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感應電爐的爐齡主要指坩堝（爐襯）的壽命（感應電爐結構見圖二）。坩堝是感應電爐的重要組成部件，在冶煉過程中，坩堝本身承受著各種力的作用。其中包括爐料對坩堝的沖擊力，金屬液的靜壓力，傾爐時金屬液流動引起壓力變化而產生的應力，電磁攪拌力以及坩堝的內外溫差應力，急冷急熱產生的內部應力等。此外，還要承受金屬液中碳及合金元素的還原侵蝕及金屬液的沖刷。所以，感應電爐的坩堝處在極其惡劣的環境中工作。正因為如此，要求坩堝在高溫和室溫時都必須具有一定的強度，以防開裂，滲入金屬，甚至發生穿爐事故。可以說，坩堝（爐襯）的強度是直接影響坩堝壽命的主要原因，而坩堝的強度又主要取決于坩堝的材料、筑爐、烘爐燒結工藝以及熔煉控制（操作使用）四大因素。 坩堝的高溫性能主要取決于所用耐火材料的物理、化學性能及礦物組成，由于耐火材料的物理、化學性能及礦物組成的不同，坩堝的性質、性能和壽命有很大的差別。用于坩堝的主要耐火材料有石英砂、鎂砂、鋁礬土砂，其性能各有優缺點，需根據金屬冶煉環境的需要加以選擇；依照坩堝材料的性質，感應電爐坩堝分為酸性、堿性、中性三種類型。酸性感應電爐的坩堝用酸性耐火材料石英砂筑成，熔煉過程中造酸性爐渣，不能脫磷和脫硫；堿性感應電爐的坩堝用堿性耐火材料鎂砂筑成，熔煉過程中造堿性渣，能夠脫磷和脫硫；中性感應電爐的坩堝用的耐火材料主要是鋁礬土砂。 坩堝所用耐火材料的純度和雜質含量對坩堝爐襯的強度的影響很大，尤其是石英砂和鎂砂，如果純度不夠或雜質含量超標，不但直接降低坩堝的耐火度而且影響坩堝燒結層的質量。坩堝所用耐火材料的粒度及粒度配比對坩堝爐襯的強度影響也很大，如果耐火材料的粒度以及粒度的配比不適當，會直接影響坩堝筑爐的密實度，進而影響到坩堝燒結的質量；應注意的是，爐子容量（坩堝尺寸）越大，對晶粒的要求越高。以石英砂為例：晶粒越粗大，晶格缺陷越少越好，如水晶石英砂SiO2純度高，外表潔白、透明。 感應電爐坩堝所用主要耐火材料的物理、化學性能及礦物組成，以及酸性坩堝、堿性坩堝、中性坩的材料配比分別介紹如下：
長石是鋁硅酸鹽，熔點（1100~1250℃）比石英低得多，硬度也比石英低，加熱過程中體積變化小，高溫時能與石英砂燒結；常見的有鉀長石、鈉長石、鈣長石，在用于坩堝的石英砂中屬于雜質。 云母是一種含水鋁硅酸鹽，熔點（1145~1270℃）比石英低得多，硬度也比石英低；常見的有白云母和黑云母，在用于坩堝的石英砂中屬于雜質。 酸性坩堝對石英砂化學成分的要求是： SiO2含量99~99.5%；雜質含量Fe2O3≤0.5%；CaO≤0.25%；Al2O3≤0.2%；以及極微量的其它氧化物。酸性坩堝材料配比見表一。 表一 酸性坩堝材料配比 鎂砂：鎂砂屬堿性耐火材料，其主要成分是氧化鎂（MgO），它是由菱鎂礦（MgCO3）在高溫下煅燒再經破碎分選而獲得。純氧化鎂的熔點為2800℃，但由于鎂砂中含有SiO2、CaO、Fe2O3等雜質，其熔點約為1840℃，熱膨脹比石英小，沒有因相變而引起的體積突變。鎂砂的莫氏硬度為4~4.5，比重約3.5左右。由于菱鎂礦煅燒技術較復雜，鎂砂價格是石英砂的6倍左右，成本較高。 堿性坩堝對鎂砂化學成分的要求是：MgO≥90%；雜質含量SiO2≤4%；Fe2O3≤1%；CaO≤0.5%；灼堿≤0.5%。堿性坩堝材料配比見表二。 表二 堿性坩堝材料配比 鋁礬土砂：鋁礬土主要成分是氧化鋁，系含有雜質的水合氧化鋁，是一種土狀礦物，其組成成分異常復雜，是多種地質來源極不相同的含水氧化鋁礦石的總稱。鋁礬土砂由鋁礬土在高溫下煅燒再經破碎分選而獲得，當Al2O3含量達71.8%時，其耐火度大于1800℃，屬中性耐火材料。 中性坩堝對鋁礬土砂化學成分要求是： Al2O3≥70%；SiO2≤20%；Fe2O3≤2%；TiO2≤1.5%；MgO+CaO+K2O+Na2O≤2%。中性坩堝材料配比見表三。 表三 中性坩堝材料配比 坩堝筑爐是確保坩堝質量的重要環節，也是影響坩堝壽命的主要因素，筑爐質量的好壞是保證坩堝烘爐燒結質量的基礎。如果筑爐質量不好，如打結坩堝爐襯時存在分層或砂的粒度分布不均勻現象，則會增大燒結后產生裂紋的幾率和產生偏析，從而降底坩堝的強度，縮短坩堝的正常使用壽命；如果坩堝筑爐質量存在嚴重的缺陷，如爐襯打結的密實度不均勻，密度不夠或打結材料中混入了磁性雜質等，不但無法在烘爐焙燒過程中獲得滿意的坩堝燒結層，而且還有可能發生漏水和穿爐事故。