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中频感应炉炉衬材料的选择及炉衬烧结工艺

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中频感应炉炉衬材料的选择及炉衬烧结工艺

发布日期:2014-08-22 00:00 来源:http://www.szmelt.com 点击:

中频感应炉炉衬材料的选择及炉衬烧结工艺:
  一.炉衬耐火胶泥
  耐火胶泥是一种耐热、耐绝缘的水泥。在感应线圈内壁涂摸一圈1.5-2.5cm厚度是一种保护感应线圈和提高线圈机械强度的材料。同时能使炉衬在垂直方向平滑热胀冷缩。目前国内的耐火胶泥能在1800℃温度下耐半个小时,能有效阻止漏炉。
  二.炉衬(坩埚)材料的选择
  1. 炉衬材料
  中频感应炉坩埚有3种:碱性坩埚、酸性坩埚和中性坩埚。用于制作碱性坩埚的材料主为氧化镁;用于制作酸性坩埚的材料仅有氧化硅;用于制作中性坩埚的材料仅有氧化铝、MgO·Al2O3复合氧化物、石墨等。
  中频感应炉坩埚要求有下列特点:
  ⑴较高的耐火度。炼钢坩埚要求在1700℃,熔炼铸铁坩埚要求1500℃~1600℃;
  ⑵稳定的物化性质。要求坩埚制品耐熔渣和钢液浸蚀;
  ⑶有良好的抗热震性及高温强度;
  ⑷有一定的绝缘性能;
  ⑸较小的导热性;
  ⑹成本低,无污染。
  常用的制造坩埚的耐火材料有镁砂,镁铝尖晶石和石英砂3种,现介绍如下:
  镁铝尖晶石是一种人工合成的耐火材料,理论成分为(Al2O3)=71.5%,(MgO)=28.5%;熔点为2135℃,耐火度约为1900℃,具有良好的抗热震性,可用作各种感应炉坩埚材料。其生产方法是将Al2O3和MgO两种原料混合后,用烧结合成或电弧、电渣法合成。石英砂是酸性耐火材料,用于制作酸性坩埚。天然石英砂精选后,可得到纯度较高的石英砂。石英砂的有害杂质是碱性氧化物。石英砂的耐火度约为1650℃,制作的坩埚工作温度为1550℃。这种坩埚又优良的抗热震性,低于1500℃使用时寿命较长。
  制作坩埚的材料中,除了耐火材料外,还有少量添加剂。常用的是硼酸(H3BO3)。硼酸的主要作用是降低砂料的烧结温度,促进镁铝尖晶石的形成,并且改变坩埚的体积变化率。加入不同数量的硼酸可以调节坩埚的体积变化率。不同的硼酸加入量对石英砂体积变化率影响不同。作为添加剂的硼酸,粒度一般小于0.5mm,达到工业纯即可。硼酸的加入量与坩埚的工作温度及使用条件有关,加入硼酸会使坩埚的工作温度降低。在真空感应炉熔炼时,加入坩埚中的硼酸会使金属液增硼,在熔炼超级合金时要注意这一点。
  三. 中频感应炉坩埚的成型
  中频感应炉坩埚成型前,首先要配料,主要是做粒度配比。合理的粒度配比可以获得气孔率小、烧结性好、强度高、耐急冷急热性能好的坩埚。坩埚气孔率通常在20%左右。坩埚材料的粒度配比中,粗颗粒越多,耐急冷急热性能好。制作坩埚的砂料可分为3个粒度等级,即粗粒度(2~6mm)、中等粒度(0.5~2.0mm)和细粒度(≤0.5mm)。粗粒度砂料在坩埚中起骨架作用,使坩埚具有一定的强度。中等粒度砂料填充粗粒的间隙,增加堆积密度,改善坩埚烧结性能,提高强度。细粒度砂料的作用是保证坩埚的烧结性能和质量以及烧结网络的连续性,使坩埚具有良好的致密性。小于500Kg容量的坩埚一般使用0~4mm的粒度砂料,大容量坩埚使用0~6mm粒度砂料。
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