摘要：TX—8型爐襯料是以氧化鋁、氧化鎂、氧化鉻優(yōu)化配伍組合的復(fù)合材料。它具有熔點高，抗侵蝕能力強的特點，特別對堿性、酸性熔渣均有很高的抗侵蝕性能。爐齡是一般中性鋁礬土爐的5倍，節(jié)能環(huán)保，經(jīng)濟效益顯著，可降低綜合生產(chǎn)成本，是爐襯料更新?lián)Q代的理想產(chǎn)品，值得借鑒。
關(guān)鍵詞： 感應(yīng)電爐 TX—8型爐襯料 抗侵蝕 爐齡 經(jīng)濟效益1、爐襯料的使用環(huán)境與應(yīng)具有特性
我國是世界鑄造大國，爐襯材料需求量在日益增長，對爐襯材料的要求越來越苛刻，爐襯材料的質(zhì)量一直困擾廣大用戶的一大難題。要想獲得質(zhì)量高、壽命長的感應(yīng)爐爐襯，首先要了解感應(yīng)爐中爐襯耐火材料的工作環(huán)境。
（1）為了提高爐子的電效率，爐襯厚度應(yīng)盡量減薄，由于爐襯熱面直接與高溫金屬溶液接觸而背面受感應(yīng)器冷卻水的冷卻，使得爐襯中存在著很大的溫度梯度。
（2）爐中金屬液電磁攪拌能力強，對爐襯耐火材料產(chǎn)生強烈的機械損蝕。
?。?）周期作業(yè)的爐子完全倒空的操作很多，爐襯耐火材料反復(fù)受到極冷極熱的損傷。
根據(jù)以上工作條件，爐襯耐火材料必須具有以下特性：
?、倬哂凶銐虻哪突鸲群秃芍剀浕瘻囟?。
?、诹己玫臒岱€(wěn)定性。
③不與熔化金屬熔渣及熔化時所存在的成份等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
? ? ④具有很高的高溫機械強度，能承受金屬液的靜壓力，攪拌力以及加料時的沖擊力。
?、轂闇p少爐子的熱損失，保證爐子安全運行爐襯材料應(yīng)具有良好的隔熱和絕緣性能。
⑥材料的施工性能好，填充密度高，燒結(jié)性能好，維修方便。
⑦節(jié)能環(huán)保，使用安全。
2、爐襯材料的選擇與配伍
2.1材料的選擇
綜上述對爐襯材料要求十分苛刻，爐襯材料的選擇顯得尤為重要。我公司最新研制出TX—8型爐襯料是以氧化鋁、氧化鎂、氧化鉻組合配成的復(fù)合型耐火材料與鎂鋁尖晶石。這幾種耐火材料具有很高的熔點及真密度。耐火材料主成分的熔點及真密度見表。
2.2配伍后有很高的熔化溫度
氧化鉻屬中性特種耐火材料，氧化鉻與其它氧化物在高溫下極易生成鉻酸鹽或固熔體，而具有較高的熔化溫度。氧化鉻與氧化鋁、氧化鎂配伍的熔化溫度見表2。
氧化鉻在高溫下與氧化鋁反應(yīng)生成連續(xù)固熔體，與氧化鎂生成鉻鎂尖晶石，而氧化鎂和氧化鋁同時存在時，可生成復(fù)合式鎂鋁鉻尖晶石高溫相。氧化鎂、氧化鋁、氧化鉻三元系的熔融等溫線如圖1所示。
氧化鎂、氧化鋁、氧化鉻形成的固熔體，既能抗酸性，又能耐堿性溶渣侵蝕。這種搗打爐襯料則對酸性渣或堿性渣都適應(yīng)，而且體積密度大，氣孔率較低，所以抗?jié)B透性很好，其高溫強度大，具有抗高溫熔體攪動，磨損的組織結(jié)構(gòu)。它是一種大有前途的搗打爐襯材料。適應(yīng)于熔煉溫度在1680—1820℃的不銹鋼，鉻鎳合金等合金材料。
3、爐襯材料的使用狀況與經(jīng)濟效益對比
3.1 試驗使用狀況
