电炉浅谈与炉衬安全、炉衬寿命有关的几个问题
生产过程中安全无疑是重中之重,以我们的电炉来说安全的关键就是以电炉线圈为主，而电炉线圈的安全与炉衬状态有着直接的关系,一个好的状态的炉衬不仅可以保证安全的生产，还能从炉衬寿命问题上降低我们的生产成本。
大家都知道一对好的状态的炉衬揍与我们作业过程中的施工筑炉过程、炉衬烧结过程、生产使用过程这三点有着直接关系.下面就来与我着从这三点来出发谈谈与我们炉衬安全状态相关的疑问。
一． 筑炉施工中的问题
炉衬的使用状态和筑炉有着最直接的关系，下面就根据我们的筑炉顺序来谈一下在筑炉时经常遇到的问题。
1.筑炉前的准备工作
（1） .线圈浆料的修补
在我们的电炉使用中,由于长期对炉衬拆解安装循环使用会造成我们的电炉线圈浆料产生不同程度的破损,对电炉来讲,这层线圈浆料是保护线圈的最后一道屏障,如果破损没有及时修补会让线圈受损机率增加, 随之也影响到我们生产中的安全系数,所以每次进行筑炉施工之前对线圈浆料的修补十分的必要,在进行修补前首先就是要把破损面的灰尘清洁干净,在确保裸漏的线圈周围没有沾附上次炉衬遗留的石英砂或其他材料之后用专用的线圈浆料材料663A(塑性A78材料不要用,因为A78料中含酸性成分,长期使用会对铜质线圈产生腐蚀,使线圈厚度受到影响)兑适量水分搅拌后均匀涂在破损处,其厚度应保持和完好的线圈浆料一至,电炉中频电炉_山东华信中频电炉 感应加热设备__比特网,并在同一个圆弧面上,在进行修补工作之后,如果破损面比较大时一定要先进行烘干材料中的水分,然后再进行筑炉作业,如果创面比较小可等待一段时间让其自行固化干燥后再进行炉衬施工作业.
（2）.报警线的安装
在安装漏炉报警线时在电炉内部要保证每根报警线之间分开有一定的距离(5--10厘米),这样做是为了降低报警线的聚热性,防止报警线熔化造成炉底出现漏铁水现象.在炉底施工前还应该把固定好的报警线用一块面积30*30CM左右石棉板或石棉布压在报警线上,因为固定好的报警线往往在拉力的作用下或在加料施工过程中有不同程度的翘起, 压住后会使其能紧贴炉底推出块,这样做的目的是为了保证炉底设计厚度的标准性和电炉的设计容量,另外还能保证在炉底施工过程中报警线的稳定.电炉外部固定报警线时,要考虑到报警线与炉体的绝缘性,除了报警线镙杆用绝缘套筒之外,在固定垫片处也应该用绝缘垫片,这是为了防止在生产过程中报警线连接的地线如果脱落，在熔化过程中会造成操作人员与炉内铁水和炉体形成串联会造成触电现象.在连接好报警线之后还应该进行确认报警线是否接通,然后再进行下一步工作.
