柳州五菱柳機動力有限公司鑄造車間配置的兩臺中頻爐容量為3 t；熔煉材質為HT250 鑄件，原鐵水ω（C）=3.2%~3.3%，ω（Si）=1.65%~1.75%；為兩班制工作，出水溫度為1490 ℃~1 540 ℃；使用的爐襯砂為普通國產砂；在高溫、高碳量、低硅量、頻繁停爐以及爐襯砂為普通國產砂的工作條件下，中頻爐的使用壽命一直保持著較高的爐齡，平均使用壽命為205 爐，且絕大多數為正常侵蝕而造成的拆爐。

1 影響電爐坩堝拆爐的一些缺陷

1.1坩堝的正常侵蝕

在高溫狀態下，爐襯將與鐵液進行坩堝反應，如下式：SiO2 + 2C → Si + 2CO，溫度越高、C 越高、Si 越低，爐襯的蝕損將加劇，隨這爐襯的不斷地侵蝕，爐襯變薄，從而導致拆爐。

1.2 坩堝的異常侵蝕

1） 裂紋

裂紋分為垂直裂紋和橫向裂紋。垂直裂紋在爐冷的過程由于爐襯的收縮將不可避免的產生，在冷爐啟動熔化時，只要控制好升溫速度，一般均可彌合，因此垂直裂紋危害較小。橫向裂紋由于在沖爐過程中爐襯產生分層或者在使用過程中產生上下較大的溫差而產生的，容易使鐵液滲入，且在使用過程不斷的擴展，容易造成漏爐，因此橫向裂紋的危害很大。

2）孔洞

孔洞主要是局部筑爐質量不好或者在沖爐過程中落入異物或者烘爐過程排氣不良所致。穿透性的孔洞會造成直接漏爐，未穿透的孔洞也大大降低了電爐坩堝的使用壽命。

3）其他原因

有時為了維修電爐設備等原因，不得不拆爐，從而造成了電爐坩堝使用壽命的結束。

2 提高電爐坩堝的使用壽命的措施

以下從爐襯耐火材料、鋪爐工藝、筑爐工藝、烘爐工藝和使用工藝等方面介紹如何防止缺陷的產生，從而提高電爐坩堝的使用壽命。

2.1 爐襯耐火材料

爐襯耐火材料質量及其性能的好壞對爐子的使用壽命起到根本的作用。

1） 筑爐耐火材料要有良好的性能

要求耐火材料具有相當高的耐火度，抵抗高溫熱負荷作用，不軟化，不熔融；具有高的體積穩定性，抵抗高溫熱負荷作用，體積不收縮和僅有均勻膨脹；具有相當高的常溫強度和高溫熱態強度，高的荷重軟化溫度，在高溫熱負荷和重負荷的共同作用下，不喪失強度，不發生蠕變和坍塌；具有好的耐熱震性，抵抗溫度急劇變化，不開裂，不剝落；具有良好的抗渣性。

2） 耐火材料的成分

耐火材料中的雜質，在高溫下能形成低熔點的化合物，從而降低了耐火材料的耐火度。隨著耐火材料中雜質含量的增加，耐火度降低，坩堝的使用壽命下降。因此，爐襯砂中要保證石英含量，嚴格控制雜質成分，車間對爐襯砂成分控制如下：

ω（SiO2）≥98.0%；ω（Al2O3）≤0.5%；ω（Fe2O3）≤0.5%；ω（TiO2）≤0.05%；ω（H2O）≤0.5%。

3） 耐火材料粒度配比

耐火材料合理的粒度配比，可以在筑爐過程中容易形成密度高的耐火層，在使用過程不易出現缺陷。耐火材料粗、中、細3 種粒度配比不當將會降低使用壽命， 車間使用的耐火材料為專業廠家提供，粗細配比如下：3.35mm~5 mm、0.85 mm~1.70 mm、0.1mm~0.85 mm、0.1 mm 以下的比例分別為17%、33%、20%、30%。

2.2 鋪爐工藝

鋪爐質量對爐子的壽命和安全有著重要的意義。鋪爐時先檢查線圈是否有損傷，如有，則在損傷部位涂刷絕緣漆，將其修復；再用水玻璃拌耐火泥修平爐墻，并將爐墻及爐底清理干凈；依次鋪設事先按尺寸剪好的云母板、報警不銹鋼網、石棉布；用銅芯線接好報警不銹鋼網穿出爐子線圈外，再用三個漲圈在鋪好石棉布的爐子爐墻下、中、頂部漲緊；鋪好的爐子，應蓋好，避免雜物落入其中。

