近年来，随着国民经济的快速发展，促进了冶金等行业的快速发展。电解铝行业选择中频炉作为熔炼设备，是因为它操作简单，熔炼损耗低，成分容易控制。由于炉衬寿命短，漏炉现象频繁发生，严重影响了生产安全。因此，如何延长炉衬寿命，保证中频炉的安全运行，已成为中频行业的研究课题。

从2003年开始，河南神火铝业有限公司以中频炉替代冲天炉，逐步进入电解铝行业。通过对中频炉多年的实践探索，积累了一定的维护管理经验，使炉衬寿命从最初的70炉延长到110炉以上，大大减少了筑炉次数，降低了生产成本。

一、2t中频炉概述

(1)产品型号和参数

公司2t中频炉的技术参数如表1所示。

表1产品型号和参数

2t中频炉是将三相工频交流电通过整流转换成DC，再通过逆变系统将DC转换成中频交流电，经电容升压后流入感应线圈，在线圈中产生磁力线的电加热装置。磁力线不断切割炉内的金属材料，金属材料产生巨大的热量，从而加热熔化炉料。

(3)系统组成

该设备主要由炉体、固定支架、液压系统、供水系统和电气控制系统组成。

二、炉衬常见问题及补救措施

(1)炉衬出现裂纹

1.纵向裂缝

补救措施:打结的炉衬要立即烘烤，一周或半个月前不要停炉。应不断熔化保温，形成较厚的烧结层，以抵抗冷却收缩产生的拉应力。

2.横裂

补救措施:从筑炉工艺开始，每座筑炉消耗的炉料重量一致，炉衬密度均匀，捣固牢固；每层打结后，在添加另一层材料前，用平铲将压实的表面疏松20mm左右，使层间充分咬合；筑炉前将炉料搅拌均匀，防止杂物掉入炉料中。

(2)炉衬剥落

补救措施:改变坩埚模具的形状，设计成平台体，在坩埚周围均匀钻一些小孔，有利于烘烤时排出炉料中的水分。孔距225mm，孔径2 ~ 3mm延长烘烤时间(室温至400℃)有利于排水。

(3)炉衬的磨损

1.工作面烧结不良

补救措施:改变炉料等级，测试炉衬使用寿命，为避免仅从一个样品得出错误结论，可以连续做两个实验(炉料等级:F-150A、F-155A、F-165 a)；延长烘炉时间(如减慢烘炉升温速度)可以提高炉膛工作面的抗侵蚀能力。

2.底部磨损严重。

补救措施:筑炉底时，捣实厚度比实际炉底厚度高50 ~ 100 mm，打结后再刮至实际厚度，使工作面更坚固；筑炉臂时，每次加料的厚度应控制在80 ~ 100 mm，以免炉衬打结。增加炉底冷却水的流量，定期清除管垢。

3.底角磨损。

补救措施:避免在低金属液位条件下操作。如果输入功率不变，金属熔化量不变，高金属液位(70%的过剩产能)更经济；当金属液面过低时，应特别注意加料。如果加入大块物料，电炉输入功率大，底部过热严重，加剧侵蚀。

5.炉壁侧磨损(硅衬里过度磨损)

补救措施:保持高金属液面备用，使炉壁侵蚀均匀；浇注前开启全功率，这样只需短时搅拌，平时炉温保持在1300℃左右；尽量在1400℃以下熔化冷料，保持稳定的熔化速度；熔炼时要经常刮渣，使金属快速进入熔流，减少炉渣对炉衬的侵蚀；放置坩埚时，保持与感应线圈同心，保证炉衬厚度均匀，误差保持在3mm以内。

(4)炉渣的形成

1、低熔点炉渣

补救措施:短时间内提高温度可避免结渣；经常改变炉膛液位，避免定点结渣。

2.高熔点炉渣

补救措施:装料前，清理炉内的沙子和杂物；使用相对干净的炉料或经过抛丸处理的炉料；熔化温度控制在1400℃左右。

三。延长炉衬寿命的措施

(1)建造熔炉

1.熔炉建筑材料

常用的筑炉材料有氧化镁和硅砂，其中大部分是硅砂。硅砂虽然便宜，但是容易被侵蚀。

在筑炉之前，应人工检查炉料，以确保其清洁度。首先，通过手工分选，主要去除块状物和其他杂质，然后通过磁选，必须完全去除磁性杂质。

2.颗粒比例

由于干捣衬砌过程中不可避免地会形成空隙空，其大小和数量直接影响衬砌的密实度。但当空缝隙的大小和数量达到一定程度时，就无法阻止钢水的渗透，最终导致漏炉。因此，合理的砂粒比非常重要。具体的颗粒比列于表2。

表2炉料颗粒比例

3.打结和检查

炉衬打结质量直接影响烧结质量。打结后的砂层密度高，烧结后开裂的几率低。干打结前，线圈绝缘层内先铺两层石棉纤维布，再铺一圈不锈钢丝网。

结炉底:炉底厚约280mm，分四次填砂。严格控制进料厚度。一般填砂厚度不超过100mm//次。筑炉工绕炉缓慢旋转，变换位置，用力均匀，避免密度不均。当炉底打结到要求的高度，就会被整平。保证坩埚模具与感应线圈同心，上下垂直，四周间隙相等后用三个木楔夹紧，中间用重物压住，避免炉壁打结时石英砂翘起。

结炉墙:炉衬厚度为110 ~ 120 mm，分批加入干结料，填充物厚度不超过60mm//次，结15min至与感应线圈上边缘平齐。

(2)烘烤和烧结

为了获得三层内衬结构，烘烤过程大致可以分为三个阶段，具体烘烤曲线如图1所示。

图1中频炉固化曲线

烘烤阶段:分别以60℃/h的速度将坩埚模具加热至600℃，保温2h，以低功率去除炉衬水分。

半烧结阶段:以70℃/h升温至1100℃，保温2h。必须控制加热速度以防止裂纹。

完全烧结阶段:高温烧结是延长炉子寿命的基础。不同的烧结温度导致烧结层厚度不足，这显著降低了炉子的寿命。

另外，炉体烧结后要连续熔炼5 ~ 6次，使炉体的烧结层有足够的烧结强度和厚度。

(3)熔化和维护

影响炉体寿命的因素还与炉体在冶炼过程中的损耗有关，主要表现为化学侵蚀与物理侵蚀。其原理是:炉料与炉渣中的氧化物反应生成低熔点的化合物，在钢水的不断侵蚀下，会使炉体变薄。

分段熔炼后，用石棉布覆盖炉口，防止炉体因快速冷却而开裂，在下一次熔炼时不能很好地熔化，造成穿钢。

四。结束语

结合多年积累的中频炉管理经验，针对炉衬常见问题采取的措施经实践证明是合理可行的。在生产过程中，重点抓好筑炉、烘炉、冶炼和中频炉维护三个环节，可有效延长炉衬使用寿命，减少筑炉次数。