（3）.备衬的安装
为了能使方便在拆解推出需要重新施工的炉衬时,我们一般都会使用备衬,也叫滑动平面层,使用备衬能省力的去除需要重新施工的炉衬,同时还能起到一个保护线圈浆料的作用,我们现在使用石棉布为备衬,石棉布在作为背衬使用方面一直有其不可避免的缺点，首先是其石棉成分对人体健康的影响，因为石棉纤维在被人体吸入肺部后是很难排出体外的，严重的还会产生致癌性，所以大家无论是在工作中的任何作业时都应该配备好公司所配发的劳保用品。第二，就是石棉布的韧性不够，我们在炉底和炉衬施工时经常有不小心碰到石棉布而造成石棉布破损，给我们带来不小的麻烦，而这些破损处如果万一没有及时处理就有可能有影响炉衬安全的问题出现。还有一点就是其热导率的问题，石棉本身就是一种隔热物体，在我们的炉衬使用中炉衬一直有着比较分明的温度梯度，由于石棉布的热导率较差和其厚度过厚等原因会影响到炉衬的热损效果造成炉衬松散层厚度减少，这给我们的生产使用过程带来一定的安全隐患。由于石棉布存在着以上缺点，现在列些铸造厂家都在使用云母纸来替代石棉布，云母纸有较好的韧性，而且其厚度只有0.32毫米，根本不会影响到炉衬的温度梯度。另外由于云母纸的不透气性也能大大降低炉衬在烧结过程中由于炉衬料中的水气问题造成的误报警次数等这些优点使云母纸迅速的普遍作为备衬使用。在铺设备衬前要根据电炉的大小高度提前准备好,铺设时先清除上次遗留在炉壁上的材料,清除干净后才能铺设,铺设时要一人下到炉膛内部，另一人则站在炉子上面把备衬料垂直放下,长度为超出炉底顶出块10-20CM,然后由炉内人员负责将它捋平,让其紧贴炉壁,然后在放第二块备衬,放第二块备衬时要和块重叠搭接10CM左右,防止加炉衬料时冲开备衬,依次类推放下其剩余备衬料,直到把炉子线圈完全遮住.
2.炉嘴的施工
在进行炉嘴施工时要做的首先是要把炉嘴处的材料接触面清洁干净,然后用A78塑性料做出炉嘴的几何图形,上面打上细孔(目的是在塑性料干燥过程中顺利排出其中水气,不然会造成炉嘴的开裂破损现象),在施工炉嘴与炉衬料的接触面时一定要保证炉嘴料和线圈浆料在一个垂直面上, 并保持同样的弧度，炉嘴料一定不要搭接在炉衬料上，因为炉衬在冷炉和起炉时是有一定的收缩和膨胀性，两种料相互搭接会增加它们之间的间隙，造成粘铁现象.施工完炉嘴后有条件一定要进行烘干后在进行炉衬作业,因为A78塑性料在干燥后会有1%-2%的收缩性,烘干后再进行炉衬作业能更好的保持和炉衬料之间的紧密性,能降低塑性料与炉衬料之间出现渗铁现象的机率.
3.炉底的施工
在进行炉底施工初始加料一定要有人在炉内进行加料作业,这是为了能更好的把备衬整理的更平整,使备衬不会影响到炉衬达到更好的效果.炉底次加料可多加一些(次加料可在 10CM,然后每次控制在5-8CM左右),如果加的太少排气叉直接接触到底部推出块,会达不到排气的效果, 加好料后要先找平,洒水车价格，再排气4-6遍，排气工作完成后一定要把石英砂表面刮毛然后才能进行第二次加料,这样做可以避免不同层次加料而产生的分层现象.在进行排气工作时要注意报警线与线之间的位置的排气不要疏忽,如果施工过程中有把报警线打弯的现象应立即恢复原状,再进行排气作业。炉底的加料高度加至高于报警线10CM的高度,因为在炉底在震实的时候还会有一定的下降空间,如果没有足够的下降空间会使在震实过程中报警线直接顶在平板震动器上而有可能使炉底石英砂的密度没有达到标准,在生产使用过程中因冲蚀过快而达不到正常的使用寿命。炉底施工完找出至少1-2根报警线后将报警线水平方向表面浮料层刮掉，然后用水平仪把炉底材料找平。在炉底经过平底震动震实之后还要注意备衬情况，当备衬出现破损现象时要及时清理掉破损面并保证在炉衬料内没有参杂破损备衬材料后才能进行下一步施工。
