電爐用的耐火材料按材質(zhì)可分為酸性、中性和堿性。
1、酸性爐襯
酸性耐火爐襯的原料以酸性氧化物為主,主要為石英質(zhì)(SiO2)。酸性耐火爐襯適用于5~30t容量的大型感應(yīng)爐,主要用于熔煉鑄鐵等。與中性和堿性材料相比,石英質(zhì)酸性材料的耐火度低,體積膨脹率大,用于煉鋼時壽命較低,一般在煉鋼尤其是冶煉特殊鋼時不選用石英砂作為爐襯材料。
2、堿性爐襯
這類耐火材料以堿性氧化物為主制成。堿性爐襯的原料主要有鎂砂、石灰、BeO和鎂鋁尖晶石等。其中鎂砂、CaO、BeO預(yù)制的坩堝主要用于特殊用途。鎂質(zhì)搗打料適用于500kg以下小容量的感應(yīng)爐,適于冶煉特殊鋼。這是由于鎂砂的膨脹系數(shù)大,抗熱震性差,因而不適用于大容量、間歇式操作的感應(yīng)爐。在鎂砂中添加適量A12O3細粉,高溫下生成尖晶石可抑制爐襯的龜裂,同時其膨脹系數(shù)小于鎂砂,抵抗熱沖擊性能提高,這種材料更大可用于1t左右的感應(yīng)熔煉爐。在鎂鋁尖晶石搗打料中添加適量Cr2 O3細粉,高溫下產(chǎn)物與渣中的FeO形成復雜尖晶石,(Mg,Fe)O·(Cr,Fe)2O3,一方面促進材料的致密化,另一方面發(fā)揮了鉻尖晶石對酸性和堿性渣的優(yōu)良侵蝕性能,提高材料的抗侵蝕和熱震穩(wěn)定性。這種材料在不銹鋼熔煉爐上使用,效果很好。
3、中性爐襯
中性爐襯是以剛玉、礬土等為主要原料制成的耐火材料。礬土質(zhì)感應(yīng)爐爐襯有較強的適應(yīng)熔煉各種金屬的能力。隨著Al2O3含量增加,材料中剛玉相增多,相應(yīng)地提高了制品的耐高溫性能。隨著中頻感應(yīng)爐的大型化,剛玉質(zhì)爐襯的使用日益增多。剛玉與方鎂石相比,具有膨脹系數(shù)小,體積穩(wěn)定性好等優(yōu)點,因此在鑄鋼行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。隨著中頻感應(yīng)電爐向多品種熔煉、高溫熔煉和高功率快速熔化的方向發(fā)展,使得感應(yīng)爐內(nèi)襯的使用環(huán)境極為苛刻。因此,在大型鑄鋼、特殊鋼熔化的感應(yīng)爐爐襯材料選擇上,除了應(yīng)選擇電熔白剛玉或致密剛玉等高純原料外,另外還需加入適量鎂砂、鉻礦或鋁鎂尖晶石等,以改善其基質(zhì)性能,使剛玉質(zhì)耐火材料性能達到更佳化。