明显减薄.美国某大型中频无芯感应炉熔钢,所用废钢的质量经常改变,并含有非常多的金属氧化物.开始用的耐火材料是电熔白刚玉质材料,并含有10%的镁砂,使用时由于片状剥落而未达到预期的效果.对其用后试样的检测表明,耐火材料基质中有较大范围的氧化物渗透.耐火材料在剥落之前的蚀损极小,因而确信耐火材料最初的损毁模式是热震损毁.为此,通过改变熔炼操作使热震减至最小程度,当时耐火材料性能无改进.后来为了改进耐火材料性能,对用后材料进行了详尽的岩相分析.耐火材料检测试样分别在依次相连的3个炉役中提取,对其断面进行x射线定量分析.对第一炉役耐火材料试样的岩相分析表明,炉衬大部分热面的蚀损极小.在上述3个炉役中,感应线圈区域的绝缘部位均出现一些片状剥落.所有试样均呈现同一种规律,即其热面AI:O含量减少,SiO含量增加,高SiO含量被认为是由渣的化学成分引起的.进一步分析表明,距热面较深的部位具有较高的氧化锰与氧化铁含量.高含量的氧化锰与氧化铁同基质中多余的AI:O,反应生成富锰和富铁尖晶石,这些尖晶石的形成伴随有较大的体积膨胀,进而引起了片状剥落.为能抵挡氧化锰与氧化铁的渗透,开发了含30%镁砂的耐火材料.该种材料实际上已消除了氧化锰与氧化铁渗透,其热面反应带也明显减薄.增加镁砂含量显着地提高了材料抗侵蚀性,但是热震是该种间歇式批量熔炼操作的主要问题.因此使用了预合成尖晶石原料以进一步改进材料性能.该原料既能提高炉衬材料的抗侵蚀性,又能改进其热稳定性.目前,已成功地应用于真空感应熔炼操作,但该种制品长期以来一直比较昂贵.感应炉是耐火材料最具挑战的应用之一,为了成功地砌筑大型批量熔钢感应炉,必须提高耐火材料的使用性能,这已促进了熔钢用耐火材料的发展.进一步提高熔钢用耐火材料的重点是刚玉质耐火材料,因为该种材料既能耐渣的侵蚀,又能承受间歇时的热震冲击.当前,较多地采用2006年4月第31卷第2期国外耐火材料7-镁砂,铬矿和预合成尖晶石(包括镁铝尖晶石和镁铬尖晶石以及镁铝铬复合尖晶石)等原料,来提高刚玉质耐火材料的综合使用性能.某感应炉熔炼含Mn,Cr,Ti成分的耐热不锈钢,其炉衬采用镁质衬时,使用寿命很低,仅十余次便被侵蚀掉,抗渗透性极差,考虑在Al:O一MgO系材料中添加适量Cr:0,细粉(工业纯),高温下于基质中生成MgOAI:05和MgOCr203尖晶石及AI:0,Cr:0,,并与渣中的Fe形成复合尖晶石(MgF)0(cr,Fe)z0,保护薄层,一方面促进材料的致密化,提高强度,另一方面发挥了铬尖晶石对酸性和碱性渣的优良抗侵蚀性能和低热膨胀性,提高材料的抗侵蚀能力及热震稳定性.这种镁铬质捣打料在不锈钢熔炼炉上使用,其使用寿命比原镁质捣打料提高3—5倍,如表6所列.表6熔化不锈钢用镁铬质捣打料的主要性能前苏联采用镁铬颗粒与烧结镁砂和铬矿细分散混合料配合,同时向细分散混合料中加入电熔刚玉,在这种情况下由于电熔刚玉和方镁石强烈地互相作用生成尖晶石,细分散组份的体积增大,所以捣打料不仅不收缩,而且炉衬工作层的密度得到提高.用镁铬砂3—%,—0mm10%及电熔刚玉—0ram15%代替电熔镁砂3—%,烧结镁砂3—%和电熔刚玉～0mm30%的配料,可以把熔炼侵蚀性极大的耐热钢的坩埚寿命从25炉次提高到52炉次,其出钢温度为1650—1670oC.如出钢温度提高到1750—1770oC,将急剧降低用镁铬砂和电熔刚玉混合料捣制的坩埚寿命(降至8一IO炉次).