4.坩埚模具的放入
坩埚的设计为了能更让炉衬料中的水份能更好更快的排出，坩埚表面会每间隔25CM就钻一个3―5MM的细孔，在放入炉内前要把坩埚模具表面清洁干净, 然后用胶布把细孔封住，这样做的 目的是让其表面没有有铁锈或灰尘,这样才能保证没有杂物参入石英砂内而影响到炉衬烧结的效果.另外封住的细孔可以防止在 震实作业时出现跑料现象。坩埚在放入炉内时我们要保证坩埚“一平、二正、三相等”的原则，“一平”是指坩埚在放如炉内后要平稳，不能有大范围的晃动，防止在加炉衬料或进行排气工作时坩埚出现移位。“二正”是指坩埚放入后不能有倾斜现象，要保证坩埚上下在一条垂线上。“三相等”就是指坩埚的位置一定要在正中位置,要保证坩埚壁每以点到线圈的距离都是相等的，这样将来炉衬的厚度才能一致。这几点非常重要，因为坩埚的位置是否正确直接影响到炉衬的使用寿命。放好坩埚后还有一个重要的步骤，就是要在加炉衬料前一定要把坩埚底部平面的石英砂进行刮毛工作，因为现在的炉底经过震实之后密度很大，刮毛时很难达到所需深度，我们可以先用排气叉用力把炉底料插松，然后在刮毛，这样做的目的是为了避免这个部位很容易出现的分层现象。
5.炉衬的施工
在加炉衬料时由于坩埚的设计和炉子的需要，这个在炉衬底部会有一段斜坡，此位置直接关系到炉衬的使用寿命，在施工斜坡位置时重点就是要注意此位置石英砂的排气工作，由于斜坡位置的炉衬料不是垂直的，在用震动马丁震实时此位置的炉衬料不能完全靠自身的重力来增加料的密度，为了能使石英砂能达到更好的密度，在这个位置我们一般才用少加料，多排气的方式来进行施工，此位置每次的加料高度应保持在5-6CM，先找平然后再进行排气6-8遍，排气完成后进行刮毛然后再进行第二次加料，在施工部位超出斜坡部位后，加料的厚度可以有所增加，但也应该保持在10CM以内。整个炉衬施工中一定要仔细认真，在每进行一次加料工作后要用手电等照明工具来观察加料的情况，要确认备衬没有被炉料冲开，以及有没有异物进入炉料。每次排气后还应该进行确认备衬情况是否完整，有没破损等。整个炉衬加料完成后把坩埚用电焊固定住，可以防止坩埚在进行震实作业时出现移位。在震实作业前还应予留一部分炉料，用来及时补充在震实过程中下降的炉衬料，有条件此位置应该用封口料。由于我们是使用气动马丁来震实炉衬料，一般要求气压最少要有0.42Mpa，然后震实3分钟以上，如果气压不够大，可适当延长震动时间，一定要确保炉衬料有一个足够的密度。同时在震实时还要注意马丁的固定情况，如有松动现象立即关掉气压，紧固后再进行震实作业。
二.炉衬的烧结问题
对于炉衬的烧结目的是使我们所加的石英砂干震料固化，并形成一个2-4CM的陶瓷表面，就是我们所说的烧结层，对于石英砂材料来讲就是方石英相，这一层陶瓷表面将直接接触铁水，它存在的目的就是为了防止铁水渗入炉衬和抵御加料作业时炉料对炉衬的冲击所造成的损害。
1. 感温线的作用
在进行烧结工作时，整体的温度控制非常重要，为了能清楚的了解炉内温度，我们事先会在底部，中部接2―3个测温点，根据检测的温度来进行我们的烧结工艺。
