锻造加热炉是锻造行业的关键设备之一，由于炉温高，温度波动大，并受强烈的振动和进出料的机械撞击，工作环境十分恶劣。因此，传统的粘土砌筑的加热炉寿命很短，特别是炉顶，一般寿命仅2~3个月，常常不得不停产抢修，每年要增加大量的维修工时和费用。后来郑州驹达新材料科技有限公司开始将磷酸耐火浇注料应用在锻造加热炉上，并用其将炉顶、炉门等易烧损部位制成易于更换的预制件，显著延长了炉子寿命，取得了良好的经济效益。
1 应用
1.1 在连续式加热炉上
首先在新3t锤的轴坯加热炉上应用了高铝质磷酸结合耐火浇注料，此炉为燃油式二段连续加热炉，炉底有效尺寸为8584mm×2436mm。
原3t锤的连续加热炉在加热段采用了磷酸浇注料现场浇注料炉墙，其厚度为464mm。炉顶为中心角60°的拱形，采用磷酸浇注料分片预制结构，厚度230mm。连续加热炉的预热段仍采用耐火粘土砖砌筑，这是由于预热段炉温一般不超过1000℃，采用耐火粘土砖可满足性能要求，也降低了炉子的造价。采用预制件拱顶主要有以下几个原因：
(1)该炉设计为非吊挂拱形结构，其压下和扩张部分曲线复杂，难于现场支模整体浇注。预制顶则可分为预制，然后上炉拼装。
(2)磷酸浇注料为火硬性浇注料，常温下强度低，脱模养护期长，难于脱模而不适宜现场浇注炉顶。炉顶预制件在生产厂家预先烘烤后，其强度已达30MPa~40MPa，便于运输和吊装。
(3)预制件在厂家的专用炉窑中烘烤，两面受热，烘烤效果好，费用低于用户自行烘烤。
(4)连续加热炉正常生产时，各段炉温相对稳定。而在烘炉期及生产初期，炉体尤其是炉顶易出现塌落、开裂、剥落的现象。采用预制件可减少因烘炉不当而造成此类现象发生。
(5)筑炉及更换炉顶时，不用支模板，不需烘炉、省工省时省费用。
1.2 在间歇式加热炉上
耐火粘土砖砌筑的间歇式锻造加热炉炉顶寿命一般2~3个月，每年修炉4~5次，每次5d~7d。1992年，沈阳厂在3台0.5t锤的加热炉上应用磷酸浇注料。该炉型为双室式燃油加热炉，间歇式操作，炉底有效尺寸为1m×0.8m×2m。该炉内衬全部由磷酸浇注料整体浇注，壁厚为300mm，炉顶为两块1.2m×1m的平板预制顶，厚200mm。
2 使用效果及分析
2.1 显著提高炉子寿命
新3t锤的连续加热炉自投产以来，已使用8年而未进行大修，现仍可继续使用，比耐火粘土砖砌筑的同类型炉子寿命提高20倍以上，3台双室内加热炉经5年的使用，炉顶平均寿命2年多，为耐火粘土砖砌筑的同类型炉子寿命的10倍左右。两种炉子寿命分析如下：
(1)磷酸耐火浇注料有良好的高温使用性能。磷酸耐火浇注料大幅度提高炉子寿命的原因是这种浇注料的基质石英型AlPO4(熔点约2000℃)呈链状空间网状高分子结构，所以它除了有良好的耐火性之外，高温下还具有韧性、抗冲击和耐磨性以及热稳定性。当炉温超过1400℃后，由于烧结等物理化学反应，强度又提高了。因而磷酸浇注料在1400℃以上的高温时，性能优于普通耐火粘土砖。两种耐火材料的主要性能列于表1。
表1 普通耐火粘土砖与磷酸浇注料的主要性能
(2)磷酸浇注料炉体易于修补。耐火砖砌筑的炉顶修补起来很困难，常因局部烧损塌落而不得不全拆重筑。而磷酸浇注料预制炉顶整体性好，高温强度大，即使局部剥落也不致引起炉顶塌陷，且修补容易，同时也延长了炉顶的寿命。
(3)修炉次数减少。由于炉顶寿命的提高，减少了因拆修炉顶造成的对其他炉体的影响，也相应延长了炉子的整体寿命。
(4)生产操作方式的影响。间歇操作的室式炉与连续加热炉，炉顶均为磷酸浇注料预制，差异在于间歇式操作中，炉温剧烈变化对炉顶的破坏。一般来说耐火材料中的Al2O3含量越高，其耐火度越高，但热稳定性也约差。虽然磷酸浇注料的热稳定性优于一般重质浇注料，但室式炉在频繁的较大热应力作用下，炉子易开裂、剥落，使用寿命降低。而连续式加热炉正常生产后，温度场长期不变，因为开裂，剥落少，延长了炉子寿命。
2.2 热损失减少
热损失减少主要有以下几个原因：
(1)磷酸浇注料整体密封性较砖砌好。耐火砖砌筑的炉体砖缝多，是影响炉寿命的重要环节。耐火泥浆在高温炉气冲刷、侵蚀和耐火砖胀与缩作用下，易粉化脱落，使砌体从砖缝开始受到侵蚀破坏，从而使炉体散热损失增大。而浇注料为无缝整体结构，透气度小，所以热损失较小。
(2)磷酸浇注料便于炉体保温。保温越好，炉内衬两届面间温差越小，其高温强度越低，易造成炉体软化坍塌。所以要视内衬材料的高温强度适当保温。尽管耐火粘土砖中有熔点很高的莫来石晶体(熔点1870℃)，但数量很小很细(针状)，呈孤岛状分散在大约占矿物相50%的硅质玻璃体中，后者在1300℃—1360℃就软化。莫来石能溶解在液相中，使粘土制品的耐压强度急剧下降。因而耐火粘土砖砌筑的炉子不宜过分强调保温，尤其是炉顶。而磷酸浇注料在1400℃以上时仍有较好的高温强度，所以，磷酸浇注料炉体可适当加强保温。新3t锤的连续加热炉炉顶保温层为20mm耐火纤维毡+230mm膨胀蛭石。现场测定新、原3t锤的连续加热炉的外表面平均温度见表2。
表2 新、原3t锤的连续加热炉炉外表平均温度 ℃
2.3 修炉简便
(1)磷酸浇注料炉体维护工艺简单，开裂、剥落处局部粘补即可、延长炉体寿命。
(2)预制炉顶的更换极为简便，免除砖砌筑炉的备料、支模、砌砖、烘炉等复杂的工艺和繁重的劳动。0.5t加热炉预制炉顶的更换当天即可完成，如砖砌最快也得3d。
3 结论
磷酸耐火浇注料应用于锻造加热炉上能显著提高加热炉寿命。虽然一次施工材料费比耐火砖粘土砖砌筑高3倍多，但其一年所带来的经济效益即可完全收回投资。经统计，应用磷酸浇注料后，每年节省材料费、施工费、燃料费及因炉子作业率提高所带来的经济效益共计50万元左右。预制炉顶具有筑炉简便快捷、省工省时省力的特点，尤其适用于抢修。对其他炉子的改造也有可借鉴之处。