2.3 筑爐工藝

1） 筑爐工具

①筑爐機選取是否得當也影響到筑爐質量。車間使用的是電動振動機。就以電動振動機而論，筑爐機的功率、頻率、重量均要達到車間的具體要求，要保證在筑爐過程中避免分層現象，同時要保證得到密度高的爐襯。

②車間的筑爐工具有搗固叉、平錘等，搗固叉用于舂爐底、爐墻，平錘用于在爐底舂好后將其舂平。

③坩堝模的制作有幾點注意事項：要合理設計排氣孔以利于在烘爐過程水汽的排出；轉角處應為圓弧，避免出現銳角；焊縫必須打磨光滑；坩堝模壁厚應保障其剛度，可在模內焊上加強筋，以防止在舂爐過程中出現變形。

2）筑爐前工作準備

在筑爐之前要做好工作準備。檢查線圈是否損壞，若有則采取措施進行處理；準備好各種筑爐工具，并檢查好筑爐機是否有螺釘松動、搗固叉叉子是否有牢固等以防止異物落入爐襯中；準備好筑爐材料，并將袋子剪開，要求對開平剪，以避免在加料過程中，包裝紙落入爐襯中；準備好照明工具，以觀察筑爐過程中的具體情況；準備好坩堝模，檢查其各種尺寸看其是否變形，如有變形可更換坩堝模，將坩堝模表面的鐵銹用砂布磨光，并用掃把掃干凈，用小木柴將排氣孔堵住但坩堝模表面要光滑，防止其在舂爐時爐襯砂從排氣孔排出，準備好后可待用。

3）筑爐過程

爐底和爐墻的質量好壞直接影響到爐子的使用壽命，因此這個環節至關重要。中頻爐爐底厚為300 mm，爐墻厚為110 mm。筑爐底時加入料為16包25 kg 裝的爐襯砂，由三臺筑爐機進行搗固，時間為50 min 左右，以保證其獲得結實的爐底；筑好爐底后放入坩堝模，用定位尺校正壁厚，要求各方向誤差小于5 mm，然后用木契緊固，并放入壓爐鐵塊以防止坩堝在沖爐過程中的移動，再用平鏟鏟松坩堝和石棉布之間的石英砂；由于坩堝模的傾斜處不容易搗實，因此，爐墻第1 層加料需少些，以避免出現局部不緊實或者分層現象，第1 層加料為4 包爐襯砂；第2 層至第6 層每層加料為6 包，搗固時間均為30 min 左右，加料量要保證筑爐機能搗固到前1 層，以避免分層現象，加料量要根據具體情況來確定加料量；由于在沖爐過程中不可避免的出現粗粒上浮現象，每弄好1 層后，要把浮在上面的粗粒分開，以避免出現分層現象；爐子封頂后，用石英砂拌水玻璃鋪在爐子頂部和出水槽，將其搗緊，修平；爐子修筑好后，蓋上石棉板，插入熱電偶并定好位，做好烘爐準備。

2.4 烘爐工藝

烘爐是為了獲得燒結層的過程，燒結層的好壞直接影響到了爐子的使用壽命，烘爐是一個重要的環節。爐腔筑好后，應立即進行烘爐；烘爐前，檢查電氣設備、冷卻水系統是否正常；烘爐時要嚴格按烘爐工藝進行，烘爐曲線如圖1。

烘爐工藝是烘爐過程中的關鍵因素，具體要點：

①要控制好加熱速度，特別是烘爐早期，如果加熱速度過快，爐襯中的水分排出過快則容易形成裂紋，使爐子的壽命大大縮短。

②當爐襯被加熱到573 ℃時，爐襯中的β-石英快速轉化為α-石英，體積膨脹0.82%。溫度繼續升高，α-石英在870 ℃轉化為α-鱗石英，體積膨脹16%。在石英相變過程中膨脹過快

