电炉炉衬的使用寿命

电炉炉衬的使用寿命

电炉炉衬的使用寿命对于需要连续大规模生产的冶金、铸造企业来说具有

重大意义。我公司使用无芯感应酸性炉衬电炉(先是1.5t工频炉，后为2 t、

3t中频电炉)熔炼灰铁和球铁铁液，炉衬寿命平均达到400次以上，最高达到620炉(按总出铁量除以电炉额定铁液容量计算

达到电炉的高炉龄是一个系统工程，必须做好以下各方面的工作。

1筑炉前期工作

包括水冷、感应线圈、磁轭、支撑胶木、绝缘涂料、耐火胶泥的检查和处理。

1.1要求各个部件之间必须连接稳固，通电元件之间必须部件本身无隐患、保持规定的距离，通水元件本身及连接无渗漏；通电线圈上必须无多余金属残

留物且涂刷专用线圈涂抹料(绝缘材料)；线圈内侧圆周之间必须要涂抹专用耐

火胶泥，耐火胶泥在线圈内部形成的柱(锥)面必须光滑，不允许出现凸凹点、

在线圈每匝之间形成良好的连续填充；凡涂抹料、耐火胶泥在筑炉前必须干燥，可以自然停留24-48h晾干，也可以晾干12h后置人坩埚模小功率10kW左右烘

烤1~2h烘干。

1.2目的达到尽量减少因为炉体的绝缘(胶木发烟、匝间短路和感应线圈吸

附铁豆)、漏电、炉体内圆柱(锥)面影响炉衬自然收缩产生裂纹等意外事故，而导致的必须或者难以判断的停炉、拆炉。

2筑炉工序

包括筑炉准备工作、筑炉操作两个步骤。

2.1筑炉准备工作

2.1.1筑炉工具

一般要用到以下三种工具：耘松叉、捣固叉、捣固锤和通用的连接棒、电

振动器等。(1)耘松叉：因为并排几个铁齿较短(一般常为40~50mm)、较细且端

部较尖，主要用于把加入坩埚四周的炉衬材料耙匀并预叉实，在加入后一层炉

衬材料之前把前一层筑好的炉衬上表面耘松约20mm。

(2)捣固叉：一是要求齿的分布形状与坩埚圆周仿形，便于叉到坩埚模的边沿部位；二是叉齿的长度应比较适中，达到电振动器传输冲量到前一层与本层

的交接处又不至于影响效率，取100~120mm的齿长较合适。

(3)电振动器：拉法基乐法耐火材料(上海有限公司)和美国联矿生产的电振动器性能卓越，比一般的气动、手动筑炉振动效果好得多且效率高；另外，乐

法提供的不用叉、锤，在坩埚壁上三个振动点的新式电振动器更具有效率极高、炉衬整体均匀优质的特点。

2.1.2坩埚模

额定3t以内一般为5~6 mm的A3钢分段焊接而成。1.5t以上的电炉坩埚

模一般是在烧结阶段被熔化，因为这个规格以上的坩埚模即使加大斜度也难以

拔出，即使拔出也很可能拉裂炉壁，烘烤烧结效果(特别是均匀性)比不上熔掉

坩埚模，否则将得不偿失。另外其结构特点将对炉衬寿命有直接影响。

(1)坩埚模主体圆周：这一段可以根据线圈处内面耐火胶泥层的形状(炉衬

推出式一般从炉底至炉口有一定便于炉衬推出的斜度)，保持一定炉衬厚度而让坩埚此段随形，也可以以保证最薄位置的安全厚度将此段做直。根据使用中此

段的侵蚀状况而将坩埚此段在电炉厂家规定的坩埚圆周尺寸上每边缩小

10mm~15 mm。

(2)坩埚模高度的确定：一般认为，底部炉衬厚度以达到高过最下面一匝感应线圈为基准，但是在实际过程中应充分考虑以下因素：熔化效率、熔炼材料、中/工频炉的炉衬侵蚀部位。一般情况下生产灰铁或者球铁的中频炉的炉底侵蚀不大(大约30~50mm)，可以按压着最下面一匝感应线圈上沿为准，而工频炉的

