前言

         生产铁合金用的电炉的炉衬有多种。生产不同品种的铁合金使用什么样的炉衬，是由所生产的铁合金的熔炼温度、炉渣的酸碱性质以及电炉的种类决定的。通常情况下，生产高碳锰铁、锰硅合金和低微碳锰硅合金使用酸性渣，一般采用碳质炉衬;生产高碳铬铁使用碱性渣，一般采用镁质炉衬;生产硅铁和硅铬合金，由于温度高，一般也采用碳质炉衬;而生产中低碳锰铁和中低碳铬铁使用精炼炉和碱性渣，一般采用镁质捣打料炉衬。

吉林铁合金有限公司近些年主要以生产锰硅合金为主，在生产过程中，经常会出现炉衬损坏的问题，所以针对生产锰硅合金使用的碳质炉衬的损坏机理进行了分析。生产锰硅合金使用的碳质炉衬按照砌筑炉衬的原料形状，可分为炭块砌筑炉衬和冷捣糊捣打炉衬;按照炉衬的保温性能，可分为保温炉衬和水冷炉衬。无论是从砌筑炉衬的原料形状还是从炉衬的保温性能，它们本质上都是碳质材料砌筑而成的炉衬。

一个新炉衬，使用维护得好炉衬寿命可长达十年以上，使用维护得不好，炉衬寿命不到一年甚至仅仅几个月，因此了解炉衬损坏的原因十分重要。

1炉衬损坏的原因

1.1烘炉制度不合理

       2013年，内蒙古乌兰察布地区新建的30MVA以上的锰硅合金矿热电炉，在新开炉不到一年(有的甚至只有两个月)的时间里就相继出现了炉底烧穿事故。清炉维修时发现，电极下方的炭砖几乎已经立起，而且炭砖的下面充满了锰硅合金。什么原因造成了合金渗入炭砖下层，让企业技术人员困惑和不解。

通常所用的砌炉材料中，不仅有碳质材料，还有黏土砖、高铝砖、耐火粒、石棉板、填充糊和黏结剂等，这些材料中都含有一定量的水分，填充糊和黏结剂中还含有大量的挥发分，如果使用的是预焙炭砖，其内还有更多的挥发物质。无论是水还是挥发物质，在遇到高温的时候，都会变成气体排出。

新炉衬刚投入使用时，烘炉制度不合理，会造成炉衬损坏。

如果缩减烘炉时间就会造成升温过快，当炉温上升太快时，新砌筑的炭砖及相关材料中的水分、挥发性气体会大量急速排出，而且此时排放的能量也很大，这些能量得不到缓慢充分地释放就会造成炉底炭砖松动，炉衬炭砖之间就会出现大量排气孔洞，液态锰硅合金会从这些气孔渗入炉衬，拱起炉底炭砖，炉底遭到一定程度上的破坏直至穿漏炉事故的发生。

内蒙古乌兰察布地区这些新建的30MVA以上的锰硅合金矿热电炉，使用的都是预焙炭砖砌筑的炉衬，所以烘炉制度不合理是造成穿炉底的原因之一。当时，也有两台新电炉投产时没有发生漏炉事故，是因为其在送电时，设备总是有事故，一直处于停停打打的状态，这就给炉内水蒸气及挥发物的释放提供了充足的时间，歪打正着，使炉衬得以保存。

1.2用电制度不合理

由于变压器在出厂时其使用容量就已经确定，所以生产企业所承担的变压器基础运行费用就是固定不变的。

1.2.1超负荷运行可获得好的经济效益

       如果生产过程中消耗电量越多，分摊到每度电的基础运行费就会降低，即每度电的电价降低了，所以每吨合金产品的电费成本就会下降。电炉的参数一定了，电炉的大小也就一定了，此时输入炉内的电量增加，使炉温升高，化料速度变快，产量会随着增加。近几年来，为了得到更高的产量和更好的经济效益指标，电炉处于普遍超负荷运行状态，负荷超载量少时有10%～20%，多时可达30%～40%。

