當(dāng)無芯感應(yīng)爐熔煉鑄鐵(球鐵、灰鐵以及可鍛鑄鐵)和有 色金屬時(shí)，其內(nèi)襯耐火材料一般選用石英砂或者鋯英石質(zhì)，或 者選用二者混合材料的干式打結(jié)料，以硼酸或者硼砂作為燒結(jié)劑。
由圖1看出，ZrO2加入硅質(zhì)材料中，對其溶化溫度降低 的影響非常有限，而且ZrO2 . SiO2在1677℃分解為ZrO2和SiO2，前者以微粒狀態(tài)存在于玻璃相中，有利于提高其黏度和抗 蝕性能，同時(shí)提高材料的高溫塑性，提高抗熱震性，從而延長 使用壽命。
由SiO2-B2O3 二元系相圖(下圖)可知，B2O3 的熔點(diǎn) 為450℃，SiO2-B203系最低共熔溫度為327℃。當(dāng)向SiO2中 補(bǔ)入不超過5%的B203時(shí)，SiO2-B2O3 混合料的熔化溫度由 SiO2熔點(diǎn)(1723℃)下降到1480℃.該圖還表明，以B2O3 作為石英質(zhì)干式打結(jié)料的燒結(jié)劑時(shí)，在372℃就會(huì)出現(xiàn)液 相。
雖然B2O3 對SiO2熔化溫度的影響極為明顯，但由于石英玻 璃的黏度很大(見下圖，在1730℃時(shí)約為2xl06Pa.s)，而B2O3 本身亦為玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成物，所以少量B2O3 加進(jìn)SiO2材料中不會(huì)造成SiO2玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大的破壞而影響SiO2熔 體的黏度。這表明，硅質(zhì)干式打結(jié)料采用B2O3 作燒結(jié)劑時(shí)，既 能使感應(yīng)爐內(nèi)襯工作表面在較低溫度下燒結(jié)，又能保證在高溫 使用時(shí)工作表面為一高黏滯層。這種工作表面能阻止金屬熔體和熔渣的滲透、沖刷和侵蝕。
硅質(zhì)干式打結(jié)料中B2O3 的加入量，按圖3-5估計(jì)，大約為 0.8% ~ 1.5% (當(dāng)采用硼砂代替B2O3 時(shí)，其加入量為85% B2O3的量)。
考慮硅質(zhì)干式打結(jié)料在燒結(jié)劑(B2O3 或硼砂)的存在下， 烘烤、燒結(jié)過程中的SiO2晶型轉(zhuǎn)化問題(參見圖3-7)，認(rèn)為各 階段升溫速度不應(yīng)超過50℃/h，并在晶型轉(zhuǎn)化溫度附近實(shí)施保溫操作;在高溫(1500 ~1550℃)階段則應(yīng)實(shí)施預(yù)燒結(jié)2~4h 以保證獲得適宜的燒結(jié)層厚度。
硅質(zhì)干式打結(jié)內(nèi)襯的損毀主要是SiO2同鐵液中的[C]反應(yīng)：
對于球鐵而言，式(3-1)反應(yīng)自己焓為：
反應(yīng)平衡溫度T=1467℃。這說明，當(dāng)熔煉溫度超過Te時(shí)，感應(yīng)爐內(nèi)襯中的SiO2會(huì)被[C]還原，導(dǎo)致內(nèi)襯變質(zhì)、損毀。相反，當(dāng)熔煉溫度低于Te時(shí)，爐料中混入的Si和鐵液中[Si]則會(huì)與O2反應(yīng):
生成的Si02在熔煉時(shí)被吸附到內(nèi)襯工作表面形成爐瘤，使 內(nèi)襯變厚。由于鐵液中[C]、[Si]含量不同，反應(yīng)平衡溫度介 于 1470 〜1600℃ (T鑄鐵=1470℃，T灰鐵=1540℃，T可鍛鐵=1580℃ ) 。