中频炉炉衬筑炉工艺

中频感应熔炼炉筑炉工艺和烘炉工艺

筑炉工艺跟炉衬材料和熔炼炉容量及实际操作各有不同。但是关键的环盯是：材质的正确选择，颗 粒配比、添加剂、结合剂的选择与使用数量、打结前的准备工作以及打结操作工艺等。

合理的粒度配比可以使堆塀的气孔率最小，致密性最髙、饶结性好和耐激冷激热性好。用于制作划 祸的耐火材料一般分为粗颗粒、屮颗粒和细颗粒三种。在选择配比时，要考虑堆塀大小、打结方法及烧结 工艺等因素；打结料的颗粒配比、熔炼炉的容量和打结壁厚度见表

打结料颗粒配比及其作用

序号 颗粒度（mm） 所占比例（%） 作用

1. 粗颗粒（2-6） 所占全部料的总重的20〜25 骨架作用•抗冲刷作用

2 • 中颗粒（0.5-2） 所占全部料的总重的25〜30 填充粗颗粒之间的缝隙，増加堆枳密度.改善

垃堀的烧结性能•提商堆埸强度

3 • 细颗粒（＜0 - 5） 所占全部料的总重的40〜50 确保览埸烧结性能•烧结网络的连续性.

使堆圳具有良好的致密性。

熔炼炉的容量和打结壁厚度的关系

熔炼炉容址（T） 0.5 0. 5~3 >3

炉壁悸度mm <0. 2-0.25) d (0. 15-0. 2) d <0. 1-0. 15) d

注 d为炉体直径

在打结堆塀时，所使用的耐火材料需要加入添加剂，如硼酸（从BOQ、卤水（MgCb）、

水玻璃（AKGO）等。其目的是改善耐火材料的烧结性能，降低烧结温度，提高烧结质量，

有些耐火材料需要提髙抗拉强度，还必须加入微量的不锈钢纤维或者是碳化硅纤维。

镁砂的烧结温度为1750°C,石英砂的烧结温度是1450°C,加入量为打结料的0. 8%-1.5%左右的硼酸后，

硼酸加热分解，以形式存在于耐火材料屮。在温度到达1000〜1300C时EQ与镁砂中的MgO和S/Q等形 成低熔点化合物（SiO/BQ,熔点、\200T； MgO•场（厶，熔点1142°C； 2MgO・坊O,熔点1342C：）使镁砂

饶结温度降低，改善了烧结条件，提高了烧结质量，硼酸还可以调节堆竭体积的变化率，时炉衬裂纹倾向 性减小。硼酸除了对耐火材料烧结层有良好的效果，对英中烧结层可以起到使川塀和感应线圈之间有一层 松软的过渡带，不仅会缓冲体积变化，同时也可以缓解应力，使裂纹引起的漏炉事故减少。

当使用镁铝尖晶石（MgO^AW^料时，加入硼酸，可降低尖晶石形成温度，促进 尖晶石形成，因而 改善了烧结质量，提髙了划竭的耐压强度，在含氧化镁（MgO） 92%,氧化铝（心）8%的打结料中加 入料重1.2%的硼酸后，改善了烧结质量，使圮祸的耐压强度也增加了 1〜2倍。但是硼化物表而活性大， 对镁质耐火材料也有不利之处，所以硼酸的加入 量不宜过多，要适量调整。

通过了解硼酸加入到耐火材料屮的性能可以知道添加剂在筑炉工艺屮的作用，而且比需要掌握 加入量的大小比例。

筑炉方法从耐火材料的配比混合形态分为干式打结和湿式打结筑炉两种：干式打结是指在干燥 的打结炉衬材料中加入干燥的黏结剂，经搅拌后进行。湿式打结是指在干燥的打结炉衬材料中加入水、水 玻璃、卤水、或硼酸水溶剂等黏结剂进行搅拌后打结。

筑炉方法从操作方法上分为手工（人工）打结筑炉法、电动振锤筑炉法和电动筑炉法及气动锤 击筑炉法等，人工筑炉只适于小吨位（1.5吨以下）感应熔炼炉的筑炉电动气动等机器筑炉适用于大吨位 感应熔炼炉的筑炉。

