电炉熔炼钢铁，需要注意哪些问题

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适用于炼钢用炉的衬耐火材料：
随着感应电炉在铸钢业界应用的发展，自上世纪80年代起，铝镁尖晶石型炉衬材料的应用逐步受到重视，目前，各工业国家铸钢业界所用的坩埚式感应电炉，基本上都采用尖晶石型炉衬。
近年来，我国也有一些铸钢企业采用了尖晶石型炉衬材料，其中，有些厂家是购买国外厂商预配好的材料，虽然使用效果很好，但生产成本提高很多，而且对它的特性不甚了解。在此，我主要是想介绍一些有关尖晶石型耐火炉衬的特性，供业界同仁自行配制炉衬材料、进一步改进炉衬材料时参考。同时，鉴于目前硅砂炉衬、镁砂炉衬、氧化铝质炉衬在我国铸钢业界还都有应用，也顺便对这些材料的特性作一点简单的介绍，供参考。
（1）硅砂炉衬
以硅砂为基本耐火材料修筑的炉衬，通常也称为酸性炉衬。硅砂的优点很多：首先是是资源丰富、价格低廉；而且以硅砂为基本耐火材料制成的坩埚，在接近其熔点的高温下仍具有很好的强度，耐骤冷、骤热的性能好；特别应该提到的是，炉衬烧结过程中，硅砂的石英相变膨胀能弥补烧结过程中的体积收缩，从而提高烧结层的致密度,降低炉衬烧结层中的孔隙率。因此，各国铸造行业中，用于熔炼各种铸铁的坩埚式感应电炉都广泛采用以硅砂为基础的炉衬材料。
但是，SiO2的耐火度低，基本上就不能适应炼钢温度。而且，SiO2在高温下的化学活性很强，能与炼钢过程中的各种碱性氧化物乃至中性氧化物作用，例如，FeO与硅砂接触后易于生成熔点为1205℃的铁橄榄石（Fe2SiO4），铁橄榄石还能进一步与SiO2或FeO作用，生成熔点为1130℃的共晶组分。此外，SiO2还可能被钢液中一些活性较强的元素还原。因此，硅砂炉衬用于炼钢，既不能保证钢的冶金质量，也不能保证炉衬的寿命。从上世纪80年代后期起，各工业国家用感应电炉生产铸钢件的铸造厂，就已经不用硅砂炉衬。据我所知，我国迄今仍有一些企业采用硅砂炉衬熔炼铸钢，这种状况是亟待改进的。
（2）镁砂炉衬
常用的炉衬材料是MgO含量为86％以上的冶金镁砂，是由菱镁矿经高温煅烧制成的。如果将冶金镁砂置电弧炉中重熔，可使其中SiO2、Fe2O3等杂质的含量降低，得到纯度更高（MgO含量在96％以上）的电熔镁砂。电熔镁砂多用于制作真空感应电炉的炉衬。
冶金镁砂的耐火度很高，是碱性电弧炼钢炉的常规炉衬材料，虽然其熔点很高，不容易烧结，而且膨胀系数大，但是由于电弧炉的炉衬很厚，借助于加入大量的粘结材料、用湿法打结，完全可以弥补这方面的不足。
如果将冶金镁砂作为感应电炉的炉衬材料，则由于炉衬厚度的制约，又不宜用湿法打结，这些不足之处的负面作用就非常明显，因而。氧化镁材料的制成的坩埚容易产生龟裂，间歇作业的炉子情况尤为严重。
（3）氧化铝质炉衬
氧化铝和锆砂都属于中性耐火材料，其中应用最广泛的是氧化铝，很少采用锆砂作炉衬材料。
单用氧化铝作炉衬材料，抗裂和防止酸性炉渣侵蚀的能力较强，但不适于造碱性炉渣。而且，由于其耐火度高、烧结性能较差，炉衬寿命也不很高。
（4）尖晶石型炉衬
尖晶石矿物具有类质同象的特征，品种很多，成分也比较复杂，其分子式可以写成Ｍ２＋Ｏ•Ｍ３＋２Ｏ３，式中：Ｍ２＋代表一些二价金属原子，如Mg、Fe、Zn、Mn等；Ｍ３＋代表一些三价金属原子，如Mg、Fe、Zn等。因而，也可写成(Mg,Fe,Zn,Mn)O•(Al,Cr,Fe)2O3 。
尖晶石类矿物所含的二价金属原子中，Mg２＋和Fe２＋可以任何比例互相取代；所含的三价金属原子中，以Al３＋居多，但Cr３＋可以任何比例取代Al３＋，Fe３＋则只能在一定的限度内取代Al３＋或Cr３＋。常见的尖晶石有以下几种：
镁铝尖晶石 MgO•Al2O3
铁铝尖晶石 FeO•Al2O3
铬铁矿（铁铬尖晶石）FeO•Cr2O3
磁铁矿（铁尖晶石）FeO•Fe2O3
镁铁尖晶石　(Mg,Fe)O•(Al,Fe)2O3
锌铝尖晶石ZnO•Al2O3
镁铬尖晶石　MgO•Cr2O3
锌铁尖晶石ZnO•Fe2O3
锰铬尖晶石　FeO•Cr2O3
锰铝尖晶石MnO•Al2O3