將容易引起裂紋甚至剝落，因此在400 ℃加熱到600 ℃時， 加熱速度應減慢，而在870 ℃時應保溫1 h~2 h， 使其能緩慢且完全的相變。

③烘爐最后階段為燒結保溫，燒結溫度根據具體耐火材料而定，一般希望能得到厚度為爐襯厚30%的燒結層，因此，一般燒結溫度高于出鐵溫度50 ℃~100 ℃。

2.5 用爐工藝

爐子使用過程的各種工藝對爐子的使用壽命也相當重要，各種操作不當均可能會降低爐子的使用壽命。因此在使用過程中應注意以下幾點。

1）由于新爐的燒結層較薄，因此新爐的使用工藝很重要。新爐出水的第1 爐應出50%即加料熔化，這樣可避免全部出水后加料使爐襯驟冷而出現裂紋等缺陷；新爐盡可能地進行連續熔煉，避免間斷熔煉忽冷忽熱而造成的裂紋，一般應連續熔化1 個星期；新爐使用時，下料時盡量避免強烈沖擊爐底和爐墻，避免在強烈沖擊下出現的爐襯剝落、裂紋等。因此要獲得高爐齡，爐子早期用爐工藝要做好。

2）熔煉過程中盡量避免高溫熔煉。在高溫狀態下，爐襯將與鐵液進行坩堝反應，如下式：SiO2 + 2C → Si + 2CO，溫度越高、C 越高、Si 越低，爐襯的蝕損將加劇，尤其在新爐時更為明顯，因此熔化時在保證出水溫度下盡量避免高溫，出水溫度為1 490 ℃~1 540 ℃， 但在熔煉過程中一般控制在1 490 ℃~1 520 ℃；值得一提的是，在出水后斷電使處于較低溫度保溫，準備出水時再根據上一包水的溫度進行升溫，這可減少高溫鐵液對爐襯的侵蝕，延長爐襯使用壽命，降低電耗，是提高爐齡、降低電耗的好方法。

3） 避免爐襯過熱。由于中頻爐升溫速度相當快，當熔煉工不注意時，使爐料出現“架橋”現象而使爐襯出現局部高溫甚至超過爐襯的耐火度，這樣有可能使爐襯熔融而蝕損；或者當爐前工不注意時， 熔化溫度太高時也可能使爐襯熔融而蝕損；這樣將大大降低爐襯的使用壽命，因此，在熔化過程中一定要隨時注意，比如熔化工要勤捅料、爐前工根據鐵水顏色隨時掌握鐵水溫度以確保爐襯安全。

4）在使用過程中，由于故障等原因需要長時間停爐時，應將爐內的鐵液倒空，避免鐵水冷凝時對爐襯的拉裂而使爐襯損壞；當無法倒清鐵水時，且鐵水已經冷凝，在無法判斷爐襯是否完好時，為了安全起見應進行拆爐。

5）使用過程中尤其新爐時盡量使用干凈的爐料。

6）在停爐冷卻時，為了避免爐襯驟冷，應進行空爐冷卻，同時為避免爐襯在冷卻過程中上下溫差過大而產生裂紋，應蓋爐蓋，使爐襯在冷卻時上下均勻，從而保證爐子的使用壽命。

7） 由于爐冷時不可避免的出現垂直裂紋，因此，冷爐啟動時，應先低溫烘爐，再進行熔化，從而使裂紋能先彌合，避免鐵水熔化時滲入裂紋使裂紋進一步擴展。

8）爐子使用過程中要注意觀察爐況，觀察好爐況就是對爐子的一種保護，每3 日測量爐底，每日每爐均要觀察爐墻，從而保障了爐襯的安全。

9）對電爐設備進行維護和保養，如經常進行吹掃線圈，清掃線圈上的雜物防止線圈擊穿，從而避免了由于設備故障而導致的拆爐，有效的提高了坩堝使用壽命。

3 結論

中頻感應電爐要想獲得較高的爐齡，要做到以下幾點：

1） 要選取性能較好、成分較純、合理粒度配比的耐火材料。

2） 鋪爐前要檢查好線圈是否損傷，鋪爐時要鋪好絕緣板、不銹報警網、絕熱板等。

3） 要選取好筑爐工具，并做好筑爐前的各項準備工作，控制好每層的加料量及搗固時間，筑爐時避免異物落入，盡可能獲得結實且潔凈的坩堝。

4） 烘爐要注意加熱速度，保證爐襯砂水汽緩慢且完全排出；在石英相變時應降低加熱速度或者保溫使其能緩慢相變直至完全相變。

5）做好各項用爐工藝，盡量避免其缺陷的產生。

（轉自：互聯網，作者：柳州五菱柳機動力有限公司易致達。在此表示感謝！）