1、炉衬的打结工艺步骤

（1） 、准备打结所用工具、配制打结料及其他所用材料：

（2） 、准备堆塀模。（划祸模的制作要考虑较好的几何形状和外壳强度，外表力求光滑无锈迹，址 烟模的斜度为1:10,随熔炼炉容量不同，珀塀模厚度一般为4-12mm.J0为了保证筑炉捣击致密，大容呈的 熔炼炉的划祸模可分为2-3段。为了便于烘炉时炉衬部气体和水汽的排出，在九塀模周用均匀钻有2-5 皿的排气孔。）

（3） 、铺设隔热绝缘层；即堆竭壁与感应圈壁之间的填充物，其材料一般为云母纸、石棉板和玻 璃丝布等：在铺设之前，应彻底淸除感应线圈表面灰尘和附着物，有漏炉报警装置，应按要求同时铀设。 用膨胀圈胀紧，要使绝缘层紧贴在感应圈上，铺设的材料应避免横向搭接缝隙，纵向搭接应在100mm左 右，并保证互相铺开、铺平、压紧。

（4） 、人工打结或机器打结；打结炉衬的厚度要控制在要求圉。

5.32炉衬的打结工艺（以人工打结为例）

① 、采用薄层加料，捣筑叉要能从上层捣到下层，避免层间出现分层：

② 、通常一层铺料厚度约为80~ 100mm,以后每层均为40 —50mm,最高可髙岀炉底20 —30mmo用平锤 打实后，再把多余的部分铲除掉，并保持炉底水平；

③ 、加料尽星低倒，并分散铺平，不能成堆，以免物料发生偏析：

④ 、捣打是垂直向下一插到底，但不能把绝缘层和隔热层穿透，捣打先重后轻，下落点均匀，以保证打

结致密; ⑤ 、捣筑顺序是先边缘后屮心，有次序逐排打结，直到捣筑时有反挫力为准，打结后炉衬的体积密度 应不小于2. 6g/cm=（碱性炉衬）；第一层打结时间约为60min,以后每层不少于30~ 40min；

⑥ 、最好连续打结，若有中断，必须用塑料不覆盖，再次打结时，应将表面刮除，然后耙松加料再打

结：

⑦ 、在捣筑过程中，每次加料前，要测量圮祸底的髙度，方法是在炉口上方平放木条，从打结料层向 炉口测虽，最后一次的测量位垃应刚好是安放川塀模的髙度：

⑧ 、安放堆塀模。安放是一般采用左位法和测量法，使川堀模屮心严格固泄在感应器线圈的屮心轴线

上，以保证划竭壁的厚度尽可能的均匀。

⑨ 、捣筑划祸壁是必须注意：在堆堀底部与划塀壁交界处（即炉底与炉壁的拐角），是堆垠最薄弱的 环节，此处的厚度较大，散热差，捣筑时要特别细心，其他部位的捣筑也应仔细。捣筑也需使其尽可能致 密。

⑩ 、修筑炉口和炉嘴时，可用水玻璃作为结合剂，使苴快速成型。用适量的硼酸水、水玻璃与打结料 混合，湿度要合适，能用手捏成团即可，先在已打好的炉口上涂上适量的玻璃水，然后用填筑混合料，用 锤打实。通常炉口和炉嘴应修成地外高的斜而，以防金属液外溢。

电动或机器筑炉程序和要求基本一样，只是代替了人工捣筑炉料，1T省了人力。但也必须细心，不能 错过每一个环节。捣筑也要致密，用绕进行，打结方向要靠近模。重外轻。其配料和加料等都与人工筑炉 相同。

2、炉衬的烘烤和烧结（即烘炉工艺）

烘炉和烧结时炉衬获得优良髙温性能的一个重要环肖，在炉衬的打结完毕后即可进行烘炉和烧结，英目 的是充分排岀炉衬屮的水分，并使硅砂充分均匀变相，最后在髙温下烧结成具有高强度的密实的瓷表而。 这一环肖也会影响炉衬的使用寿命。

