中頻感應(yīng)電爐在使用過(guò)程中會(huì)不可避免地出現(xiàn)各種各樣的問題，爐襯材料的壽命是最受關(guān)注的問題之一。對(duì)于熔化工部來(lái)說(shuō)，分析影響中頻感應(yīng)電爐爐襯壽命的因素是極其重要的。以下就爐襯材料在使用中經(jīng)常出現(xiàn)的問題作一初步探討。
一、主要因素分析及對(duì)策
1、筑爐工藝：爐襯打結(jié)質(zhì)量的好壞直接影響使用壽命。爐襯的打結(jié)質(zhì)量關(guān)系到燒結(jié)質(zhì)量，燒結(jié)質(zhì)量影響到使用性能。打結(jié)爐襯時(shí)砂料保持粒度均勻，粗細(xì)顆粒不產(chǎn)生偏析，加料時(shí)層與層嚴(yán)密結(jié)合，打結(jié)后的爐襯致密度就高，燒結(jié)后的燒結(jié)層強(qiáng)度就高。爐壁產(chǎn)生裂紋的傾向就比較小。爐襯打結(jié)時(shí)振搗不實(shí)，會(huì)導(dǎo)致爐襯不致密或局部疏松，當(dāng)金屬液壓力大時(shí)，就可能產(chǎn)生滲漏。手工打結(jié)時(shí)打完一層后，沒有將表面扒松就加料會(huì)導(dǎo)致分層，在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生橫向裂紋，這種裂紋是無(wú)法彌合的。烘爐和燒結(jié)過(guò)程中升溫過(guò)快，爐料中的水分因急速逸出會(huì)在爐壁上形成大量微孔，這些微孔可能會(huì)導(dǎo)致金屬液的滲透和吸附爐渣。因此制定并嚴(yán)格遵守筑爐工藝操作規(guī)程是提高爐襯壽命的首要條件；
2、感應(yīng)電爐容量的增大及爐壁厚度的降低都會(huì)影響使用壽命。容量增大，爐壁承受金屬液的靜壓力就增加。爐底與爐壁結(jié)合處的壓力最大，此處也是比較容易出現(xiàn)問題的部位。隨著靜壓力的增加，金屬液向爐壁的微孔或微裂紋中滲透的幾率也增大；電磁攪拌力也會(huì)增大，對(duì)爐壁的沖刷作用也增強(qiáng)。有的單位一味追求超裝，降低爐壁厚度，特別是較大電爐，爐襯的壽命會(huì)很明顯降低。選擇適合大容量電爐的爐襯材料并達(dá)到合理壁厚，可以改善其使用狀況。
3、熔煉溫度：熔煉的金屬液溫度過(guò)高會(huì)造成熔渣對(duì)爐襯的侵蝕加劇；金屬液流動(dòng)性增加向裂紋滲透加透，加劇了金屬液對(duì)爐襯的化學(xué)侵蝕。高溫出鐵、低溫澆注，一直是操作的準(zhǔn)則。但是每一種鑄件都有其熔化工藝要求，在達(dá)到適合的溫度時(shí)，不要過(guò)于追求過(guò)度的超溫，要經(jīng)常觀察和測(cè)溫。在盡量控制過(guò)高熔煉溫度的同時(shí)，也不要出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間高溫或保溫等待澆鑄的情況，過(guò)高的溫度不但易使合金燒損，也會(huì)損傷爐壁，同時(shí)能耗也會(huì)增加；
4、熔煉材質(zhì)的影響：剛打好的爐襯，爐壁尚未完全燒結(jié)好，前幾爐要用較潔凈的金屬材料，盡量避免成份復(fù)雜，含鐵銹、油污較多的材料，特別是油浸廢鐵屑。熔點(diǎn)低、流動(dòng)性好的材質(zhì)會(huì)對(duì)爐壁的滲透加??；熔點(diǎn)高的材質(zhì)需要較高的溫度。這些都有損爐襯的壽命，應(yīng)安排在中后期熔煉合適。另外熔煉不同的材質(zhì)應(yīng)注意金屬材料的屬性，如上一爐熔煉硫含量較高的鐵，下一爐熔煉高錳鋼極易造成爐壁侵蝕。成份復(fù)雜，含較多鐵銹、油污，沒有清理的廢料、回爐料在高溫、高氧下形成的氧化物之間有復(fù)雜的穿插互溶作用，極易形成粘渣，并侵蝕爐壁，會(huì)使?fàn)t壁出現(xiàn)疏松而熔損。帶入的雜質(zhì)不但加大了能耗，而且也會(huì)給鑄件質(zhì)量帶來(lái)影響。
5、熔煉操作的影響：熔化期金屬爐料能否順利熔化影響很大。裝料的松緊程度直接關(guān)系到爐料的熔化速度。為了快速加熱和熔化，裝料要力求緊密，但又要避免熔化過(guò)程中出現(xiàn)“架橋”現(xiàn)象，這樣會(huì)使下部已溶化的金屬液過(guò)熱，使金屬液吸氣和增加合金元素的燒損，延長(zhǎng)熔化時(shí)間，高溫和劇烈的渦流會(huì)嚴(yán)重侵蝕爐壁，出現(xiàn)“架橋”和處理“架橋”對(duì)爐壁的損傷很大。當(dāng)金屬液面過(guò)低時(shí)，要特別注意加料，如果加入大塊料而電爐又輸入高功率，則底部將產(chǎn)生嚴(yán)重過(guò)熱加劇侵蝕，整個(gè)爐襯中以中下部承受的靜壓力最大，溫度最高，沖刷最嚴(yán)重。熔煉的金屬液達(dá)到適合的溫度和質(zhì)量要求之后，應(yīng)停電出爐，這樣不但安全而且降低了能耗，還可以保護(hù)爐襯的下半部不致因過(guò)熱金屬液的沖刷而損毀。盡量縮短熔煉時(shí)間，降低鋼水熔煉耗電。