2. 炉衬烧结首批炉料的加入
进行烧结工艺前的首批炉料方面我们要优先考虑到它的材质的化学成分，因为我们的石英砂炉衬料的主要材料就是氧化硅，而从热动力学来分析，C和Si 在一定温度下需要一个平衡比率， 在铁液温度越高且含C量也高的情况下，铁水的Si含量需要就越大，因为我们在炉衬烧结过程中要有一个1580―1600度的保温时间段，其间如果铁液含C量高而Si量没有达到所需的平衡比率时，这时铁水将会加速从炉衬中汲取硅来平衡这一比率，造成炉衬过早侵蚀变薄，影响其使用寿命。还有就是如果我们的 首批烘炉料其中的C、 Si含量都偏低的时候在较高的温度下会导致氧化铁和氧化锰数量的增加，这些氧化物会与我们的炉衬表面的二氧化硅反应形成铁硅酸盐和锰硅酸盐，而这两种物质的熔点都在1350℃以下，而同样使我们的炉衬过早变薄降低了使用寿命。
考虑到以上两点再一个就是要考虑到所加烘炉料的密度问题，我们的电炉整个熔化过程是电能通过线圈转变成磁场能，然后磁场在和金属炉料反应转变成电能，再由电能到热能的一个转化，由于烘炉时坩埚为金属模坩埚，如果炉内部加料空间宽松，坩埚局部对磁场会过度反应，造成受热过快，而产生变形向内凸起（部分也和坩埚模具厚度由关系），而这个时候往往炉衬石英砂还未烧结固化，耐火材料就会填充到模具变形的空间，造成了炉衬料的密度降低，影响其使用寿命。
正确的首批炉料的加料方式我们可根据炉子状况，先在炉膛内加入三分之一的较为小块干净的铸铁回炉料，因为底部为熔化出铁水的地方，回炉料可以保证C、Si的平衡比率，然后再加入三分之二的生铁块，并在其中加入一定量的硅铁合金。加入生铁是因为生铁形状规则，可提高加料密度。而生铁中含碳量比较高可用来补充在高温烧结时铁水中的碳烧损，加入部分硅铁的作用则是用来保证铁水中的C和Si平衡比率。
3. 烧结工艺温度控制
整个烧结工艺温度控制也是关键，首先我们以每小时80到90度速度来缓慢升温，达到1100左右进行保温两个小时，其目的一是为了完全蒸发掉炉衬料中的水分，保证炉料的干燥，二则是让松散的石英砂表层部分在保温过程中形成固体形态的磷石英（形成温度：870℃），因为坩埚模具会在1300度时熔化掉对石英砂炉衬失去保护作用，固态的磷石英则起到固化石英砂的作用，而这个部分磷石英则会在铁水温度升高的同时渐渐变成我们所需要的烧结层。次保温完毕后可以拆掉感温线来进行缓慢熔化，熔化时可以用回炉料来加，但还是应该选择较小块和干净的料。整个熔化过程要把握好功率的控制，即要保证炉内烘炉料的溶解，还要减小炉内的铁液的流动性，以防止铁液对炉衬过度的冲刷，而过早使炉衬变薄。在熔化过程中加料要及时，不要出现半炉铁水在熔化的现象。把炉内熔满然后把铁液温度缓慢升至1580℃后要进行保温2个小时以上，这个时期的保温关键性在于让炉衬石英砂表面转变成一定厚度的方石英（烧结层），方石英的形成温度要在1470摄氏度以上，所以为了让烧结层有一定的强度和厚度保持1580摄氏度的铁液温度和两个小时的保温很重要。在烧结过程中还应尽量让铁液液面尽可能高，这样做的目的是为了使炉口位置的石英砂强度提高，减小在正常使用过程中炉料对炉口位置的破坏性。整个烧结过程完成后的炉衬应该避免过早冷炉现象，最少在连续使用4―5炉之后再冷炉，这样可以起到一个稳定炉衬烧结的作用，避免在冷炉的时候出现较大裂纹，可更好的延长炉衬寿命。