所以，提高坩堝筑爐質量是提高感應電爐爐齡的重要手段之一。 要提高坩堝筑爐的質量，應注特別意控制以下要點：一是坩堝模外表的焊縫和過渡圓角一定要打磨光滑，同時，在坩堝模上鉆一些小孔，以利于在烘爐時排除水蒸汽，孔徑2~3毫米，每孔相隔225毫米，均勻分布；二是由于耐火材料要進行磁選處理去除磁性雜質，當下料高度＞500mm時還必須使用加料斗加料，以免砂子出現粗細顆粒分層；三是搗筑爐料應一錘壓一錘，搗錘力度均勻，逐層搗實；四是搗制過程必須連續操作，切忌筑筑停停，停停筑筑；五是爐襯搗筑的中途不宜換人操作，只有這樣，才能確保爐襯致密均勻；六是在打結完后坩堝模不取出，烘干和燒結時起感應加熱作用。 烘爐燒結是決定坩堝質量的關鍵環節，也是影響坩堝強度和使用壽命的關鍵因素。經烘爐燒結后坩堝一般形成燒結層、過渡層及松散層的三層結構。燒結層是工作層，它直接與金屬液、爐渣及大氣接觸，直接承受金屬液因電磁攪拌作用對坩爐的沖刷作用，承受爐渣及合金元素的高溫侵蝕和急冷急熱產生的應力及金屬的靜壓力，故燒結層的強度和性能直接決定了坩堝的強度和性能，也即決定了坩堝的使用壽命。所以，烘爐燒結的主要目的就是要形成一層尖硬而耐磨的坩堝表面——燒結層。 下面以酸性石英坩堝為例，進一步分析說明烘爐燒結對坩堝質量的影響。坩堝爐襯在原輔材料選定的前提下，燒結工藝是使爐襯獲得良好顯微組織結構以充分發揮其耐高溫性能的的關鍵工序。 石英具有較高的熔化點（1713℃）和較差的熱導性，如不進行烘爐燒結就熔煉造成硼酸（或硼酐）與石英砂作用不充分，爐襯內外溫差應力過大，工作層處于疏松狀態，就有剝落的危險。又因石英具有如前所述的晶態轉變，所以，在烘爐燒結時必須對晶態轉變溫度進行控制，使燒結層的石英晶態轉變進行徹底，使它具有很好的高溫強度和體積穩定性。為獲得爐襯的三層（燒結層、過渡層、松散層）結構，烘爐和燒結的原則是：低溫緩慢烘爐，高溫滿爐燒結。烘爐和燒結工藝大致分為三個階段，如圖三所示：
烘烤階段：以≤50℃/h的速度將坩堝模加熱至600℃，保溫3h，目的是徹底排除爐襯中的水分。 半燒結階段：以50~70℃/h升溫至900℃，保溫3小時。此階段是 a-石英向a-鱗石英轉變過程，體積變化最大，所以在900℃要確保恒溫3小時。之后以100℃/h升溫，當溫度升至坩堝模焊縫開始熔化時，即可加爐料；加料時大塊料盡量放下層和靠近坩堝壁，小塊料填補空隙，并將料加滿。為使坩堝表而掛上一層完好光滑的釉面，可事先加入適量的碎玻璃。此階段必須嚴格控制升溫速度，防止坩堝產生裂紋。 完全燒結階段：當溫度升1500℃，恒溫3小時。此階段是鱗石英向方石英轉變的過程，燒結層的厚度很大程度上取決于這一過程。高溫燒結時，金屬液應盡量地熔滿爐，使整個爐襯受熱均勻，經燒結后得到理想的工作層；坩堝的燒結結構是提高其使用壽命的基礎，如果燒結層厚度不足，坩堝的使用壽命會明顯降低。 坩堝的熔煉控制（操作使用）及現場管理對感應電爐爐齡也有很大影響，尤其是新坩堝前期的使用操作影響更為顯著。第一爐熔化因為爐襯的燒結層薄（強度還不高），所以升溫時應使用較小的功率，避免過強的電磁攪拌加大金屬液對爐襯的沖刷作用，影響燒結層（工作層）形成足夠的厚度。同時，前三爐水不能一次倒空，第一爐出水30%，第二、三爐各出水50%（此后，可自行決定出水情況），使用的前一周應盡可能避免冷爐，否則急冷急熱造成爐襯產生裂紋，過早出現坩堝損傷而降低爐齡。建議盡量集中生產，減少停爐次數。一但停爐，也應盡可能使爐內溫度保持在600~800℃。節假日如需停爐，應使最后一爐鐵水出凈，并快速冷卻，重新起爐時，升溫至700℃時保溫半小時以上，再快速升溫，以使爐襯在冷卻后產生的裂紋在金屬液之前彌合，防止金屬液滲入爐襯內部。對間斷使用的電爐可參考以上方法進行冷爐和起爐。 其次，熔煉過程中金屬液面的高度及爐渣對坩堝爐襯亦有影響，應經常改變熔池內金屬液面的高度，但波動不能太大（±5~10%為宜），避免熔渣固定一點形成，使渣線部位爐襯的侵蝕、沖刷過快；冶煉過程中還需要勤扒渣，減少爐渣對爐襯的侵蝕。此外，加料時應盡量避免料砸坩堝，使坩堝受到傷害，尤其是冷爐后坩爐受到沖擊時，裂紋會增大，金屬液滲入的可能性也隨之增大，從而降低了坩堝的使用壽命。
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