提高铸造电炉坩埚使用寿命的措施.docx

感应电炉炉衬的使用寿命影响着炉龄，而炉龄的长短直接影响着炉子的生产率、生产成本、生产周期等，因此如何延长炉衬的使用寿命，是需要着力思考的问题。一、炉衬材料对炉龄的影响选择炉衬材料必须要与熔炼的金属材质性能相对应，还要考虑其价格。采用石英砂+2%硼酸作炉衬来熔炼高铬铸铁、中低合金铸钢和高合金耐热铸钢。实践证明，由于炉衬烧结后的 SiO2 为主炉壁，其强度偏低，难以承受金属液的静压力、热侵蚀和加料造成的冲击，炉衬极易在早期失效；另外，出金属液的温度及熔炼保温温度与石英砂的耐火度不能相适应，使得炉衬容易受侵蚀剥落，炉龄仅有 20 炉次。采用 50%冶金镁砂+50%电熔镁砂+2%硼酸混合打结作炉衬，其耐高温侵蚀性能好，但抗急冷急热能力差，膨胀收缩大，容易产生裂纹引起穿炉，炉龄一般在 40 炉次左右。采用厂家生产的镁砂定型炉胆，使捣打和烘炉烧结方便，因其经高压压制，致密度高，耐冲击、侵蚀性能较佳。但使用时，炉衬容易产生龟裂剂各种横、竖裂纹，在间隙断续开炉时更为突出。出现裂纹后，较难进行修补，一般炉龄在 50 炉次左右。采用镁铝尖晶石料捣打炉衬，平均炉龄可达 120150 炉次或更长。以 w(Al2O3)为 8505%、w(MgO)为 14%、其他材料为 0.5%捣打烧结炉衬，适用于熔化碳钢、合金铸铁、铸铁；以 w(Al2O3)为 75.5%、w(MgO)为 22%、其他材料为 2.5%捣打烧结炉衬，适用于熔化不锈钢、低合金钢、低碳钢剂碱性铁合金；以 W(Al2O3)为 83.5%、w(MgO)为 13.5%、其他材料为 3%捣打烧结炉衬，适用于熔化中性和碱性金属。Al2O3、MgO 料的质量直接影响炉龄，以中刚玉、电熔镁砂为佳，用镁铝尖晶石、铝镁尖晶石的炉料捣打烧结炉衬，炉龄一样。二、筑炉的打结工艺影响选定炉料之后，决定干式或湿式捣打、炉料种类、块度组成、黏结剂、助熔剂等，然后确定捣打工艺。（1）筑炉工具常用筑炉捣打、耙平、加料、抹匀的工具有杵耙（平耙、齿耙）、撬、镘刀、锤（带柄，长短大小视操作方便），勿用铁（钢）质工具，用木质、石质工具，主要是为了不使铁质屑粒和器物混入炉料。铁质屑粒混入电炉炉衬后，其炉衬中铁质熔化、凝固、膨胀、收缩作用会使炉衬开裂。中小型电炉用以上工具捣打。中大型电炉采用手工电动筑炉机、炉底气动振动器、二锤头气动锤击机等夯实。（2）炉料捣打所有炉料使炉衬不断经受酸性、中性或碱性过程，最好先进行磁选，不使铁质混入炉衬。中小型电炉炉衬，将材料按要求搅拌均匀，逐层夯实。中大型电炉衬炉，采用手工电动筑炉机、炉底气动振动器、二锤头气动锤击机将炉壁逐层夯实，由底而上。坩埚出料嘴打筑与炉衬材料稍有不同。（3）烧结工艺采用不同炉料，如石英砂（SiO2)、刚玉（Al2O3)、镁砂(MgO)或多种混合耐火材料；镁铝尖晶石、铝镁尖晶石，辅用黏结剂。炉衬打结好后自然干燥，开炉烘烤、烧结务必遵循各耐火材料的特性及物化反应要求。（4）定型坩埚购用市场上的定型坩埚，由于供应厂家的原耐火材料质量差异，捣打压制工艺、焙烧工艺等不同，影响着使用寿命，有 50 炉次、100 炉次 120 炉次以上等（仅指熔炼铸铁而言），其寿命差别较大。当然还包括安装、使用的影响。三、熔炼操作工艺的影响（1）炉衬的性质（酸性、中性、碱性）应与熔炼合金性质匹配如一些中小厂家，感应电炉是硅炉衬，但为了生产需要，偶然也熔炼高锰钢铸件，那么钢液中的 MnO（碱性）会对炉衬中 SiO2（酸性）有侵蚀，使炉衬使用寿命缩短。（2）开炉方式影响炉衬寿命三班制寿命超过两班制，两班制寿命超过单班制。熔炼金属液总吨位也有决定性影响。如果是硅质炉衬，SiO2 是不良导热体，炉衬内部又存在着很大的温度梯度，炉衬断面分布烧结层、过渡层、松散层，尽管捣打、烧结得比较理想，但在频繁的冷热、膨胀收缩交变下，其使用寿命也将急剧缩短。（3）熔炼温度与高温保温时间对炉衬使用寿命的影响温度越高，保温时间越长，炉衬的使用寿命越短。尤其是超过炉衬耐火度的高温长时间保温，则炉衬侵蚀、剥蚀很厉害，寿命就更短。由反应 SiO2+2CSi+2CO 可知，金属液中 w(C)越高，w(Si）越低，炉衬蚀损加剧。熔炼球墨铸铁，w(C)较灰铸铁高，w(Si)则低，而熔炼温度又高，因此炉衬寿命缩短得快。（4）增碳剂的影响主要是增碳剂的质量、成分、熔炼时的工艺和加入的废钢等相互作用对炉衬寿命有影响。增碳剂石墨团对炉壁黏着吸附铁料混合物也有影响。造渣反应对炉衬使用寿命的影响造渣合金带入杂质的影响及对策。FeO、Fe3O4：锈蚀废钢（铁）与硅质（SiO2）炉衬生成低熔点铁橄榄石，侵蚀炉衬。应是使用处理后的洁净废钢。SiO2、Al2O3、CaO：残留炉渣凝聚物，熔炼时与炉衬发生物化反应，侵蚀炉衬。除渣剂造渣后应及时清除。MnO：与炉衬反应生成