我們選擇河南某公司，該公司技術(shù)設(shè)備較先進，檢測手段齊全，鑄件質(zhì)量要求精度高，主要生產(chǎn)低碳合金鋼，其中含錳、硅、鉻、鎳、鉬等。出口美國、西班牙等國的火車及大型機械配件，出鋼溫度在1700℃以上，對爐襯材料要求相當(dāng)苛刻。原用的某公司的中性爐料，爐齡只有十幾爐次，平均不到十五爐次，因熔煉溫度高，爐襯侵蝕嚴重，爐齡短，只得頻繁搗打爐襯，只要正常生產(chǎn)，白天拆爐搗打，晚上8點烘爐十二小時，第二天8點開爐熔煉，兩個爐子輪換不停。每搗打一臺爐子，烘爐至少需300元電費，加上當(dāng)時工人工資及空壓機等電費機械損耗約200元。每搗打一次爐襯至少需資金500元。
2010年改用偃師市廣大礦業(yè)有限公司生產(chǎn)的TX—3型爐襯料，該爐襯料理化性能穩(wěn)定。熔點及荷重軟化溫度高，打制的爐襯結(jié)構(gòu)牢固，能抵抗被熔化金屬液的鋟蝕，且不裂紋，不掛渣，抗侵蝕性能顯著提高，爐齡由十幾次提高到四十五爐次以上。同時，合金元素收得率提高20%以上，雖改變了過去搗打爐子的緊張狀況，但爐齡仍不十分理想。
近年又采用了最新研制的TX—8型爐襯料。該爐襯料系復(fù)合材料，燒結(jié)使用過程中形成鎂鋁尖晶石、鉻鎂尖晶石、鎂鋁鉻尖晶石。這幾種新復(fù)合氧化物性能優(yōu)異，都具有很高的熔點，抗侵蝕能力極強，形成了致密的燒結(jié)層，打出的爐壁光滑耐侵蝕。爐齡進一步大幅提高到80爐次以上，基本上達到了預(yù)期的使用效果。
3.2爐襯材料的使用效益對比
目前，感應(yīng)電爐正朝著高效率，快速熔化，大型化方向發(fā)展，故對爐襯材料的要求越來越苛刻。使用廠家對鑄件質(zhì)量要求高，尤其是低碳鋼、合金鋼、不銹鋼等出鋼溫度高達1680℃以上、對爐襯侵蝕嚴重的材料，一般中性鋁礬土爐襯只有十幾爐次，搗打爐襯十分頻繁，用純剛玉成本高，抗侵蝕性能不好，用鎂砂因膨脹系數(shù)大，易裂紋掛渣，造成穿爐事故，使用不安全。這些廠家對質(zhì)量高、壽命長的爐襯材料需求迫切，難以找到理想的爐襯材料。
還有一部分廠家，一味追求價格，在購買爐襯料時，只看每噸價格多少，只會使用價格低廉材料，因爐齡短只有頻繁搗打爐襯，更有甚者天天在重復(fù)搗打爐襯，既浪費人力、能源、資金，無形中又加大了綜合生產(chǎn)成本，針對上述狀況，通過列表分析對比，警示鑄造廠家，提高認識改變舊觀念。詳見經(jīng)濟分析對比表3從經(jīng)濟分析對比表不難看出，使用價格低廉的材料綜合成本較高，而使用價格高質(zhì)量好的爐襯材料反而取得較好的經(jīng)濟效益，既節(jié)能又環(huán)保，很值得使用廠家借鑒和深思。
3.3對爐齡概念的認識和理解
爐齡是一項重要指標(biāo)，對爐齡的認識差異較大，爐齡是一個比較復(fù)雜的問題，是由各種因素構(gòu)成的。爐子大小、熔煉鋼的品種、出鋼溫度高低、打爐工水平高低、使用機械種類、熔煉時間、升溫速度、各種添加劑加入量、一次性爐齡還是修補和每爐都修補等諸多因素都對其有一定影響。只有同等條件下幾種爐襯料對比才能分出高低。
4、關(guān)注與討論
4.1提高產(chǎn)品質(zhì)量 降低生產(chǎn)成本