6、熔渣對(duì)爐壁的侵蝕影響：爐渣的酸堿度應(yīng)和爐襯材料的材質(zhì)相適應(yīng)。氧化鎂質(zhì)爐襯材料耐堿性渣侵蝕能力強(qiáng)；硅質(zhì)的酸性爐襯材料耐酸性渣能力較強(qiáng)；氧化鋁質(zhì)中性爐襯材料高溫下在不同的酸堿度中會(huì)表現(xiàn)出典型的兩性，其可以適應(yīng)不同酸堿度的熔渣，但相比酸性爐料和堿性爐料來(lái)說(shuō)稍差一些。加入爐內(nèi)的金屬材料會(huì)帶入各種不同的氧化物，不同材質(zhì)、不同爐次的爐渣成份也不盡相同。爐渣中存在的各種氧化物、碳化物、硫化物及各種形態(tài)的復(fù)合化合物，大部分都會(huì)和爐襯發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成不同熔點(diǎn)的新的化合物。反應(yīng)中生成的一些低熔點(diǎn)氧化物如鐵橄欖石（FeOSiO2）、錳橄欖石（MnOSiO2）等熔點(diǎn)一般在1200℃左右范圍內(nèi)。低熔點(diǎn)渣具有極好的流動(dòng)性，可能會(huì)形成助熔劑作用，對(duì)爐襯產(chǎn)生劇烈的化學(xué)侵蝕，從而降低爐襯的使用壽命。反應(yīng)中生成的高熔點(diǎn)渣如莫來(lái)石（3Al2O3?2SiO2）、鎂橄欖石（2MgO?SiO2）等，及一些高熔點(diǎn)的金屬元素熔點(diǎn)可達(dá)1800℃以上，懸浮在金屬液中的高熔點(diǎn)渣和低熔點(diǎn)渣之間還有比較復(fù)雜的穿插互溶作用，這些熔渣極易粘附在爐壁上并形成累積，造成嚴(yán)重的粘渣，影響電爐的功率、熔速和容量，直至影響爐襯壽命。
二、出現(xiàn)這樣的情況可以采取如下幾點(diǎn)措施來(lái)消除
（1）通過(guò)加強(qiáng)對(duì)入爐料的管理：大幅度減少帶有砂子、鐵銹、油污的材料和含有各種雜質(zhì)的廢料及回爐料的入爐是防止感應(yīng)電爐爐襯侵蝕和粘渣的重要措施；
（2）制定合適的工藝：根據(jù)爐襯和所熔合金的材質(zhì)制定加料順序和合適的熔化工藝，盡量減少雜質(zhì)和爐襯接觸的機(jī)會(huì)和時(shí)間也是防止感應(yīng)電爐爐襯粘渣的有效方法；
（3）采用新型輔助材料清潔金屬液和爐渣中的氧化物及雜質(zhì)：如脫氧采用多元素復(fù)合脫氧劑來(lái)代替單一元素脫氧劑。單一元素脫氧劑脫氧產(chǎn)物的熔點(diǎn)較高，在金屬液中以固態(tài)質(zhì)點(diǎn)存在，很難排出，也易粘附在爐壁上，而稀土元素，作脫氧劑雖然脫氧能力強(qiáng)，但其脫氧產(chǎn)物密度大也不易從金屬液中排除，而且稀土元素還容易與硅質(zhì)和氧化鋁質(zhì)爐襯材料中的SiO2和Al2O3發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，侵蝕爐壁。多元素復(fù)合脫氧劑如硅鋁鋇鈣脫氧能力強(qiáng)，脫氧后的產(chǎn)物是液態(tài)質(zhì)點(diǎn)，容易上浮除去。
金屬液中的多種溶渣化合物及多種有害的氣體，如果不能徹底清除，不但造成了爐襯的粘渣，而且也使鑄件形成各種鑄造缺陷，采用高質(zhì)量的除渣劑能夠?qū)⒔饘僖罕砻娴母≡宄蓛?，但是?duì)于混溶和懸浮在金屬液中的雜質(zhì)和氣體卻無(wú)法清除。這種情況，使用鋼（鐵）水清潔劑可以有效解決問題。鋼（鐵）水清潔劑是一種復(fù)合材料，適合在球鐵、灰鐵、碳鋼、合金鋼、高錳鋼、不銹鋼等材質(zhì)中使用?？梢詫摚ㄨF）水中的氧化物迅速還原清除，凈化鋼水，并明顯降低鋼水粘度提高流動(dòng)性。熔煉過(guò)程中，鋼（鐵）水清潔劑能有效軟化爐渣，防止不易熔解的氧化物粘附在爐壁上，從而提高能效縮短熔煉時(shí)間，對(duì)粘附在爐襯上的爐渣能有效清除，從而提高爐襯使用壽命。
三、小結(jié)
爐襯材料的壽命“三分在材料，七分在使用”。有效提高爐襯材料的壽命，除選擇合適材質(zhì)的爐襯料外，執(zhí)行嚴(yán)格的筑爐烘烤操作工藝，制定科學(xué)合理的熔煉工藝，采用新型輔助材料及細(xì)致的操作、精心的維護(hù)等工作都是提高爐襯壽命，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的有效途徑。
