工业炉应用最重要的是以生产现场为基准

天津一汽内燃机制造分公司制造技术课工程师 汪海峰

铸造行业用感应电炉主要有工频感应电炉和中频感应电炉来熔炼铸铁，我厂早期使用过5t工频电炉，主要优点是在金属熔化升温过程中加热均匀，在调节铁液成分方面较为便捷，但由于其存在熔化速度慢，功率因数低，耗能大，报警形式较简单等缺点，现在已经较少被铸造企业使用。2009年建设新工厂，我们采用了8t一拖二中频感应电炉，通过四年的使用，我们发现其具有电效率、热效率高，熔炼时间短，节省电能，过程自动化，保证生产灵活性等显著优点。同时，随着设备的不断改进和耐火材料的不断发展，中频感应电炉的应用也日益广泛，其对炉料的较强适应性及可熔炼各种铸铁的卓越优势也越来越受到行业的青睐，据我们考察调研，全国各大中型铸造企业90%都在使用各种形式的中频感应电炉，如无锡一汽柴油机厂、中国重汽杭州汽车发动机、奇瑞汽车、新伟祥等知名铸造企业。

在设备的选型上，中频感应电炉作为铸造车间的重要熔化设备，我们综合考虑了多种因素，包括设备的安全性、经济性、操作维护性等方面。在安全性上，要保证设备具有完整合理的机械、液压系统的保护功能，各种应急设备的设计，灵敏、准确的报警系统，以及用于冷却炉体和线圈的冷却水循环系统等。对于经济性，我们全面、合理地评估选用先进电炉系统所支付的较高的一次性投资额与该系统的较低的日常运行、维护费用及生产率提高之间的关系，综合评估后选择性价比最优设备。而对于铸造车间的工人来说，最关心的莫过于操作性及设备的维护保养的难易程度，设备的生产厂家必须充分的考虑到这一点，从操作者的角度进行具体设计，才能得到现场人员对设备的爱护。

尽管如前面提到的，中频感应电炉在熔化铸铁方面具有绝对的优势，但在实际应用中依然存在着不足亟待改进。我厂在中频炉投产这几年时间里，出现了以下几个问题：如电源电器柜内晶闸管经常烧损，柜内存在结露现象；长时间的使用，铁液浇注时飞溅，水管油管温度过高，出现过炉体循环水管破裂的事故；炉衬使用寿命较短，虽然经过分析改进，已经由最初的150余炉次提升到240余炉次，但对比行业内其他企业还有差距，通过与耐火材料厂家沟通，确定今后严格按照厂家提供的工艺进行操作，有无改善仍需持续关注；漏炉报警系统的设计，最近的一次拆炉中发现，炉底耐火材料已经全部烧尽，推出块上已留有铸铁仍没有报警，说明目前仅针对于炉壁线圈设计的漏炉报警并不能满足实际生产需要；作业者在炉上进行挑釉子操作较为危险且很耗体力，这是一个行业内的难点，需要大家共同的力量；设备出现故障时无法实现远程处理，虽然设备厂家在全国分布了多个售后维修人员，但出现问题时等待服务人员过来最快也要半天时间，可能会耽误生产。

综上，根据我们几年来对感应电炉的实际使用和对同行业其他企业使用情况的调研，我们认为感应电炉的应用、推广，极大地改善、推动了铸铁熔化的发展，但依然存在需要改进的地方，在此提出几点建议希望可以起到抛砖引玉的成效。

（1）提高电炉控制系统电器元件的安全系数。

（2）虽然几年的使用证明了当今电炉的报警装置是相对可靠的，但建议厂家在今后的设计时针对炉底钻铁的报警多作考虑。

（3）增加远程诊断处理功能，以便出现问题能够及时解决。

（4）水冷系统的改进。目前电炉冷却塔主要有封闭式和开放式，其中封闭式基础简单，维护方便，我厂也正在使用，对于封闭式冷却塔来说如何防止北方冬季结冻是一项重要课题，我们也计划将封闭式冷却塔的水槽放在电炉地下室，方案是否可行还有待考证。

另外，我厂目前使用的炉衬材料为DV 463，是一种设计用作无芯感应电炉熔化灰铸铁、球墨铸铁的氧化硅基干振耐火材料，具有较为优异的抗热冲击性能、低渗透性和优异的体积稳定性。对于如何提高此类材料所打结炉衬的使用寿命，我们在结合生产实际的基础上同材料生产厂家进行了多次沟通并总结为以下几点：

（1）炉衬的施工及烧结工艺对炉衬的使用寿命有着很大的影响，在施工中一定要严格按材料厂家提供的工艺执行，不能存在任何偷工减料及侥幸心理，对于炉衬的烧结一定要确保按时间及温度的要求进行，并且要定期使用手动烧结工艺，与自动烧结工艺作对比，及时调整，确保烧结的质量，如果炉衬密度较低或烧结时产生早期渗铁，就会降低炉衬材料的抗侵蚀性和抗冲刷性。

（2）炉衬的寿命原则上是以侵蚀厚度作为拆除炉衬时的参考，一般来讲，如果炉衬整体侵蚀超过炉衬侧壁1/3，炉底超过1/2或局部侵蚀超过侧壁厚度的1/2，就可考虑进行修补或拆除炉衬处理。

（3）严格执行冷启动工艺。重新启动前可对炉衬进行封闭处理，及时清理粘铁，当决定停炉前，可适当升温，以保证铁液能完全清空，避免冷铁粘挂。

（4）由于我厂经常存在单班生产，剩余铁液需长时间保温的情况，容易使熔池出现低液面过热现象，炉衬因高温抗侵蚀性能下降，表现为熔蚀加快，保温时间越长，耐火材料的损耗越大，这是炉衬侵蚀加快的主要原因。

（5）铁液中的金属氧化物大多数为碱性氧化物，会与酸性炉衬材料发生反应，在熔炼时强烈侵蚀炉衬。另外，各种成分的原材料混合使用，成分超过1%的非必要氧化物就超过5种，这些氧化物形成的渣具有高流动性，对炉衬有很强的渗透性，因此在生产中建议使用干净的炉料，提高分渣效果，控制铁液在包内的停留时间，尽可能减少铁液中非必要氧化物的含量。

其实，不管是设备生产厂家还应用企业，最重要的都是以生产现场为基准，在保证操作便利的基础上充分考虑设备的安全性、经济性及对环境的保护，以期实现铸造行业优质、高效、绿色环保的目标。