值得關(guān)注的是有部分使用廠家，尤其供應(yīng)部門，一問價格高昂，難以接受?；蜻x購時只算價格高多少，似乎價格高了多少爐齡就得提高多少；價格翻了幾翻，爐齡就必須翻幾翻。職工工資，拆爐打爐，烘烤一次爐子用幾百元甚至上千元的電費。為節(jié)約電費，用柴油烘爐一次也得數(shù)百元油錢，凡不花現(xiàn)錢就不用計入成本內(nèi)，眼睛只盯著買材料的每噸價格，往往忽略其它拆爐、搗打費用，更不會算節(jié)約時間等綜合經(jīng)濟效益。所以價格高壽命長的優(yōu)質(zhì)爐料的推廣和應(yīng)用受到一定的影響。我們要用發(fā)展的眼光看問題。目前爐齡提高的潛力空間還很大。假如價格提高10倍，爐齡也提高10倍，也就是用了一份爐襯料的費用，而節(jié)約減少9個爐子的拆爐、搗打、人工、烘爐電費的費用，已經(jīng)遠遠超過爐料費用。在0.5噸的小電爐使用中，每年可節(jié)約費用19.2萬元。如果能在1噸以上的電爐上使用，那么綜合經(jīng)濟效益更加可觀。如果能進一步推廣應(yīng)用，整個鑄造行業(yè)獲得的經(jīng)濟效益是非常驚人的。
選擇高價格、長壽命的爐襯料，則應(yīng)以噸鋼綜合費用最低為前提，還應(yīng)該考慮因壽命長而減少的停爐時間，減少勞動費用、運輸費、烘烤、電費及提高合金元素收得率等綜合經(jīng)濟效益。
4.2材料和能源問題
還有一個材料及能源問題，也值得關(guān)注，我國鋁礬土資源經(jīng)過幾十年的無序、過度采挖，大量被開發(fā)使用，到目前逐步走向資源匱乏的地步。面臨不可再生資源的枯竭，我們不得不面對殘酷的現(xiàn)實——怎么辦？在沒有找到其它替代品的情況下如何高效率利用現(xiàn)有的資源，是擺在我們面前的重要課題，應(yīng)該引起我們的高度重視。
結(jié)束語：
TX—8型爐襯料是一種復(fù)合材料，其主要特點是熔點高、密度大、抗侵蝕能力強，特別是對堿性爐渣、酸性爐渣和高溫玻璃液都有很高的抗蝕性能。通過實踐說明該爐料的爐齡是中性鋁礬土爐料的5倍。在材料工藝等方面有突破性進展。在改革開放市場經(jīng)濟下日趨激烈的競爭中，對于使用0.5噸爐子的廠家來說，每年可節(jié)約19.2萬元，就已經(jīng)獲得了較可觀的經(jīng)濟效益。
爐齡的提高還有一定的潛力和空間，由于材料價格因素，部分采用了回收白剛玉，質(zhì)量與全新料差別不大，配制爐料質(zhì)量高，售價低，用戶容易接受，提高了性價比，用后用戶比較滿意。氧化鉻價格太高，摻入量有限，所以沒有達到更高爐齡。如果能引起有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)重視和鑄造行業(yè)廠家的關(guān)注，使用原材料的質(zhì)量進一步提高，爐齡還有較大幅度的提高空間。新型爐襯料將會為鑄造行業(yè)帶來巨大經(jīng)濟效益，為我國早日成為鑄造強國做出更大貢獻。
參考文獻：
1、趙敬忠 無芯感應(yīng)爐的爐襯結(jié)構(gòu)及爐襯材料選擇（J）鑄造2001（8）494—4962、最新耐火材料配方優(yōu)化設(shè)計100例與生產(chǎn)新工藝新技術(shù)及質(zhì)量檢驗鑒定 北方工業(yè)出版社3、李廣太感應(yīng)電爐爐襯料的選擇與筑爐操作 鑄造2005（10）1039—10414、徐平坤剛玉耐火材料北京冶金工業(yè)出版社2007.
