耐火材料——提高有色铸造车间电炉的保温效果 2／2003中国铸造装备与技术
提 高 有 色 铸 造 车 间 电火户的保 温 效 果
Improving Holding Effect of Electric Furnace in Non-Ferrite Metal foundry
336000江西宜春学院 卓荣明 张水香 宋福康 王前莉 ’
摘要：用电炉熔化铝合金和对铝合金铸件进行热处理以及对砂芯烘烤，这已经在大多数企业的有色铸造车间得
到普及。·如何来提高电炉的保温效果，减少热量损失，既有经济效益也有社会效益。通过对有色铸造车间三种不同
作用、不同类型电炉保温方式与材料进行分析、选择和改进，取得了较好的效果。
主题词：电炉 隔热 保温
Abstract：Analysis，selection andimprovementofheatholdingmannerandheatisolatedmaterialadoptedinthreekinds
ofelectricfurnacein non-ferrite metal foundry for A1 alloy meltholding and COle dryinghavebeen donehencewith desirable
ec onomic and social benefits．
Key words：Electric furnace，Heatisolated，Holding
1 生产与工艺要求
宜春工程机械股份有限公司有色铸造车间以生产装
载机中液力变矩器四元件的铸件为主要产品，材质为
ZL104铝合金，年生产铸件 50~70t。车间自1985年
技术改造投产以来，在铝合金熔炼方面采用坩埚熔化
电阻炉 (共 3台)；在砂芯烘烤方面采用远红外烘炉
(共 2座、自行设计与制作)：在铸件热处理兼铸件
的叶片砂芯水爆清理方面采用井式回火电阻炉 (共 2
台)。三种 7座电炉总容量达 4 0 0 kw，是企业的用电
大户。多年来，无论是在 自制烘炉的设计，还是外购
电阻炉的大修、维修 中，都十分注重 电炉的保温效
果。可以说，在有色铸造车间使用的电炉中，耐火材
料一般不存在什么问题，关键是如何选好、用好保温
方式和材料，使电炉的热损失减少到最低程度。通过
实践，找到了一些比较简单有效的方法。
2 自行设计、制作的远红外烘炉保温方式
自行设计制作的2座远红外烘炉，设计额定功率
35kw，烘烤对象主要是合脂砂芯。生产中使用温度不
超过 3 0 0℃。该炉 (图 1)里层砌筑一层硅藻土保温
砖，其上部用契型砖砌成拱型，然后留80mm间隙后再
砌筑一层同样的保温砖，在两层保温砖之间填充膨胀
珍珠岩，外层用普通红砖砌筑而成。为了稳固，在红
砖墙直角处焊接角铁，并在炉身长度方向2处用槽钢固
定。在里层保温砖上刷上粘结剂，粘贴 =1 0mm硅酸
铝耐火纤维毡，在纤维毡上再安装 =lmm的抛光铝板
(该铝板是为了加强远红外的反射作用)，最后安装
远红外陶瓷加热管。通过一层硅酸铝耐火纤维毡，二
收稿日期：2002— 11— 12
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图l自制砂芯烘炉炉体结构简图
1．混凝土 2．钢轨 3．槽钢 4．拉杆 5．螺母 6．红砖 7．硅藻土砖
8．膨胀珍珠岩粉 9．硅酸铝耐火纤维毡 1O．抛光铝板
层硅藻土保温砖，一层膨胀珍珠岩保温粉 ，隔热与保
温的效果非常好，红砖墙外壁基本上是室温，该炉炉
体使用至今 1 7年从未大修过。 ·
3 井式回火电阻炉的保温方式
使用2台75kW井式回火电阻炉主要用于铸件热处理
兼铸件叶片砂芯的水爆清理，最高使用温度540℃，该炉
自1 98 5年投产至今，耐火、保温层一直未大修过，一
则使用温度比较低，二则该炉炉膛内有一圆筒体保护
装置，保护了扇形搁砖，炉丝不与工件和吊篮发生碰
撞。从说明书中的炉体结构图来看，炉壳内采用轻质
粘土砖作耐火层砌筑成竖井式炉膛，加热元件安置在
炉膛内壁的搁砖上，炉膛与外壳之间用蛭石粉和硅藻
土砖填实作保温层 从使用情况亵番 保重 榘不是