三.生产使用中的问题
在电炉使用中我们的炉衬寿命大多时候都取决于炉衬炉底的侵蚀程度与炉衬的完整性来判定是否继续使用。
1. 炉底位置的侵蚀
在炉衬正常使用中,炉衬的厚度和炉底的厚度会在长期的使用中由于铁水的循环冲刷侵蚀会慢慢变薄，最直观的情况就是炉子容量的增加，一般炉衬被侵蚀30--50%的时候会重新打掉,再进行新的筑炉工作。从整个炉衬来分析,冲蚀最明显的地方,则是在炉底与炉衬相结合的斜坡位置,一般炉子在经过长期使用之后本来斜坡部位较厚的炉衬料已被冲蚀得和炉衬差不多并和炉衬在一个圆弧面上,甚至在炉底料与炉衬料相结合的土的方出现轻微的凹陷,随着炉龄的增加,这个位置的凹陷也越来越深,越来越靠近电炉线圈,而影响到使用安全，则需要进行重新筑炉工作。造成炉衬凹陷的原因除了筑炉时的石英砂密度原因之外还与我们使用中的加料熔化时的化学侵蚀以及操作时的机械侵蚀有关系。
（1）化学侵蚀
所谓化学侵蚀，就是我们在生产中加入的炉料和合金成分与炉衬材料成分造成的反映，而形成的对炉衬材料的侵蚀。前面说过在烘炉烧结炉衬要注意的铁液成分与炉衬成分的C、Si比率，在生产溶解过程中也同样要考虑，比如生产时我们一般都要加入增碳剂来补充我们所需的铁液中的C成分，如果在溶解时过早的加入增碳剂，会使炉内少量的铁液中会有过高的C含量，这个时候所需的平衡C、Si比率的Si也就多，进而就会从炉衬中摄取大量的Si，而造成斜坡部位的过早侵蚀。在溶解材料中的生铁因为其高C低SI的成分也不应该加入。而废钢中极近不含C、Si的成分和容易产生侵蚀炉衬的氧化物的特征我们也应该避免它的加入。考虑到以上的原因我们的加料顺序应该加入部分回炉料之后在加入生铁和废钢，待炉内的铁水熔至1/3或1/2时再把增碳剂与其它合金一起加入，然后再把铁水熔满。
（2）.机械侵蚀
关于机械侵蚀方面主要和我们的人员操作有关系，一般我们在溶解时会经常碰到炉内炉料架桥的问题，也就是说在炉子底部斜坡部位已经溶解出铁水，而上面所加的炉料却卡在电炉中部并没有接触到铁液，由于这类情况不能直观的看到，所以并未降低投入功率，当炉底的温度上升到1600℃以上时对炉衬的冲蚀速度将会是正常使用中冲蚀速度的好几倍，而且温度越高，冲蚀的速度就越快，如果铁液温度继续升高到炉衬极限的承受温度时（1725度），会造成炉衬料的烧结层过热现象，而过热后的炉衬料则更容易就被冲蚀掉。还有一种类似情况就是我们生产过程中会遇到少量铁水进行长时间保温的情况，如果给予的保温功率不稳定或过高，也会造成和以上同样的现象.因此对我们的操作人员来说认真控制熔化过程和连续的测温是很有必要的。
2.炉衬的完整性
关于炉衬的完整性方面指的就是炉衬经常出现的渗铁和裂纹方面。在我们生产中，会经常有周末休息停炉现象，当电炉倒空停止熔化时，炉衬会慢慢冷却，由于烧结后的炉衬料属于脆性材料所以在热胀冷缩的作用下烧结层不可避免的出现裂纹，裂纹危害很大 ，会导致铁液的渗入炉衬而发生漏炉现象。从保护炉衬方面来说，裂纹越细越密而且分布均匀，因为只有这样才能在冷起炉时能限度的让裂纹弥合，还炉衬一个完整的烧结层面。为了能限度的减少裂纹扩展我们在生产中应该注意几个问题。
（1）. 避免炉衬粘渣
