苏剑坡

【摘 要】我公司生产黄铜棒材，使用的是德国OTTO-JUNKER公司的熔炼炉，有芯感应电炉2台，无芯电炉1台。工频有芯感应电炉在使用中经常会出现铜、锌液从熔沟中漏出，接触到感应器水冷套等部位，造成感应器失效，需要重新捣打感应器耐火材料和安装，本文叙述感应器熔沟出现漏铜、渗锌的原因和解决措施。

【关键词】有芯感应电炉;漏铜;渗锌;贯气孔;空心木熔沟;空心铜熔沟;实心铜熔沟

中图分类号： TG232.3文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）10-0069-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.10.027

0 概述

有芯感应电炉（熔铜）在使用中经常出现感应器熔沟处漏铜、渗锌、炉体渗锌故障。导致感应器失效，需要更换耐火材料和重新安装感应器。感应器是感应电炉的关键元件，感应器寿命决定了炉子的寿命，感应器的寿命又取决于熔沟的寿命。下面就感应电炉熔沟漏铜、漏锌、熔沟结构、打感应器工艺、加料化料等做简要分析：

1 铜、锌液从熔沟处漏出的原因分析

1.1 铜锌渗透、炉温过高的影响

铜、锌渗透、炉温过高是有芯炉熔沟炉衬漏铜、锌的重要原因。铜、锌渗透使耐火材料行成网状裂纹，炉温过高使网状裂纹进一步扩大。金属渗透是指金属液体对耐火材料的贯气孔的浸入和填充。网状裂纹是一种被金属填充的裂纹，与金属渗透直接关联。金属液体渗透形成渗透区，就直接改变了炉衬得应力特征，引起热膨胀，从而导致裂纹增加。

感应器一般使用的是干振料，干振成型的料中有贯气孔的存在。同时烘炉时，感应器部位也会形成气孔，铜、锌金属溶液一当渗入气孔较多加上炉温的变化就会成成网状裂纹，导致漏铜、锌。少量的铜锌侵入是不会造成网状裂纹很大和开裂漏铜、锌的。

干振料有贯气孔，烘炉时感应器也会形成少量小的气孔。——大功率化料时，黄铜溶液温度升高，铜和锌的粘度都会下降很多，特别是锌，粘度很低就会出现金属溶液的流动性和渗透性急剧增加。当炉温高到一定程度，特别是较长时间的高温，就会出现铜、锌金属溶液渗透，保持高温就出现渗透不断深入和扩张，——频繁的、长时间的、非常高的温度就会慢慢导致金属侵入气孔，溶液渗入后会凝固在耐火材料气孔中，——炉子升温、降温会让凝固在气孔中的金属在耐火材料中热胀冷缩，形成网状裂纹，——频繁、长时间高温就会导致网状裂纹慢慢夸大、加深，——最后裂纹扩张到感应器水冷套、感应器外壳处，——出现铜、锌漏出影响感应器送电、绝缘等故障。

1.2 感应器、熔沟所受外力作用：

感应器中从熔沟到感应器外壳或水冷套的厚度是很薄的。生产中熔沟处受到以下几个力的作用：（1）铜、锌金属溶液的静压力：熔池中金属溶液的高度给熔沟的压力，满铜水时压力最大，所以不能满铜水太长时间的（2）热应力：熔沟处的内外温差是很大的，熔沟内温度高，水冷套侧温度很低，熔沟壁处就会产生很大的相变应力和收缩应力（3）电磁力：熔沟中的金属溶液在电磁力的作用下产生的力，使金属溶液有向炉衬侵入的倾向，而且线圈电流越大（功率越大）该力越大。越大就越有利于金属侵入气孔（4）金属溶液冲刷力：金属溶液在熔沟中流动冲刷的速度最大有1m/s，对感应器耐火材料有一定的冲刷和磨损。（5）突发的冲刷力：在加料时如果铜、锌锭等没有分成小片，沒有分散投入炉内，整捆金属重量大，冲入溶液中，会给熔沟非常大的冲刷，冲刷力短时间很大，造成溶液侵入耐火材料气孔。

1.3 感应器材料、工艺的影响

感应体干振料在施工时，要一次性完成，如果干振料打了一半，停下来第二天再继续打，就可能出现连接处出现长的贵气孔、结合不紧实等，两次打干振料耐火材料的结合处是最容易漏铜、锌的。

1.4 生产中加料、化料的影响

前面已经叙述了熔沟在加料时有冲刷力的作用，冲刷力越大，金属越容易侵入耐火材料气孔的，所以加料时最好不要一捆一捆的加入铜、锌锭等，一定要打开包装铁皮带，将一捆铜、锌振散后落入炉内。化料时切忌不能长时间的最大功率化料，大功率、高温、长时间就会导致金属慢慢侵入耐火材料气孔，频繁这样就会慢慢形成网状裂纹，裂纹扩大道水套、外壳处就漏铜、锌了。不能长时间的满炉铜水等着转注，满炉铜水时，铜水对熔沟的静压力最大，发生侵入耐火材料气孔可能性越大，需要合理安排化料、转注时间。

1.5 熔沟模结构和熔沟模材料的影响（木铜、空实心）

电炉熔沟模根据材料、结构不同分为空心木模/空心铜模（如上图1、2）、实心铜模，各有优缺点：空心铜熔沟材质为纯铜，截面大断面，木溶沟材质为硬杂木。实心铜熔沟模材质为纯铜，一般烧结感应器耐火材料分为三个步骤：第一：升温阶段，第三：开化阶段，第二：保温阶段。熔沟由于材料不同、结构不同，在开化阶段，电流的变化不一样，熔沟的变化也不一样，熔沟化通后对熔沟内表面耐火材料的紧实也不一样，而且实心熔沟如果内部气孔或夹渣等较多较大可能会造成断沟，断电。一般：空心熔沟的断沟几率低于实心熔沟，实心熔沟耐火材料的烧结强度远优于空心熔沟，实心熔沟的操作易于空心熔沟模，实心熔沟模的劳动强度小与空心熔。如果能保证实心熔沟的质量（紧实、没有气孔、没有夹渣）使用实心铜熔沟模捣打感应器耐火材料是最好的方式，烧结后耐火材料质量最好。

【参考文献】

[1]肖恩奎，李耀群.铜及铜合金熔炼与铸造技术[M].北京：冶金工业出版社，2007.9.