炼钢感应炉用耐火材料

   感应炉炼钢方法按耐火材料性质分为酸性冶炼和碱性冶炼法。酸性冶炼法冶炼时造酸性渣。所以耐火材料主要为石英砂和锆英石，其打结、烘烤、烧结过程与冶炼铸铁相近。石英砂或者锆英砂炉衬一般用于低碳钢或者低合金钢的冶炼。碱性冶炼法冶炼时造碱性渣，所以耐火材料为中性、碱性耐火材料或者石墨坩埚等，适用于高合金钢、特殊钢、精密合金钢等钢种的冶炼，在历史上，有多重系列耐火材料用于感应炉内衬，其中SiO2质和锆英石质由于酸性曾经偶尔被采用，并延续至今，但更流行的感应炉炼钢用耐火材料主要是高铝质、MgO—CaO质和由Spinel
组成的耐火材料。

   感应炉由于功能的多样化，需要多种高性能耐火材料与之相适应。也就是说，耐火材料在感应炉中的应用，不仅需考虑炉型、炉体结构和熔炼工艺，而且也要考虑耐火材料的材质及其从常温到工作温度之间的矿物相、物理性能变化过程和变化机理：同时还要根据应用要求，特别是革新设备的应用要求进行耐火材料的选择和材料性能的改进。  

   当采用酸性炼钢法时，由于冶炼时造酸渣，所以无芯感应炉里衬主要采用石英砂（有时也选用锆英石），其筑衬方法、烘烤制度和烧结过程与冶炼铸铁时几乎相同。

   
当采用碱性炼钢法炼钢时，内衬则选用中性或碱性耐火材料以及石墨坩埚等。这种冶炼方法主要适用于高合金钢、特种钢、精密合金钢等。

   碱性炼钢，由于石灰、萤石和各种铁合金（硅铁、锰铁、铬铁和钼铁等）的加入，同熔炼铸铁相比，熔渣成分复杂，润湿性大，冶炼温度高，对耐火材料的侵蚀严重。其中小型感应炉普遍采用鎂质耐火材料筑衬。然而，由于MgO的膨胀系数大，抗热震性差，而且存在容易被熔渣渗透，导致结构剥落的问题，因而不适于大容量、间歇性操作感应炉的使用条件。为了能与大容量、间歇性操作的感应炉的使用条件相适应，可向镁砂中添加适量的AL2O3细粉，利用反应：
MgO + AL2O3 → MgO ·
AL2O3（Spinel）

   
生成Spinel来抑制龟裂：或采用MgO—Spinel质干式打结料，利用Spinel的低热膨胀性缓冲高温应力，提高内衬的抗热震性。这类MgO +
AL2O3质或MgO—Spinel质耐火材料属于MgO —
AL2O3系统。这些混合料经高温受热后，其矿物相均为方镁石和尖晶石，2050℃以上则为方镁石和液相，因而具有优异的高温性能。

   
在炼钢应用炉日趋大型化和高功率化的今天，重点则采用AL2O3基耐火材料并尽量提高其使用性能。由于“配料熔炼”（使用直接还原铁球作添加料等）无芯感应炉的侵蚀性环境和极严峻的热震条件，必须向AL2O3基耐火材料中配入MgO
、铬矿包括（Cr2O3粉）和与合成Spinel等，以优化材料的性能。