原因是坩埚与熔体互相作用而产生的产物,其耐火度仅比熔融金属温度高2O一5O.【=,所以坩埚工作表面熔损十分严重.采用电熔复合尖晶石代替镁铬烧结颗粒料,用电熔镁砂和电熔刚玉细分散混合料代替电熔刚玉细料,在上述使用条件下可将坩埚寿命从8一10炉次提高到62～83炉次.而这种电熔尖晶石是用%苛性镁石和%铬矿及32%磨料工业刚玉废料以旋涡熔炼法制得的.近几年来,随着中频炉技术发展,冶炼不锈钢的中频炉从几百公斤容积发展到15t的容积,某15t中频炉冶炼钢种为304,301,204等不锈钢种,配套炉衬从国外进口价格很高,使用寿命最高为60次.因此采用国产刚玉尖晶石质干式捣打料,主要原料有电熔刚玉,电熔镁砂,高纯尖晶石以及中,低温烧结剂等.施工时在感应器内侧铺好石棉布,炉壁每一层铺料厚度为100140mm,炉底捣打厚度300ram,渣线位置厚度120ram,壁厚90mm,烘炉时间不少于8h.在使用中观察,炉衬表面光滑平整,没有裂纹掉块现象,而且在表面形成一层4—6mm的挂渣层,这有利于减少炉衬在投废钢过程中的机械损坏和炉渣侵蚀.该料在炼钢过程中易烧结,并有很高的热态强度,能够满足冶炼不锈钢的需要,成型炉衬整体性好,易施工,易拆除.采用该种捣打的炉衬一次使用寿命最高达108次,最低8O次,平均侵蚀速率在每炉...熔化有色金属用耐火材料熔化铜及铜合金用耐火材料目前常用于铜及铜合金无芯感应炉的炉衬系统,主要有刚玉质和石英质干式捣打料,还有预成型的石墨坩埚及碳化硅坩埚,坩埚的背衬为不烧结的填充料.石英质捣打料成本低且筑炉方便,在300～700kg炉子中最多可使用200炉次,当工作温度提高,工作环境更苛刻时,刚玉质炉衬就显示出其优越性,使用寿命长,但材料的成8FOREIGNREFRACTORIES本比石英质提高7—8倍.预合成的粘土结合石墨坩埚和碳化硅坩埚的突出优点是可以快速更换,节省烧结时间,同时采用石墨作结合剂可以增加坩埚的电导率.从而使感应炉的电效率提高,坩埚内的温度自然也高.但是这种炉衬的热损失较大,节能效果差,其更换方便和不须烧结的优点及节能效益,未必能补偿成型坩埚与刚玉质炉衬之间的成本差额,同时坩埚内的搅拌作用降低,对炉温均匀性不利.另外在连续使用的大型无芯炉上,可以使用与有芯炉衬类似的莫来石质或高铝质捣打料和浇注料,以上材料的筑炉和烘烤周期较长,要求连续使用,～般使用寿命可达到一年以上.熔化铝及铝合金用耐火材料金属铝及铝合金不仅化学活性高,而且其熔液的流动性极好.铝熔液在750%时的粘度仅为s,与20℃时水的粘度相当接近,这就是其易向炉衬内部渗透和发生化学反应的主要原因.目前.其炉衬材料主要有以下几种g(1)浇注或湿式捣打成型的高铝质,莫来石质炉衬,这些材料的施工和烘烤周期长,要求连续工作,使用效果较好,一般寿命在一年以上.但由于操作复杂,条件苛刻,目前使用者较少. (2)复合炉衬由于筑炉简便,烘炉时间短而被广泛采用.其热面采用预烧成的坩埚或炉瓦,线圈采用绝缘胶泥保护,中间填充以抗渗,止漏的干式耐火材料.使用效果较好,但坩埚加工周期长,坩埚的尺寸不够准确等因素限制了复合炉衬的推广应用.(3)干式捣打料的出现克服了以上两种炉衬的缺点,是目前使用最广泛的熔化铝炉炉衬,该料采用手持式振动器或装配有专用捣打头的风镐分层捣打.整个施工周期大大短于湿法浇注料.虽然使用寿命不及前两种材料长,但使用寿命稳。

