隨著(zhu)社(she)會發(fa)展和人(ren)們生活水平(ping)的提(ti)高(gao)，鋁(lv)和鋁合金的(de)用量呈明顯(xian)的增加(jia)趨勢。感應爐作(zuo)為鋁和鋁合(he)金的主要熔煉(lian)設(she)備品種，越(yue)來越受到人們的重視，因(yin)而，感(gan)應熔(rong)鋁爐(lu)用(yong)耐火(huo)材料(liao)已(yi)成為鑄(zhu)造(zao)作業(ye)者非常關心的技術問(wen)題(ti)之(zhi)一(yi)。　　在此(ci)，就(jiu)本(ben)所多年來在這方麵所作的研究工作作如(ru)下(xia)敘述：

隨著社會發展(zhan)和人們生活水(shui)平的提高，鋁和鋁合金(jin)的用量呈(cheng)明顯的增加趨勢。感應(ying)爐作為鋁和鋁合金的主(zhu)要熔煉設備(bei)品(pin)種，越來越受(shou)到人們(men)的重視(shi)，因而(er)，感應熔鋁爐用耐(nai)火材料已成(cheng)為鑄造作業者非常(chang)關心的技術(shu)問題之一。

在此，就本所多年(nian)來在(zai)這方麵所作的研究工作作如下敘述：

一、感應熔鋁爐用耐火材(cai)料應具(ju)備的特點

1.工頻有芯感應爐的工作特點(dian)

有心(xin)感應爐的熱源來(lai)自(zi)位於爐體(ti)下部的溝(gou)槽式感應器，鋁液在熔溝內被感應加熱，再(zai)通(tong)過循環或(huo)單(dan)向流動與爐膛內的鋁液(ye)熱(re)交(jiao)換。大噸位有心感應熔鋁爐采用了(le)美國阿傑克斯(si)(Ajax)公司研製的噴流型(xing)感應器(qi)。這種(zhong)感應器不僅大大減小了熔溝內金屬液與(yu)爐膛內金屬液的溫差，也可(ke)防止化(hua)學(xue)反(fan)應生成物(wu)在熔溝壁(bi)上的聚(ju)積，在一定(ding)程(cheng)度上改變了熔溝堵塞情況(kuang)，但是(shi)由於(yu)電動(dong)力(li)加大，鋁液流動速度提高，以(yi)及(ji)熔溝形狀(zhuang)的複(fu)雜化，增加了內襯耐火材料的磨損和結(jie)構應力;熔溝壁的減薄(bao)和水冷套(tao)的設置，增加了耐火材料承受的熱應力。有心感應爐的低能耗在於其(qi)連(lian)續(xu)性的作業方式(shi)，這無疑(yi)使(shi)熔溝耐火材料與熔液發生反應的時間(jian)和機會(hui)增(zeng)加，同(tong)時(shi)堵溝的可能性始終存(cun)在。

2.無(wu)心感應爐的工作特點

常用的無心感應爐分(fen)為(wei)工頻和中頻兩種，從目(mu)前(qian)的發展趨勢(shi)看(kan),中頻爐更有前景(jing)。兩者(zhe)的共(gong)同點在於可根據需要采用間斷或連續運(yun)行(xing)方式,爐子由(you)於不斷重複“加料-熔化-出爐”的作業過程，爐襯(chen)承受很大的熱應力。工頻爐爐內(nei)金屬(shu)液比中頻爐爐內的翻騰更厲害，即爐襯受到的衝(chong)刷較嚴(yan)重(zhong)，而中頻爐的比(bi)功率大(是工頻爐的兩倍(bei))、功(gong)率(lv)密度高、熔化速度快，冷(leng)熱交替更(geng)快(kuai)。由於匝間電(dian)壓(ya)高(約為工頻爐的2～4倍)，通過裂(lie)縫滲入爐襯的金屬液過(guo)熱、並(bing)造成線圈損壞(huai)的可能(neng)性比較大。

二、耐火材料應滿(man)足的要求

爐襯耐火材料，不論是用於有心感應爐，還是無心感應爐，都(dou)應滿足以下要求。

(1)有良好(hao)的化學穩定性

金屬鋁及鋁合金不僅化學活性(xing)高，而且(qie)其熔液的流動性極好。鋁熔液在750℃時的粘度僅為1.04厘泊(po)，與20℃時水的粘度(du)(1.0厘泊(po))相當接近(jin),這就是其易向爐襯內部滲(shen)透和發生化學反應的主要(yao)原因。在鋁液同耐火材料相接觸(chu)的溫度下，鋁起(qi)強(qiang)還原(yuan)劑作用。耐火材料中的SiO2、TiO2、FeO等氧化物要被鋁還(hai)原。鋁液同爐襯耐火材料之間的反應不僅使產品的質(zhi)量受到影(ying)響，而且使爐襯表(biao)麵(mian)結瘤、鼓包和沉(chen)澱雜(za)物，受鋁液浸漬(zi)部分和原磚的界麵有出(chu)現裂紋的危險，停爐時還會引起剝落(luo)。所以，同鋁液接觸的爐襯材料，必須(xu)具有很高的化學穩(wen)定性和盡可能少的浸(jin)漬量。

(2)有良(liang)好的抗衝刷性

一般(ban)為了使爐子(zi)有較高的電效率，爐壁材料都設計的很薄，但(dan)爐子運行過程中(zhong)，由於電磁力的作用，爐內金屬液不停(ting)地(di)翻(fan)騰(teng)和攪拌，對爐襯不斷(duan)地衝刷(shua)和磨(mo)損。對有心感應爐，由於采用了噴(pen)流(liu)型熔溝，熔溝耐火材料受到的衝刷和磨損更為嚴重。所以，要求所用耐火材料必(bi)須具有很(hen)高的機械強度和硬(ying)度。

(3)有較高的致密度和體積(ji)穩定性

作為熔煉爐用耐火材料，在材質一定的情況下，都希(xi)望獲得較高的致密度和體積穩定性。體密的高低，反應了成型體內部氣孔含量多少(shao)，特別是燒結程度的好壞。材料的體積穩定性愈(yu)高，燒(shao)結和使用過程產(chan)生(sheng)裂紋(wen)的可能性愈小，所產生裂紋的寬(kuan)度愈小，抗滲透能力愈強。

(4)不(bu)易產生爐瘤(liu)

極少可能由於熔融(rong)物表麵或內部存在的雜質(例如Al2O3)而形成爐瘤。因為爐瘤會使爐子容量顯著降低，而且金屬瘤本身致密、堅韌，除(chu)掉(diao)是非常困(kun)難的。

(5)不易(yi)被金屬液潤濕和滲透

眾所(suo)周知，耐火材料是脆性材料，在加熱和冷卻過程中不可避(bi)免地要產生裂紋。但決(jue)定其壽命的關(guan)鍵因素之一是裂紋的大小和裂紋擴(kuo)展的速(su)度。而裂紋擴展與金屬液對(dui)所接(jie)觸材料的潤濕(shi)和滲透能力大小有關。潤濕能力愈差，愈有利。

(6)耐急冷急熱性能好

這(zhe)一點對無心感應爐特(te)別重要。因為無心爐作業方式為“加料—熔化—出爐”過程的不斷循環，爐襯材料反複受到熱衝擊。若(ruo)耐火材料熱震穩定性不佳，則極易產生裂紋和裂紋擴展，金屬液會在短期內滲透(tou)到線圈處(chu)，導致整(zheng)台爐襯報廢。