無芯工頻感應爐（以下簡稱工頻爐）在鑄造生產中的應用日益增多。為減少能源浪費和獲得更大熔化率，工頻爐逐漸趨向大型化。欲保證工頻爐安全可靠地運行，在耐火材料爐襯上面臨著嚴峻挑戰。與其它熔煉設備相比，工頻爐有其獨到特點：首先，爐襯耐火材料在電磁場中的絕緣性和爐襯中幅度較大的溫度梯度，減少了能量損失：其次，熔化鐵液受到的電磁攪拌和較大的坩堝深度，是熔煉條件得到了強化。因此，工頻爐通常可將熔體加熱到很高溫度，這便加劇了爐襯耐火材料的損耗，損耗按其表現形式可分為：（1）爐襯表面的結渣。（2）鐵液的滲漏。（3）耐火材料的侵蝕。這些損耗并非獨立存在，而是相互影響，互為促進。所以，有效防止或降低這些損耗成為完善工頻爐爐襯的關鍵。

一：爐襯石英砂搗打料的選擇應用。

（1）石英砂的質量 石英砂應優先選擇結晶粗大、晶粒規整、顏色潔白和粒度集中的。石英砂要有較高的純度（SiO2＞98% 、Fe2O3 ＜0.05% 、堿性氧化物總量＜0.5% 、結晶水＜ 0.5% ）。結晶狀態好、缺陷少的石英砂處于低能狀態，在晶型較變中要吸收較多能量，即在較高溫度下轉變，這正滿足爐襯燒結的要求，因為此時石英砂粒顆粒周圍細粉已有足夠數量的液相出現，可緩沖石英砂顆粒的體積膨脹和彌合因顆粒崩裂而產生的裂紋和縫隙。石英砂的顆粒其均勻，若不均勻則會在搗固時產生砂粒偏析，粗砂集中區孔隙過大，細砂集中區則會過渡燒結。

（2）孔隙率和顆粒配比 干法振實爐襯在逐層搗固中不可避免地形成孔隙，孔隙的大小和數量直接影響前爐襯的緊實度。爐襯中的孔隙在一定大小和數量內可抵擋鐵水的浸滲。隨孔隙大小和數量的增加。鐵水對爐襯的滲透性會成倍地增強，因此用孔隙率來表征爐襯的搗固質量比用緊實度為直觀和有代表性。影響孔隙的主要因素是石英砂的顆粒配比，國外的配比中，中粗砂（40~100目）居多，不用砂粉（270目）：20t爐為增加爐襯強度，大量使用特粗砂（6~8目），中粗砂（40~100目）較少，為保證燒結加大細砂（100~200目）和砂粉比例。燒結時間長，爐襯中孔隙傾向大。國內小型爐的砂配比主要集中在粗砂范圍。

（3）硼酸的加入量硼酸（H3BO3）作為爐襯燒結的助熔劑，其加入量受燒結溫度和砂粒度配比影響，燒結溫度升高，硼酸加入量應減少，硼酸加入過量，會使燒結層、過渡層增厚，松散層減薄甚至消失，使爐襯在膨脹和收縮時產生裂紋。當用硼酐（B2O3）替代硼酸時，其加入量約為H3BO3的56%。

（4）感應線圈的絕緣  爐襯在搗固前一般在感應線圈內側鋪設絕緣隔熱層。20t爐的絕緣隔熱層原設計為帶耐火磚層的復合式結構，采用30mm 厚的弧形磚修砌而成。磚間接縫和修砌表面凹凸不平勢必產生，若接縫和凹凸嚴重，在燒結初期，石英砂晶型轉變產生的膨脹力將使石棉布等蠕變材料被壓迫進磚縫和凹陷中，在爐襯燒結層和過渡層間形成微觀孔隙。并沿縱向延伸，造成燒結層表面的縱向裂紋。后來取消了耐火磚層，在感應線圈內側均勻涂6mm~10mm厚的薄漿水泥，在空氣中養生24h后，再于200~315℃下干燥24h，即可鋪設其它絕緣絕熱材料。這樣處理后，形成了整體的絕緣層和平滑內表面，上述問題再沒出現。

（5）可熔化的坩堝模 大型爐襯搗固前都預置一個坩堝模，搗固后坩堝模不取出，燒結時熔化掉。坩堝和感應圈靠其外側的軋鐵緊固以增加剛性。20t爐的坩堝用10mm 厚的鋼板制成。坩堝模分四節，搗固前現場安裝，內部焊數道加強筋來促進其剛性。第一節中間用2~3t隨形啟熔鐵塊壓實，使其受振動時不移動。各節間接縫處用滿焊焊接，外表面的焊縫必須打磨彭正不得有凸起，否則燒結時造成局部過熱，易在爐襯表面形成凹溝。

結束：通過多次的實踐總結，使用石英砂搗打料爐襯的使用壽命得到了不斷的延續，更是保證了生產的穩步進行，給企業到來了成本的節約。