中频炉炉衬耐火材料筑炉工艺介绍

炉衬的使用状态和筑炉有着更直接的关系，以下根据筑炉顺序浅谈在筑炉时经常遇到的问题。

1 筑炉前的准备工作

                     

     

图1 中频炉各部图示

（1）线圈表面绝缘漆的修补

电炉线圈的绝缘处理对整个电炉的生产安全及效率提高起到至关重要的作用。绝缘处理不好更直观的现象就是线圈会出现明显的打火或者拉弧现象，严重的直接击穿铜管，造成生产安全事件；轻则也容易烧毁中频电源，或者导致炉子功率无法升高。

每次打炉衬之前，尤其是重做线圈浆料之前，推荐对线圈进行整体的表面绝缘处理。具体的做法是将线圈表面的浆料层彻底去除，打磨掉线圈表面的氧化铜皮，裸漏出干净的铜表面，再喷刷绝缘漆。由于电炉是在高温条件下运营，即使铜管内有水冷，也容易故障引起局部温度过高，从而出现绝缘漆碳化的现象，因此建议主要使用TSC-L超高温绝缘漆，确保在750℃以下不会被碳化，从而充分保障良好的绝缘性能。

（2）线圈浆料的修补

在电炉使用中，由于长期对炉衬拆解安装、循环使用，会导致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除表面超高温绝缘漆外保护线圈的更后一道屏障，若破损没有及时修补会让线圈受损机率增加，随之也影响到生产中的安全系数，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。

在进行修补前先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前炉衬遗留的石英砂或其他材料后用线圈浆料兑适量水充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致，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烘干材料中的水分，然后再进行筑炉作业；如果创面比较小则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。

图2 中频炉结构示意

（3）报警线的安装

在安装漏炉报警线时要保证每两根报警线之间分开有一定的距离（5~10厘米），目的为了降低报警线的聚热性从而防止报警线熔化造成炉底漏铁。在炉底施工前还应该在固定好的报警线上压上面积30*30cm左右的石棉板或石棉布，因为固定好的报警线在拉力的作用下或在加料施工过程中会有不同程度的翘起，压住后会使其能紧贴炉底推出块，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，除了报警线螺杆用绝缘套筒外，在固定垫片处也应该用绝缘垫片，防止在生产过程中与报警线连接的地线脱落，造成操作人员与炉内铁水和炉体形成串联造成触电。在连接好报警线之后还应该确认报警线是否接通，然后再进行下一步工作。

此外，更新一代的CPAS线圈保护与漏炉报警系统对中频炉有更好的保护作用，能够非常直观的在线监测各个位置炉衬的厚度变化，而且其安装在浆料层内部，寿命更长，维护更方便，是未来中频炉报警的趋势。

（4）备衬的安装

为了能方便拆解，推出需要重新施工的炉衬时，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。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：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，所以无论是在工作中的任何时间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，在炉底和炉衬施工时经常有不小心碰到石棉布造成石棉布破损的情况，破损处如果没有及时处理就可能导致炉衬安全问题；还有就是其热导率的问题，石棉本身就是一种隔热物体，在炉衬使用中其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厚度过厚，炉衬的热损效果会受到影响，进而造成炉衬松散层厚度减少，给生产使用带来一定的安全隐患。

由于石棉布存在以上缺点，现在一些铸造厂家使用云母纸来替代石棉布。云母纸有较好的韧性且厚度只有0.32毫米，不会影响到炉衬的温度梯度，另外云母纸的不透气性也能大大降低炉衬在烧结过程中炉衬料中的水气造成的误报警次数等，这些优点使云母纸迅速普遍作为备衬使用。

在铺设备衬前要根据电炉的大小、高度提前准备好备衬，铺设时先清除遗留在炉壁上的材料，待干净后才能进行铺设。铺设时需要一人在炉膛内部，另一人则站在炉子方将备衬料垂直放下，长度超出炉底顶出块10-20cm推荐，然后由炉内人员负责捋平使其紧贴炉壁，再进行第二块备衬的安放。放第二块备衬时要和前列块重叠搭接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。

图3 中频炉整体示意

2 炉嘴的施工

在进行炉嘴施工时先要把炉嘴处的材料接触面清洁干净，然后用塑性料做出炉嘴的几何形状，再在上面打上细孔（目的是在塑性料干燥过程中顺利排出其中水气，否则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相同的弧度，炉嘴料一定不要直接搭接在炉衬料上，因为炉衬在冷炉和起炉时有一定的收缩和膨胀，两种料相互搭接会增加它们之间的间隙，从而造成粘铁现象。施工完炉嘴后一定要烘干后再进行炉衬作业，因为塑性料在干燥后会有1%~2%的收缩，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，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时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更平整，使备衬不会影响到炉衬以达到更好的效果。使用气动炉底振动器时炉衬材料可一次性加满，需要注意的是炉底振动器30cm厚振动是比较合适的，可以一次性打结半小时完成，超出30cm厚度的分二次打结，每次20~30分钟均可；超过30cm厚度下面可能会出现振不实的情况，中频炉的特点是在工作中整个炉体是受中频频率影响振动的，此时若炉底10~20cm没有振实，在生产中中频炉的自身振动会把底部未振实部分振实，整个炉底就会有下沉的风险，如果下沉2~3mm会造成下部开裂，造成钢水泄露事件。

图4 中频炉结构切面示意

4 坩埚模具的放入

为了能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，目的是让其表面没有铁锈或灰尘，保证没有杂物掺入石英砂内进而影响到炉衬烧结的效果，另外封住的细孔可以防止在振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”原则，“一平”是指坩埚在放入炉内后要平稳，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，要保证坩埚壁每一点到线圈的距离都相等，这样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把坩埚底部平面的石英砂进行刮毛工作，炉底经过振实后密度很大，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，然后再刮毛，目的是为了避免分层现象。

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，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。在施工斜坡位置时要重点注意此位置石英砂的排气，由于斜坡位置的炉衬料不是垂直的，在用振动马达振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高的密度，在此位置一般用少加料、多排气的方式来进行施工，每次加料高度应保持在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，确认备衬没有被炉料冲开以及没有异物进入炉料。每次排气后还应该确认备衬是否完整，有无破损等。

整个炉衬加料完成后把坩埚用电焊固定住，防止坩埚在进行振实作业时出现移位。在振实作业前还应预留一部分炉料，用来及时补充在震实过程中下降的炉衬料，有条件此位置用封口料推荐。使用气动炉壁振动器来震实炉衬料时，一般要求气压更少0.6Mpa，炉壁炉衬厚度一般15cm，和炉底连接的一层要振实半小时，也可底部二层各振动20~25分钟，再往上可根据厚度逐渐减少振动时间，每层间距10cm振动15分钟；如果炉衬厚度12cm，每层间距10cm振动12分钟。

根据各厂情况，有的10吨炉人工打炉5~6小时，20吨炉人工打炉8小时左右，但这个时间对于人工打结来说时间偏短，整体质量没有保障。炉衬的打结密度直接影响到炉衬的使用寿命，因此选对炉衬材料只是为提高炉龄奠定了基础，那么提升炉衬的打结密度是提高炉龄的关键所在。要得到打结致密度高的炉衬，要使用科学有效地打结工具，如目前更先进的气动筑炉机。

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