感应电炉炉衬材料

感应电炉炉衬材料感应电炉是一种利用电磁感应原理加热的设备，其炉衬材料是保证电炉正常运行和高效加热的重要组成部分。

炉衬材料需要具备耐高温、耐腐蚀、导热性好等特点，以保证电炉的安全稳定运行。

一、常见的感应电炉炉衬材料1. 石墨：石墨是一种具有高温稳定性和导电性能的材料，常用于感应电炉的炉衬。

石墨炉衬具有导热性好、耐高温、耐腐蚀等优点，可以有效地承受高温下的热应力和化学腐蚀。

此外，石墨炉衬还具有良好的热传导性能，能够提高加热效率，缩短加热时间。

2. 陶瓷：陶瓷是一种非金属无机材料，常用于感应电炉的炉衬。

陶瓷炉衬具有耐高温、耐腐蚀、绝缘性能好等特点，可以有效地保护电炉内部结构免受高温和腐蚀的影响。

此外，陶瓷炉衬还具有良好的导热性能，能够均匀地传导热量，提高加热效果。

3. 耐火材料：耐火材料是一种具有耐高温和耐腐蚀性能的材料，常用于感应电炉的炉衬。

耐火材料炉衬可以承受高温下的热应力和化学腐蚀，保证电炉的正常运行和稳定加热。

常见的耐火材料有耐火砖、耐火浇注料等，它们具有较高的熔点和较低的热膨胀系数，能够在高温下保持稳定的物理性能。

二、选择炉衬材料的考虑因素1. 温度要求：感应电炉工作时会产生高温，因此炉衬材料需要具备耐高温的特点，能够在高温下保持稳定的物理性能。

2. 腐蚀性环境：感应电炉内部的工作环境可能存在腐蚀性气体或液体，因此炉衬材料需要具备耐腐蚀的特点，能够抵御腐蚀性介质的侵蚀。

3. 导热性能：炉衬材料的导热性能直接影响加热效果，导热性能好的材料能够提高加热效率，缩短加热时间。

4. 绝缘性能：感应电炉的炉衬需要具备良好的绝缘性能，以防止电流泄漏或短路，确保电炉的安全运行。

5. 成本因素：选择炉衬材料时还需要考虑成本因素，包括材料的价格、维护成本等。

三、炉衬材料的应用感应电炉广泛应用于冶金、机械、化工等领域，不同领域的感应电炉对炉衬材料的要求也有所不同。

1. 冶金领域：在冶金领域，感应电炉常用于熔炼和保温等工艺。

无芯感应电炉用耐火胶泥的配制及应用

－－
４％；活性氧化铝粉，１％～５；纯铝酸钙水泥；０５２％
１％～２％００
表１致密电熔刚玉
线圈；（）绝缘性能好；（）热膨胀系数小；随温２３度的变化，体积比较稳定，没有急剧的膨胀和收缩；
光。
济分析。（）选用耐火胶泥材料１每台炉子用耐火胶泥２０，售价为１万元／，则０．２ｔ
１颗粒级配．２耐火胶泥的涂抹厚度一般为２￣６ｌ，实践经００ｒｎｎ
验表明，一般大颗粒以３ｒｌ为宜，骨料占６％，细粉ｎｎ４占３％。根据紧密堆积原理，级配如下：致密电熔刚６
炉子的利用率和经济性作为主要依据。无芯感应电炉的炉衬按其结构形式分为整体炉衬、
维普资讯
铸造
代西龙等：无芯感应电炉用耐火胶泥的配制及应用
－５９・２
一
般适于３以下的无芯感应电炉。先用硬纸板或石棉ｔ
板固定于线圈外端使之密封，将材料混合均匀，加入１％左右水，湿混均匀后，用抹子从下到上压实、抹０
ＣｏｆｃｎＲｅｒｃｏｙＭｏｔｒａｄＩｐｉａｉｎｏｒｌｓｎｅｔｆａｔｒｒｎｓＡｐｌｔｎＣｏｅｅｓｏａｔｃｏＩｄｕｔｎＦｒａｅｃｉｕｎｃｎｏ
Ｄ－ｎ，ＡＮＧｅ，ＡＩｎ — ｕｎＧＡＯｎｑｎＡＩｌｇＷＸｉｏＺｈｎＢＨｏｇｇａｇ，Ｙｕ－ｉ

中频感应电炉炉衬材料的选用及影响炉衬寿命因素的研究.

中频感应电炉炉衬材料的选用及影响炉衬寿命因素的研究郑州翔宇铸造材料450016中频感应电炉因其熔化速度快、金属溶液温度高、化学成份均匀等优点，在现代铸造企业中的应用非常广泛，并且逐步向大型化发展。

各种铸铁、铸钢及有色合金的熔炼都可以使用。

感应电炉所用的炉衬材料，工作条件极其严酷：内侧盛载着高温金属液，外围是水冷的感应线圈，为了改善电磁耦合，还要使炉衬壁厚尽量降低，因而炉衬材料在使用过程中的温度梯度很大，每次金属液出炉后，炉壁的温度急剧下降，要承受骤冷、骤热的热冲击，而且还要承受熔炼过程中因电磁搅拌不断运动的金属液的冲刷和炉渣的侵蚀。