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耐火材料——提高有色铸造车间电炉的保温效果 2／2003中国铸造装备与技术
十分理想，炉壳外表温度夏天达60~70℃左右，冬天
也有 30～4O℃左右，说明电炉外壳向外散热情况还是
比较明显，待电炉炉体结构大修时，对隔热保温方式
和材料作一些改进。
4 对GR2— 1 50坩埚熔化电阻炉隔热、保温层的改进
按GR2系列坩埚熔化电阻炉说明书的规定：电阻炉
使用最高工作温度为 800℃，额定容量 i50kg。但实际
生产中，较多的使用单位都超过这一限制，使用温度
甚至达到900℃，容量近 200kg，加上操作等方面的原
因，不但坩埚寿命缩短，而且对加热元件、耐火材料
(主要是碰断扇形搁砖)．也造成损坏。电炉大修的次
数比较多，有时使用 1～2年就得大修一次。为了提高
保温效果，在电炉大修时对保温方式和材料作了些改
进。在炉壳内周边和炉底板上安置一层 =1Omm的硅
酸铝耐火纤维毡，同时还在形成加热室的轻质扇形砖
外侧也安置一层同样的纤维毡，在2层纤维毡的间隙之
间砌上硅藻土保温砖及填充膨胀珍珠岩保温粉。改进
的方法虽然简单，但非常有效，对炉壳外表进行温度
测量比未改进前可降低温度 20℃左右。
5 改进电炉隔热、保温效果的讨论
5．1硅酸铝耐火纤维毡的隔热作用
硅酸铝耐火纤维的主要成份是 Si0 与A1 0。，容重
160kg／m。左右，热导率 (1O0℃时)0．0572，使用温
度900~1150℃。它具有较高的耐火度，比通常使用的
石棉制品高得多；低的容重，比一般使用的任何隔热、保
温材料都低；特别是热导率低，比蛭石还要低1／4左右。
综上所述，硅酸铝耐火纤维不但耐火度高，而且隔热作
用也比较强，价格也适中，是有色铸造车间电炉中比较
理想的隔热材料。
5．2加大炉壳尺寸的探讨
从GR2— 150型、JH一 75A型二种炉型保温层的厚
度来看 (分别是 126ram、145ram)，实际生产中感到薄了
一 些，对保温的效果会有影响。比如自行设计与制作的
远红外烘炉隔热保温层厚度达 300ram以上，保温的效果
就非常好。因此，可以探讨上述二种炉型适当的增加炉
壳直径尺寸，假如增加 lO0~120mm，估计可以增加一定
的保温效果。
5．3保温材料使用期限的探讨
生产中使用较多的保温材料包括：硅藻土砖、蛭
石粉、膨胀珍珠岩、石棉制品、硅酸铝耐火纤维等。
这些保温材料在长期使用后是否会失效?有些使用单位
将硅藻土砖、粉、膨胀珍珠岩等保温材料反复使用，
修炉时仅换损坏的扇形搁砖、加热元件和其他耐火材
料，这样做对保温效果是否有影响?生产中发现，经
过17年使用一直未经过大修的井式回火电阻炉保温效果
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比刚开始使用的头几年要差些。GR2— 1 50电阻炉多次
大修未换保温材料比大修更换所有保温材料保温效果差
得多，长期使用的保温材料有效果衰退现象。先不说保
温材料经长期使用在性能上失效的问题，．，就保温砖经反
复砌筑与拆除造成缺边少角、保温粉掺杂耐火泥和其他
杂质就一定会降低保温效果。因此，在电炉大修时应尽
量采用新的保温材料。
5．4应开发和推广更好的隔热、保温材料
多数企业对新型的隔热、保温材料不甚了解，而
有些企业也没有细算使用隔热、保温材料与节电之间这
笔帐。本行业专业杂志学术论文与讨论，包括广告报道
也不多，有些铸造的技术人员也只知道一些传统的、常
用的隔热、保温材料，大家对这方面的研究也比较少。事
实上，企业确实需要先进的、新型的、价格适中、保温
效果好的隔热、保温材料以及形式多样的保温方式，为
节能降耗提高企业的经济效益发挥作用。
参 考 文 献
1 卓荣明．小型有色铸造车间的改造．中国铸机，1987(4)3I～14
2 旖廷藻．铸造实用手册．沈阳：东北工学院出版社，I988．
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