硼酸用量對電感爐襯的緩沖層的影響

   提要：本人對0.5噸中頻電感爐影響爐襯使用壽命的重要因素進行探索，兩年生產(chǎn)實踐中，證明影響爐襯使用壽命重要因素，是爐襯緩沖沖層的厚度。而影響緩沖層厚度的因素是硼酸加入量多少。生產(chǎn)前期硼酸加入為3.0%，逐步改為1.1%--1.3%并提高石英粉（270目）用量，從15%增加25--30%。在保溫層不變的條件下，使緩沖層穩(wěn)定在20--25毫米之間。爐襯使用壽命（煉A3鋼10--12爐次增加30爐次含補爐，熔煉QT450-10由30爐次增加到60--100爐次）明顯提高降低了成本，創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟效益。
一緩沖層的作用
   共所周知，電感爐爐襯結(jié)構(gòu)有三層：1.燒結(jié)層；2.半燒結(jié)層；3緩沖層。人們往往忽略緩沖層的作用，只重視燒結(jié)層的做用，往往事與愿違。
   緩沖層呈粉狀存在爐襯的半燒結(jié)層外圍，如同彈簧墊，橋梁的膨漲結(jié)一樣，起著緩解應力，更主要是熱漲冷縮而產(chǎn)生的應力。燒結(jié)層和半燒結(jié)層一但產(chǎn)生應力裂紋，鐵水就會滲漏。這時緩沖層，由于是粉狀充填裂紋起到彌和作用阻擋鐵水的滲漏，安全生產(chǎn)有了保障，爐襯的使用壽命得到了提高。

二.硼酸的加入量對緩沖層的影響
  首先了解一下硼酸的作用，硼酸在電感爐爐襯中起著釉化作用，它是砂料膠結(jié)劑連接砂粒間的紐帶，是形成燒結(jié)層半燒結(jié)的主要原素。它的化學分子式：H3BO3，它在310攝適度時分解為硼酐如：
           171℃          310℃
     2H3BO3-----2H2O+2HBO2----3H2O+B2O3
   在Sio2--B2O3系統(tǒng)內(nèi)，573度以下就出現(xiàn)液態(tài)相，形成液態(tài)相填充到耐火材料顆粒之間，或覆蓋在耐火材料顆粒的表面，使耐火材料超過臨界溫度時出現(xiàn)軟化趨勢，并產(chǎn)生各種高溫缺陷。過多的加入硼酸，使坩堝（爐襯）燒結(jié)層半燒結(jié)層加厚，粉狀緩沖層減薄甚至消失，其結(jié)果是爐襯因冷卻收縮而產(chǎn)生的裂紋在整個爐壁延伸開來，降低了爐襯的使用壽命。（1）
   在熔煉了高溫金屬熔液時爐襯靠自身的燒結(jié)和化學變化，不是靠硼酸的作用，硼酸用量大只會減薄緩沖層。半燒結(jié)層增厚，當然保溫層過厚也會使半燒結(jié)層增厚，緩沖層減薄，所以不要一味追求保溫層的厚度。如：
   某廠30噸坩堝式電感爐不用保溫層時，緩沖層厚度在65毫米以上，占爐襯的34%左右。當選用10毫米保溫層時，緩沖層降低至20毫米左右。（2）
   鐵西分廠0.5噸中頻爐，保溫層在3毫米（石棉布一層）在保溫層不變的條件下緩沖層隨硼酸的加入量的變化而變化。
   生產(chǎn)前期，硼酸加入量為2.5--3.0%保溫層為3毫米其結(jié)果如下：
   當硼酸加入2.5--3.0%爐襯燒結(jié)無層次，根本就是一體，爐襯裂紋增大，有一次熔煉五爐時，爐襯下部出現(xiàn)滲漏而終止熔煉。拆爐發(fā)現(xiàn)在感應圈第4--5匝之間有一個黃豆粒大的鐵豆，保溫層內(nèi)有約25平方毫米片狀鐵塊，爐襯侵蝕30毫米左右。爐襯全部燒成塊狀，堅如石頭狀無緩沖層。
   在不改變保溫層的前題下，我對爐襯中的硼酸加入量進行了調(diào)整，經(jīng)反復實踐，認定硼酸加入為1.1-1.3%，緩沖層可穩(wěn)定在20--25毫米之間。開始調(diào)整硼酸加入1.8%其結(jié)果也不理想，最多熔30幾爐次
少則10幾爐次（熔煉A3鋼），但是拆爐發(fā)現(xiàn)緩沖層有所增厚，在10毫米左右。經(jīng)分析認定硼酸加入還是多，將硼酸由原來1.8%降至1.5%，使原來熔30爐次提高60路次，爐襯壽命明顯提高。而后我又大膽實踐，調(diào)整砂料配比，降低硼酸加入量，用量如下：
  原爐襯砂料配比和硼酸加入量：（精制石英砂）原：
                          6-8#       50%         硼酸 3.0%
                        10-20#       15%
                        40-70#       20%
                          270#       15%
   改進后配比：（精制石英砂）
                          6-8#       25%
                        10-20#       20%
                        40-70#       15%
                       50-100#       15%
                          270#       25%       硼酸1.1-1.3%    （此放熔煉鑄鐵100多爐次）
   從表中可以看到硼酸明顯的減少，使用效果明顯提高。在熔煉A鋼每一爐填加4塊鋼屑團（鋼屑通過熱扎制成團）一塊約有30多公斤，鐵屑中還有大量的氧化鐵，氧化鐵于石英砂了的硅發(fā)生很大的化學反應，使爐襯侵蝕嚴重，每4爐（一個班）侵蝕15-25毫米之間。就在這樣的情況下仍能熔30多爐次以上。拆爐后發(fā)現(xiàn)緩沖層明顯增厚，在5-20毫米之間。
   在生產(chǎn)QT450-10時將硼酸調(diào)到1.1-1.3%提高了270#石英粉用量（3）每一臺爐熔煉100爐次以上。（4）并且加入球鐵回爐料占料的20-30，由于回爐料里有稀土鎂原術(shù)侵蝕爐襯仍在100爐次以上。緩沖層穩(wěn)定在20-25毫米之間。
  三.結(jié)論
  實踐證明：緩沖層隨硼酸加入量（在保溫層不變前題下）的增加而變薄，反之隨硼酸的加入量降低緩沖層增厚。 硼酸加入量隨熔煉材質(zhì)的最高溫度而減少，這樣才會獲得較好的爐齡，為取得很高的經(jīng)濟效益，要嚴格空制硼酸的加入是非常重要的。
   *       0.5噸坩堝式石英砂爐襯

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