因此对炉衬材料种类的选用及使用都有严格的要求。

并且在使用过程中要对影响炉衬寿命的各种因素加以分析研究。

1中频感应电炉炉衬材料的选用：1.1 选用的炉衬材料应满足以下要求1.1.1炉衬材料要有高的耐火度：熔炼时钢液的最高温度可达1700℃，铁液的最高温度可达1500℃以上。

因此要根据所熔炼的材质选择满足熔炼温度的炉衬材料；1.1.2炉衬材料应具有良好的化学稳定性：在高温钢液、高真空、高碱性渣的接触下，应不参与化学反应，有良好的化学稳定性；1.1.3炉衬材料的耐热震性良好：应具有良好的耐急冷急热性能，适应从高温熔炼到出炉后由于温度和压力急剧变化炉衬壁内产生的应力作用而不开裂，耐热震性越好，炉衬的使用寿命越高；1.1.4炉衬材料应有一定的高温强度：熔炼过程中，炉壁要经受金属炉料的冲击力、金属液的静压力、电磁搅拌金属液运动的作用力、温差应力等作用，因此炉衬材料应具有一定的高温强度，在多种力的作用下不开裂、耐冲刷；1.1.5炉衬材料的热传导性要小：熔炼过程中，炉壁内外的温差很大，约有10-15%的热量通过炉壁向外散失，为减少热损失提高热效率，炉衬材料要有低的热传导率；1.1.6 炉衬材料中不能含有磁感应物，要有高的绝缘性能。

在高温下要有较高的绝缘电阻，以避免出现穿炉情况；1.1.7炉衬材料应适应环保要求：使用过程中不释放污染环境的物质，使用后的废料也不能对环境造成危害；1.1.8炉衬材料应根据所熔炼的材质及要求，选用性价比高的材料。

中频炉炉衬材料的选择及炉衬烧结工艺

⑵稳定的物化性质。要求坩埚制品耐熔渣和钢液浸蚀；
⑶有良好的抗热震性及高温强度；
⑷有一定的绝缘性能；
⑸较小的导热性；
⑹成本低，无污染。
常用的制造坩埚的耐火材料有镁砂，镁铝尖晶石和石英砂3种，现介绍如下：
炉内打结成型法：这种方法第一步要按规定的粒度配制好砂料，并与添加剂均匀混合。如果采用湿法打结时，可加入1％～2％的水分，混合后放置1～2h再用。第二步在感应器内侧铺以石棉布。对于酸性坩埚，可多加两层。第三步是进行炉底打结。分批加入砂料后，每次用直径为12～14mm的尖头钢钎反复捣实。炉底打结加料次数为4～5次，每次打结时间至少10min。炉底的厚度一般打结到规定高度。第四步是放入坩埚型芯，即控制坩埚形状和容积的胎具。低温烧结时，型芯一般采用钢板制成。型芯放入时，应对正中心，注意钢钎头不要扎破玻璃布。打结过程中也应经常检查型芯是否正中，以免型芯歪斜使坩埚壁厚薄不均，降低使用寿命，当硬砂层达到从上面数第二感应圈位置时，转入炉口的打结操作。第五步是炉口打结。由于炉口区不易烧结，必须在砂料中增加细粉料的比例，或添加适量的黏土、水玻璃等，以得到较结实的水口。
3.坩埚材料的选择
①碱性坩埚材料适用熔炼特殊钢及精密合金，合金钢。如不锈钢等。
②酸性坩埚材料适用于熔炼碳和低合金钢种。
4.感应炉坩埚的烧结
烧结过程是在高温下使砂料的接触面上出现液相结合，形成连续的烧结网络，通过网络使整个砂料联成一个整体。烧结后坩埚断面从外向里应分为未烧结层、半烧结层、烧结层。烧结层要求密度大、强度高、表面裂纹少，砂粒颗粒之间全部融化，烧结网络均匀完整。烧结层的厚度约占全壁厚的20％～30％，应尽量避免烧结层的横向裂纹。半烧结层是烧结层和未烧结层之间的过渡区，在该区内，部分颗粒的接触面开始融化，烧结网络不完全。该层的作用是缓冲烧结层的应力，阻止烧结层内产生的裂纹向外延伸。半烧结层的厚度约占坩埚壁厚度的25％～35％。未烧结层是半烧结层和感应圈之间有一层完全没有烧结的原始砂料。这层砂料起着绝热的作用，当坩埚在加热和冷却时，也起着体积膨胀和收缩的作用。未烧结层的厚度约占坩埚壁厚度的30％～35％。烘炉工艺及洪炉曲线一定要按炉衬材料生产厂家的规定执行或炉衬材料提供者执行。