摘 要：分析了美国应达公司的8t中频感应电炉发生中频炉频率高而引发运行安全报警以及漏炉报警的主要原因。介绍了中频电炉的工作原理，为解决出铁嘴侧的炉衬较容易被侵蚀变薄的问题，将坩埚与炉嘴的距离由原来10mm调整为30mm，从而增大出铁嘴侧的炉衬厚度，减薄另一侧的炉衬厚度。结果显示：经多炉次熔化后，改进后的炉衬前后2个侧面的厚度差别不大，炉衬使用炉次也由原来的100炉次左右提高到200炉次，最高达到238炉次的历史最高记录，节约了生产成本。
关键词：中频炉；炉衬；使用寿命；报警装置
笔者公司使用美国应达公司的8t中频感应 电炉已经将近6年，使用过程中，每次筑炉后炉龄尚未达到应有炉次就经常发生电炉频率高引发安全报警而被迫拆炉，以及漏炉报警造成长时间停产修炉的问题，严重影响生产，急需解决[1-4]。
1、产生原因分析
(1)造成中频炉频率高而引发运行安全报警的主要原因是电炉炉衬耐火材料侵蚀过甚，局部炉衬变薄。使用联矿462打结料，每次都严格按照打结工艺进行操作，但是每次在拆炉时都发现同样的问题——炉衬耐火材料明显变薄，尤其是炉前的炉衬厚度要比侧面和后面的薄得多。
（2）中频炉在使用过一段时间后，电炉仪表显示泄漏值高，通过检查发现大多是因为炉嘴侧炉衬有铁液渗入造成铁与线圈连接形成通路，报警装置检测后显示漏炉报警。
2、电炉的工作原理
通电线圈电炉产生强磁场，利用电磁感应原理使炉料本体发热，根据电磁效应原理可穿透非金属物质，以非接触形式瞬间对任何金属产生感应发热。耐火材料坩埚内的 金属由势能转化为动能，同时产生大量的热量使金属熔化，金属在熔化过程中，依靠磁力线的穿透能力使金属液沿磁力线方向滚动。液态金属在滚动过程中对金属炉料的冲刷作用使固态金属熔化，同时也产生对炉衬耐火材料的冲刷和熔蚀，使炉衬变薄[1]。
铁液的反复冲刷，使得中频炉的炉衬侵蚀剥落，炉衬变薄。当检测系统检测到这一问题时，仪表盘上的显示为频率值升高。由于应达中频炉在投入使用时就已经设定了中频炉的频率极限值为305Hz，如果超出这个值，就必须停炉对炉衬进行拆除处理，以免漏炉事故发生。所以，这严重影响了车间的生产。
3、改进措施
按照以往的经验，坩埚与炉嘴的距离稍大于坩埚与扒渣口的距离，大约相差10mm，安装完毕后打结462料，见图1。
通过逐步摸索，在不改变坩埚尺寸的同时，将上述距离由原来的10mm逐渐增大到30mm，目的是增加前炉衬的厚度，避免炉前炉衬尺寸在使用过程中由于工作条件不同而变薄，见图 2。
图 1 改进前的炉衬厚度
图 2 改进后的炉衬厚度
4、改进的依据
中频炉在我国使用较为广泛，包括熔化炉及保温炉2种。笔者曾到山西晋城铉氏铸管厂进行过调研，该厂所有中频炉均用作熔化炉，有和冲天炉进行双联熔炼的，也有直接熔化固体冷料的，都是将熔化好的铁液转入到工频保温炉中，工频炉按需要出铁进行生产，中频炉只作为熔化炉，不承担储存铁液的作用，其铁液保温时间及出炉时间短。而笔者公司所使用的中频炉以适应生产需要为主，承担大缸体及球墨铸铁件的生产，现在每炉熔化时间约80min，出炉浇注大约60min，出铁时炉体倾斜一定的角度，铁液沿炉前壁流出，流动的铁液由于重力产生压力对炉衬进行冲刷熔蚀，同时由于磁场力作用，铁液又沿着磁力线方向进行滚动，也对炉衬进行冲刷侵蚀，造成炉前壁变薄。而炉衬后壁由于炉体倾斜及铁液量逐渐减少，铁液冲刷的范围逐渐减少，加上炉衬的受热、渣浸及物化反应等的差异，所以才产生炉衬前后薄厚不均的现象。经拆炉验证，炉衬较薄的部位多发生于炉前壁的中下部，炉衬上部和底部差别较小。这就证明上述改进措施的正确性。
5、改进后的结果
表1为改进前后炉衬厚度变化的对比，可以看出，在使用中测得的数据以及拆炉过程中测得的数据对照差别较明显，改进后的炉衬耐火材料厚度前后差别不大，而改进前的炉衬厚度差别较大。在使用炉次上，也由原来的100炉次左右提高的200炉次，最高达到238炉次的历史最高记录，节约了生产成本。
炉衬厚度变化的对比
6、结束语
综上所述，改进后的炉衬打结尺寸可确保耐火材料在使用过程中的寿命均匀性，避免了由于局部侵蚀变薄造成频率高，不得以而采取拆炉的情况发生；同时可延长中频炉的使用寿命，降低原材料消耗，减少人力的浪费，满足车间生产的需求。