炉底侵蚀比较严重(往往达到100mm以上)，这就要求将工频炉的炉底比同规格

的中频炉炉底炉衬厚50~100mm，整个坩埚模的高度应为炉底炉衬上平面至炉沿

平面垂直高度距离加上高过炉沿平面约50mm的高度，这个高度有利于后面的满炉铁液烧结炉衬，具体高度以不影响合上炉盖准。

(3)转角处的尺寸和形状：这是至关重要的。因为灰铁、特别是球铁在高温(1500~1550℃)下此处易产生"大象脚"侵蚀，而且此处的耐火胶泥层直径也较小，所以此处是可能穿炉的"薄弱环节"。这个地方的转角应该平缓，转角梯度由一

次改为不低于二次，而整体炉衬应该加厚是一个基本方向。

(4)钻排气孔和底部形状：在坩埚模底及侧壁上应按200-300mm的间距钻出呈菱形分布的小孔，这有利于烘烤阶段炉衬材料中水分的排出和增大电阻，提

高发热烘烤效果。孔的直径在3mm左右较好，太小则排气效果不好，太大则导

致筑炉时炉衬材料从孔中大量喷人。坩埚模底部平面不能向内凹进，最好水平，要么由中心向外凸出1mm左右，以免筑炉后底部有气隙和结构性应力导致烘烤

烧结时"底爆"。

(5)其余：焊缝必须打磨光滑不留锐角；坩埚的外圆尺寸公差及同心度严格限制在5mm以内；备用坩埚模应在使用前除锈。

2.1.3筑炉材料

这里指的是炉衬材料，熔炼灰铁、球铁铁液一般选用二氧化硅为骨料配粘

结剂硼酸等的酸性炉衬。材料的好坏是决定炉衬寿命的第一要素，对此有以下

要求。

(1)用量不大的可以自己配制

①石英砂成分ω为：SiO2 99%，CaO 0.5%，MgO 0.5%，FeO 0.5%，Al2O3

0.5%，H2O 0.5%。

②配方

目数：6~8、10~20、40~70、200及以下；比例：分别为30%、20%、30%、20%。

另外加入2.0%~2.2%未潮解的过筛硼酸；对上部(感应线圈最上面一匝平面

以上)"炉领"炉衬材料最好适量加入模数在2.2~2.8的水玻璃。

③混制：首先对石英砂进行磁选，再把各种目数的石英砂按以上配比加入，用铁铲翻转均匀；按以上配比加入硼酸，再翻转均匀，最后用手再次搓匀。混

制炉领炉衬材料时硼酸加入量取下限，与水玻璃同时加入并翻转均匀和用手搓揉，水玻璃的加入量以硅砂的粉尘全部变潮、手捏不成团为准。否则，加入过

多炉领处易开裂。

(2)用量较大且需要连续生产时最好选取专业炉衬材料厂配制好的"干打料"。对此作以下说明。

①供应商和炉衬材料种类、牌号的选择：外国厂家有联矿(天津)、拉法基

乐法(上海)等，国内厂家有沈阳力达等；需要什么种类和牌号的材料只需要提

供给供应商所在单位熔炼合金种类、最高使用温度等参数即可。

②对供应炉衬材料的使用前检查：一般库存量够用即可，以防炉衬材料回潮；使用前必须检查是否回潮结块，否则要么停用，要么将潮湿料仅仅用于修

筑炉嘴，否则容易导致炉衬局部裂纹、剥落。拆开袋后的炉衬材料要求经过磁选，对非石英质的其它杂质也尽量选出

对材料的种类、牌号等应在使用中适时调整。

3筑炉操作

3.1耐火、绝缘材料的铺设

对内部涂有耐火胶泥的特别是拆炉衬为推出式的，建议先铺设一层云母板，再铺一层石棉板；对非以上情况的，铺设两层石棉板、一层云母板，其中云母

板置于两层石棉板之间，要求云母板、石棉板的接头应在50~100mm，且接头应

相互错开；云母板、石棉板与线圈内侧(或者耐火胶泥层)之间必须伸展、紧贴；云母板、石棉板必须用张紧圈张紧，特别是在炉口部位必须箍紧，不得留下让

异物(特别是铁屑)掉入的隐患。

3.2倒砂、拨匀