1.2.2超负荷运行可造成炉衬损坏

     超负荷运行虽然在经济效益上给企业带来了很大的益处，但过度超负荷也给炉衬带来了很大的伤害。超负荷的方式基本上是先超电压再超电流。超电流就需要电极深插，当达不到想要的电流时就必须抢放电极，这时候如果电极下放量控制不好的话，就会使电极工作端过长，电极过长就会对炉底造成伤害。目前为止，还没有什么耐火材料能够抵挡住电极弧光的温度，时间一长，电极根部下面的炭砖就容易飘起，造成上一层炭砖损坏。

1.3炉内长期漏水

       炉内设备漏水对于冶炼生产来说，危害非常大。当设备严重漏水时，电炉不能满负荷运行，容易造成大塌料，危害现场操作人员的人身安全。另外设备漏出的水，蒸发和分解都需要吸收大量的热量，会造成炉内热能损失，导致合金电耗升高。

如果液态水遇到高温时，会迅速分解成氢气和氧气，当高温红热的炭砖遇到氧气后，氧化非常迅速，严重时会造成漏炉事故。如果炉墙被水浸透后，在高温时水分气化，使炉墙体积急剧膨胀，若水分不能及时排除，就会造成炉墙破损。

1.4炉壳焊接不严漏气

        碳质炉衬既不属于酸性炉衬，也不属于碱性炉衬，因此，其既不怕酸性炉渣的侵蚀，也不怕碱性炉渣的侵蚀。碳质炉衬的耐火度又很高，荷重软化温度也很高，所以，通常情况下，冶炼过程中产生的高温(不是弧光的高温)、冲刷和炉渣的酸碱性对其的影响并不大。从这几方面来看，对于铁合金冶炼来说，碳质炉衬是比较理想的炉衬，但其致命的弱点，就是高温抗氧化性极差。

如果炉壳焊接不好，或是时间久了焊缝开裂，势必会使碳质炉衬暴露在空气中。生产时炉壁炭砖的温度可达300℃以上，这为碳质炉衬与氧气发生反应提供了条件，炉衬会迅速氧化生成二氧化碳，被侵蚀破坏。

实践证明，炉衬被氧气氧化是先从炭砖缝隙开始然后向两边扩散，氧化部位比较光滑，没有明显棱角，可纵深发展。当发生漏炉维修时，首先清理干净烧穿部位，然后用电极糊或堵眼泥堵住，确保炉壳焊接处不透气即可。

1.5重金属对炉衬的破坏

       锰硅合金生产主要原料为锰矿，而锰矿一般与重金属伴生，重金属主要有铅、锡和银等。铅的熔点为327.5℃，比重为11.35g/cm3;锡的熔点为231.89℃，比重为7.3g/cm3;银的熔点为962℃，比重为10.49g/cm3。锰硅合金的熔点为1240～1300℃，比重为6.0～6.4g/cm3。这些重金属熔点均比锰硅合金的熔点低，比重均比锰硅合金的比重大。在高温冶炼过程中，低熔点的重金属先于锰和铁被还原，且由于这些被先还原为液体的重金属比重大，很容易顺着砖缝渗入炭砖下面，砖被拱起炉衬遭到破坏。

1.6不定期维护造成炉衬损坏

      正常情况下，炉衬使用一年左右时，就应该停炉对炉衬进行维修维护，尤其是出铁口位置，经过长时间的高温、冲刷和氧化，会比其他部位损坏的更严重。如果矿热电炉长时间生产而不定期维修，炉衬损坏一定会越来越重，严重时导致穿漏炉事故的发生。

2结语

      总结分析了锰硅合金电炉炉衬损坏原因，这几种损坏原因虽然不全面，确是非常常见的。目的就是通过分析这些原因，找到对应的解决措施，以便更好地延长炉衬的使用寿命。炉衬的寿命提高了，生产率会相应提高，合金成本也会有所降低。

本文摘自：找耐火材料网