感应炉设备结构及其对耐火材料的使用要求
发布日期： 2016-04-15 00:00:00 阅读量（808） 作者：感应炉是利用电磁场感应原理将电能转化为热能，使金属炉料发热熔化的高温熔炼设备。按结构分，有无芯感应炉(坩埚式)和有芯感应炉(沟槽式)两大类，如图3-1~图3-3所示。
图3-1无芯感应炉结构示意图
图3-2无芯感应炉炉衬结构示意图
图3-3 有芯感应炉炉衬结构示意图
感应炉具有高效、节能、低污染、成分易调节(无芯炉)、气氛易控制等优点，因此在铸造、炼钢、有色熔炼、精密合金生产等方面得到了广泛应用。然而，感应炉的发展在一定程度上却受高功率电源以及长寿命耐火材料的限制。随着大功率晶闸管变频电源的开发和可靠性的提高，中频感应电炉逐步取代工频感应电炉以及感应炉，向大容量、高功率方向发展，应用领域不断扩展，工作条件日益苛刻，从而对耐火材料提出了更高的要求。
感应炉用耐火材料处于相对单薄的断面(见图3-2)和许多熔炼操作的强侵蚀性环境的使用条件下，而经常成了停炉的原因。这表明感应炉已成了所有耐火材料应用场合中最具有挑战性的一个。
感应炉炼钢方法按耐火材料性质分为酸性冶炼法和碱性冶炼法。酸性冶炼法冶炼时造酸性渣，所以耐火材料主要为石英砂和锆英石，其打结、烘烤、烧结过程与冶炼铸铁时相近。石英砂或者锆英石炉衬一般用于低碳钢或者低合金钢的冶炼。碱性冶炼法冶炼时造碱性渣，所以耐火材料为中性、碱性耐火材料或者石墨坩埚等，适用于高合金钢、特殊钢、精密合金钢等钢种的冶炼。
在历史上，有多种系列耐火材料用于感应炉内衬(见表3-1)，其中SiO2质和锆英石质由于其酸性曾经偶尔被采用，并延续至今，但更流行的感应炉炼钢用耐火材料主要是高铝质、MgO-CaO质和由Spinel组成的耐火材料。
表3-1 无芯感应炉用耐火材料
感应炉由于功能的多样化，需要多种高性能耐火材料与之相适应。也就是说，耐火材料在感应炉中的应用，不仅需考虑炉型、炉体结构和熔炼工艺，而且也要考虑耐火材料的材质及其从常温到丁作温度之间的矿物相、物理性能变化过程和变化机理；同时还要根据应用要求，特别是革新设备的应用要求进行耐火材料的选择和材料性能的改进。
在炼钢应用炉日趋大型化和高功率化的今天，重点则采用A12O3基耐火材料并尽量提高其使用性能。由于“配料熔炼”(使用直接还原铁球作添加料等)无芯感应炉的侵蚀性环境和极
严峻的热震条件，必须向A12O3基耐火材料中配入MgO、铬矿(包括Cr2O3粉)和预合成Spinel等，以优化材料的性能。
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