无芯感应炉用炉衬材料的选择

　作者 赵敬忠

　　西安理工大学材料科学与工程学院

　　摘 要 介绍了感应炉炉衬耐火材料的使用环境，分析了感应炉炉衬结构以及在不同的使用环境下的使用情况和材料选择。

　　关键词 感应炉,炉衬,耐火材料

　　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。

　　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、寿命长的感应炉衬，首先要了解无芯感应炉中炉衬耐火材料的工作环境。其中耐火材料工作环境的特点为：(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，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；(2)良好的热稳定性；(3)不与金属熔渣及其熔化时所存在的成分等发生化学反应；(4)具有高的高温机械强度；(5)具有好的隔热性和绝缘性；(6)材料的施工性能好，填充密度高，烧结性能好，维修方便；(7)资源丰富，价格低廉。

　　1 炉衬的结构及所用耐火材料

　　1.1 炉衬结构

　　如表1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)，其后是干式捣打热面炉衬。干式热面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。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，但导热系数大大高于云母，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。