当炉料中的杂物，氧化物，还有生砂之类的东西经过高温溶解后会变成一种粘性物质经常粘附在炉衬上半部和炉口处，由于这些渣会影响炉衬的温度梯度，会造成炉衬过热而降低炉衬寿命，还能造成因炉衬热耗减小，而让烧结层变厚，烧结层变厚就会影响到松散层的厚度，没了松散层在停炉的时候产生的裂纹就不可避免的穿透炉衬，而影响到炉子安全的运好的。因为炉衬粘渣和炉衬料的收缩膨胀系数的不同也会影响到裂纹的大小和深度,山特UPS，比如当停炉时炉衬粘渣会冷却收缩，粘渣内部的炉衬还未达到收缩温度，而在炉衬底部没有粘渣的炉衬也已经开始收缩这种现象就会产生上半部分炉衬被“挂起”的现象，而产生较大裂纹。所以在生产中和停炉前尽量保持炉衬一个光滑干净烧结层是很有必要的。
（2）.过高的温度对炉衬的影响
在存产中偶尔行有操作人员在溶解或升温时给予电炉的功率没有及时降低，而导致铁水温度超过1600℃的情况发生,虽然铁液温度并没有达到石英砂承受的极限温度但也对炉衬造成了一定的影响。除了过高的铁液温度加速了炉衬的侵蚀，降低了炉衬的正常使用寿命，还会因埒铁液温度过高增加砬烧结层厚度，减少了松散层的厚度.松散层的存带不仅可以後效减小在冷炉时出现的裂纹的肥小及扩展深度,UPS，还由于松散层不存在裂纹的性质，可以有效阻挡由裂纹渗入的铁水保护炉线圈的安全，如果没了松散层渗入的铁液就有可能直接通过裂纹接触到线圈而形成漏炉。所用在溶解过程中一定拿来把握好炉内铁水温度，杜绝那类情况的的发生。
（3）.炉衬的冷却
在停炉时我们一般都采用炉衬自然冷却，但自然冷却所产生的裂纹明显大于采用炉衬速冷的方式而产生的裂纹，速冷方式就是辅助冷却的方式，通过用压缩气或风扇的气流及时带走炉衬热量而让炉衬表面及时收缩形成多而小的裂纹，在起炉作业时能更好的及时的弥合而减小炉衬渗铁的机率。速冷时要注意散热的均匀性，还应避免压缩气中的水分，水分可造成炉衬局部的急冷，而造成炉衬出现局部剥落现象。
（4）.冷起炉时注意的问题
在连续的生产中，炉衬一直处于高温状态，炉衬的烧结层表面具有良好的热震稳定性和一定的机械强度，在加入料溶解时炉衬可以有效的吸收炉料的冲击力，使在加料时不会对炉衬产生大的危害，但是我们在冷起炉时应该特别注意这个问题。炉衬的耐火材料是脆性材料在常温下如果受到大力的冲击就会出现裂纹或剥落的现象，所以我们在冷起炉加料的时候应该特别注意这一点，在加料起炉时尽量些较碎较小的料来加，这样可以有效的避免对炉衬造成的人为的损害。
由于炉衬在冷炉时形成的裂纹要经过一定的预热才能充分弥合，所以我们要保证炉衬的预热时间充分，要防止在炉衬裂纹没有完全弥合前就熔出铁水而造成炉衬钻铁现象，在冷起炉时我们在加了完料后要把炉内料温度升至炉料的熔点以下100℃时然后至少保温两个小时以上才能开始熔化作业。
（5）.经常对炉衬进行全面检查
在生产中经常出现渗铁的地方就是炉嘴与炉衬料结合的地方，由于是两种不同的材料，所以在结合点必然会有一定的间隙，这种间隙就给渗铁制造了机会，而线圈位置也就在炉嘴下面，所以进行定期的检查和修补这个位置非常重要，如果发现有渗铁现象，要及时清理和修补，以免造成线圈的损害。除了对炉嘴处的注意我们还应该加强对整个炉衬的检查，对整个炉衬的安全性做到全面的了解和及时的反馈。
总结
在生产中炉衬的安全问题是可以避免的，而在安全的基础上延长我们的炉衬寿命降低我们的生产成本也是可行的，这和我们的操作步骤的及时的标准化和对操作人员技能知识有着一定关系,建议多增加我们对操作知识的培训学习，相信我们的工作可以做的更好！