感應(yīng)電爐是利用電磁感應(yīng)原理使處于交變磁場(chǎng)中的金屬材料內(nèi)部感應(yīng)電流從而把材料加熱直至熔化的一種將電能轉(zhuǎn)化為熱能的電熱設(shè)備。感應(yīng)電爐按結(jié)構(gòu)分為無(wú)心感應(yīng)電爐和有心感應(yīng)電爐兩種。無(wú)心感應(yīng)電爐由于具有升溫速度快，可間歇作業(yè)，熔煉時(shí)元素?zé)龘p少，使用維護(hù)方便等特點(diǎn)而被廣泛采用。近年來(lái)，高功率密度、快速熔化、大型化已成為目前無(wú)芯感應(yīng)電爐發(fā)展的趨勢(shì)。

在實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，無(wú)芯感應(yīng)電爐爐襯會(huì)出現(xiàn)不同類型的問(wèn)題，例如：侵蝕、滲漏、結(jié)渣等等，其形成原因如下所示：

01侵蝕

侵蝕現(xiàn)象表現(xiàn)為爐襯變薄，坩堝直徑變大。侵蝕產(chǎn)生的原因有機(jī)械侵蝕和化學(xué)侵蝕。

1.1機(jī)械侵蝕

機(jī)械侵蝕由以下原因引起：

(1)爐料碰撞、摩擦。

(2)電磁攬拌，在與金屬液接觸的爐襯區(qū)域，金屬液在電磁攬拌作用下不斷地對(duì)爐襯進(jìn)行沖刷。

1.2化學(xué)侵蝕

1)熔融金屬反應(yīng)

鎂制爐襯對(duì)Fe、Mn、Ni的承受能力良好，而對(duì)C、Si的承受能力較弱，在高溫下金屬液中[C]、[Si]的活性增強(qiáng)，與爐襯表面的MgO發(fā)生界面反應(yīng)，使?fàn)t襯受損。采用硅質(zhì)爐襯溶煉時(shí)，SiO2與金屬液中的[C]發(fā)生以下反應(yīng)：SiO2(s)+2[C]→[Si]+2CO(g)。對(duì)于球鐵熔煉該反應(yīng)的平衡溫度為1467℃，灰鐵為1540℃，可鍛鑄鐵為1580℃。當(dāng)熔化溫度超過(guò)平衡溫度時(shí)，爐襯中的SiO2被[O]還原，爐襯變薄。

2)渣侵蝕

由于爐料中存在鐵銹、回爐料不干凈及金屬液高溫下被氧化等因素，產(chǎn)生大量的含FeO的爐渣。在熔煉過(guò)程中，熔淹由于受到電磁攪拌作用，其黏度明顯降低，在與爐襯表面接觸時(shí)滲人爐襯孔隙間。在高溫下，熔渣中的FeO與爐襯中的SiO2、Al2O3或MgO等產(chǎn)生渣化反應(yīng)，生成低熔點(diǎn)物(如FeO·SiO2的熔點(diǎn)僅1170℃)，在高溫金屬液攪拌作用下極易熔化并很快離開反應(yīng)區(qū)，進(jìn)入液中。爐襯材料的堿度與爐渣的堿度差越大，爐襯就越容易被侵蝕。

02滲漏

滲漏現(xiàn)象表現(xiàn)為金屬滲透在爐襯中。引起滲漏的原因有：

(1)筑爐密度太低;

(2)燒結(jié)層未形成之前金屬已經(jīng)熔融;

(3)化學(xué)反應(yīng)。

03結(jié)渣

結(jié)渣現(xiàn)象變現(xiàn)為爐墻變厚，不光滑。結(jié)渣的原因?yàn)榻饘傺趸�物、含渲子和砂的回料等在爐墻上引起附著。結(jié)渣對(duì)爐襯的影響表現(xiàn)為：

①結(jié)渣是漂浮在金屬液上的不熔氧化物、硫化物或磷化物粘在金屬液流速低、熱損失的爐襯部位;

②降低爐子容量;

③降低爐子的熔化效率;

④使隱藏在渣中的金屬容易過(guò)熱;

⑤和爐襯耐火材料發(fā)生反應(yīng);

⑥清渣時(shí)對(duì)爐襯易造成機(jī)械損傷;

⑦改變掛渣部位爐襯的熱力學(xué)狀態(tài)。

石英砂爐襯結(jié)渣，回爐料中含石英砂(粘在鑄鐵表面的廢型砂)較多，這些沙子會(huì)沉在爐底、粘在爐壁上使?fàn)t襯增厚，嚴(yán)重時(shí)使?fàn)t底形成V字形，爐子容積變小。石英砂爐襯系酸性爐襯，酸性渣遇到酸性爐襯粘附，尤其在渣線位置固定，出鐵溫度較低的情況下，渣線位置結(jié)渣嚴(yán)重，影響加料和爐子容量。