炉衬的烘烤和烧结应遵循低温缓慢烘烤、高温满炉烧结的原则，烘烤烧结时可加首批金属料，并尽疑减 少金属炉料之间的缝隙。以W100C/h （对于大于15吨的熔炼炉升温速度应W85°C/h）的升温速度达到 1000-1100C并保温2-6 （对于大于15吨的熔炼炉保温时间应24h）小时，继续以WIOO'C/h的升温速 度使金属炉料熔化呈:达到90%,再以W220°C/h的升温速度达到正常金属炉料温度的50C后保温二小时后 达到正常需要的溶液温度倒岀炉。烘炉和烧结工艺受到熔 炼炉容量和金属材料的要求各有不同。一般按熔 铁的工艺步骤烘炉和烧结。烘炉和烧结的测温应用热电偶进行，热电偶在川堀模或熔模的上中下三个部位 安装备以测量。烧结温度不超过1600°C.

（1）、炉衬的烘炉工艺注意事项:

① 、烘炉前要对冷却水系统、倾炉系统、控制回路及各种标记进行检査核对：

② 、烘炉时一泄要加入一泄数量的金属炉料，约为炉膛的70%左右，以保证温度升降的均匀性：

③ 、尽可能选用无锈的炉料，以减少炉渣，大料装在四周，小料装在屮心的原则在升温过程逐步加料； ④ 、烘炉要采取低功率、慢升温，送电前要先通冷却水，熔炼钢铁升温速度为vioooc/h （对于大于15 吨的熔炼炉升温速度应W8〒C/h）至800-900°C：

⑤ 、炉衬温度到达looor以上时，改用50$的供电功率，使划竭模和炉料换慢升温，炉料缓慢熔化，以 减小冲刷作用。

⑥ 、熔液高于5CTC,保持1〜2小时，使炉衬均匀烧结，第一炉烘炉烧结时间应不低于正常 工作的2〜3 倍时间进行。最好连续熔化2-3炉才能完成整个烧结过程。若是烧结温度低，保温时间不够，冷却后炉衬 容易开裂。

总之，烘炉时应遵循分级调压送电、低温缓慢烘烤、髙温缓慢烧结，初始加炉料应淸洁。以下为列简单 说明：

① 、2T铸铁熔炼炉的烘炉时间和烘炉方法：初次送电，送3min,停15min,保持4h,电源功 率120〜

150kW： 4h 后，送 5min,停 20min,保持 2h,电源功率 120-150kW： 6h 后送 lOmin,停 40min,保持 8h,电源 功率100~120kW； 14h后送20min,停60min,保持8h,电源功率100~ 120kW； 22h后不间断送电，保持 8h,电源功率lOOkW： 30h后化满铁水，保持8h,电源功率200kW； 38h后开始低温饶结，保持5k,温度在 1350-C左右；43h后，开始高温烧结，保持5h,温度在1450。（2,: 48h后出铁水，温度不低于1300°C：岀炉 前2h加7公斤左右碎玻璃。

② 、烘炉温度曲线举例

炉衬的烘炉和烧结工艺举例表（烘炉和饶结时间总计39小时）

温度区间厂c 升温速度。C/h 温度X保温时间

室温〜150 25 150*CX2h

150〜500 25 5OO'CX2h

500-600 60 —-

600〜900 100 9OO'CX2h

900〜1500 80 (1500-1550) CX2h

3、成型炉衬

成型炉衬指的是以各种不泄形的耐火材料混合配制而成，采用炉外预制成型的方法制作的炉衬。适用于 屮频熔炼炉熔化各类黑色金属及有色金属及有色合金的炉衬。适用于2T以下炉衬的制作。

成型炉衬成型的方法有：等静压法、浇铸-振动法、逐层填料-逐层压实法：其工艺流程如下：

选料配方f充分磁选f粒度级配* 添加结合制 均勻丼料 模成■塑

升温脱挣 窑焙烧一〉自然干检验入库。

成型炉衬的形状为上端开口，屮间空心，下部实底的圆柱形，其结构及力学性能如下：

① 、成型炉衬的外壁与外底而为直角，方便与施工，安装易紧实；

② 、成型炉衬的向的侧壁厚度由上至下逐渐增厚，有针对性的抵抗由上至下的逐渐增大的熔

液静压力。