感應(yīng)電爐熔煉的長處和短處

近30年來，感應(yīng)電爐在鑄鋼業(yè)界的應(yīng)用發(fā)展很快，當然是由于其具有不少長處，但是，另一方面，它也有很多短處。選用其作為熔煉設(shè)備，一定要進行全面的分析、研究，力求揚其所長、避其所短，切不可湊熱鬧、趕潮流。設(shè)備選定以后，就應(yīng)該對其特性有比較全面的了解，力求在節(jié)能、減排的基礎(chǔ)上不斷提高鑄件產(chǎn)品的質(zhì)量。

　　以下，就感應(yīng)電爐熔煉鑄鋼的長處和短處作簡單的分析，供參考。

　　1、長處

　　在鑄鋼熔煉方面，與電弧爐熔煉相比，采用坩鍋式感應(yīng)電爐有不少長處，如：

　?。?）感應(yīng)電爐雖然也是高功率的耗電設(shè)備，但是對電網(wǎng)的干擾比電弧爐小得多；

　?。?）在對環(huán)境的影響方面  熔煉過程中噪音小、排放的煙、氣、粉塵和廢渣都比較少；

　?。?）在資源的利用方面  裝爐材料（包括加入的各種合金元素）的燒損少、收得率較高。造渣材料的用量小得多，而且不用電極；

　?。?）在冶金功能方面  由于有電磁攪拌作用，鋼液的成分比較均勻，鋼液的溫度也比較均勻，溫度控制也比較方便，沒有因電極而致的增碳問題。由于沒有電弧的高溫作用，也沒有氮在高溫下離解而易于被鋼液吸收的問題；

　?。?）設(shè)備的投資較少，占用場地的面積也比較?。?/p>

　　（6）較易于實現(xiàn)作業(yè)的自動化。

　　2、短處

　　由于具有上述長處，自從上世紀80年代以來，坩鍋式感應(yīng)電爐在鑄鋼方面的應(yīng)用發(fā)展很快，但是，坩鍋式感應(yīng)電爐也有其特有的短處，制約它的發(fā)展。‘如何避短？’是工藝技術(shù)人員必需面對的課題。要避短，就應(yīng)該對這些短處有充分的了解。

　　（1）耐火爐襯方面的問題

　　耐火爐襯是坩鍋式感應(yīng)電爐的重要組成部分，確保其正常運行，對設(shè)備作業(yè)的可靠性、經(jīng)濟效益、安全性乃至鑄鋼產(chǎn)品的冶金質(zhì)量都至關(guān)重要。

　　坩鍋式感應(yīng)電爐熔煉所用的能量，是由感應(yīng)線圈產(chǎn)生的磁通量、通過耐火爐襯傳送到爐內(nèi)金屬的。耐火爐襯的厚度增大，則漏磁通增大，感應(yīng)器輸出的功率、功率因數(shù)和電效率都隨之降低。為了盡量減少平衡電容對無功功率的補償、提高電效率，必需盡可能地使耐火爐襯的厚度減到最小。因而，在煉鋼用的各種熔爐中，感應(yīng)電爐耐火爐襯的厚度，比任何爐型的爐襯都小得多，但是，其作業(yè)條件卻又比其他爐型的爐襯苛刻得多。

　　1）爐襯的內(nèi)表面接觸熔融的鋼液、溫度很高，外表面則與水冷的感應(yīng)線圈相接，薄薄的爐襯中溫度梯度卻非常之大。

　　2）爐內(nèi)的鋼液因電磁作用而不斷攪拌，增強了鋼液對爐襯的沖涮，也增強了其中懸浮的氧化物對爐襯的侵蝕，而且攪拌作用也使鋼液吸收氣體的可能性增大。

　　3）如果爐襯打結(jié)的緊實度不夠，或燒結(jié)不好，熔爐過程中有鋼液滲入爐襯的裂隙，滲入的鋼液因為有感應(yīng)加熱的作用，不會在裂隙中凝固，而要在裂隙中繼續(xù)深入，直到接觸線圈、引起短路，甚至造成重大的安全事故。

因而，對爐襯耐火材料的性能、粒度級配、爐襯的修筑、爐襯的燒結(jié)都必須嚴格要求，不能有絲毫馬虎。

　　（2）冶金功能方面的問題

　　坩鍋式感應(yīng)電爐熔煉鑄鋼，其冶金功能比電弧爐熔煉差得多，因此，早期只能用于熔煉冶金質(zhì)量要求一般的鋼種，制造小型鑄鋼件。上世紀80年代以后，隨著設(shè)備和耐火材料的不斷改進，可以在熔煉過程中實施溫和的氧化沸騰，增強其冶金功能，適用范圍也逐步擴大到優(yōu)質(zhì)低合金鋼、高合金鋼，乃至超低碳不銹鋼和各種高溫合金。但是，感應(yīng)電爐熔煉在冶金功能低的問題仍然不能忽視。

　　1）感應(yīng)電爐熔煉，爐渣是靠鋼液傳導(dǎo)的熱量使之熔化的，爐渣的溫度低于鋼液的溫度，不能像電弧爐熔煉那樣，經(jīng)由鋼液-爐渣之間的多種冶金反應(yīng)，實施氧化精煉和擴散脫氧。

　　2）電弧爐熔煉，熔池是淺盆型，渣線部位的直徑大約是熔池深度的4～5倍；坩堝式感應(yīng)電爐熔煉，熔池是圓筒形，熔池的直徑小于其深度，二者之比大約0.6～0.75。由此可見，感應(yīng)電爐熔煉時，鋼液-爐渣接觸的界面比電弧爐熔煉時小得多，根本就不可能利用鋼液-爐渣之間的冶金反應(yīng)進行冶煉作業(yè)。

因此，鑄鋼企業(yè)采用感應(yīng)電爐熔煉時，對爐料的要求必須非常嚴格：各種原材料都要確知其化學(xué)成分；裝爐材料的用量都要由計算確定；廢鋼和回爐料都必須干燥、無泥沙、無油污；裝爐材料的最大尺寸不能大于坩堝內(nèi)腔尺寸的1/2。