感应炉用耐火材料.doc

《感应炉用耐火材料.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、【引用】感应炉用耐火材料【引用】感应炉用耐火材料2011年03月29日　　感应炉用耐火材料　　1感应炉坩埚的分类及对耐火材料的质量要求　　1.1感应炉坩埚的分类坩埚是感应炉的重要组成部分。它除了用于盛装钢液进行冶炼之外，还起着绝热、绝缘和传递能量的作用。坩埚用耐火材料的材质除满足冶金要求以外，还必须具有一定的电气特性。感应冶炼使用的坩埚按其材质和制作方法进行分类。1.1.1坩埚按材质分类按制作坩埚的耐火材料化学性质可分为碱性坩埚、酸性坩埚和中性坩埚三种。这三种坩埚分别用于不同的目的。1.1.1.1碱性坩埚碱性坩埚是用碱性耐火材料氧化物制作的坩埚。用于制作碱性坩埚的氧化物为CaO、MgO、

2、ZrO2和BeO等。其中，除MgO大量使用外，其他氧化物因成本高等原因，只限于制作供试验用的小坩埚。碱性坩埚可用于冶炼各种钢与合金，是应用最广泛的坩埚。目前，最大的碱性坩埚的容量为32吨。1.1.1.2酸性坩埚酸性坩埚是用酸性氧化物制作的坩埚。用于制作酸性坩埚的氧化物主要为SiO2。几乎所有的酸性坩埚都是以SiO2为主的耐火材料制作的，特别适用于5~30吨容量的大型感应炉。如熔炼铸铁全部采用酸性坩埚。1.1.1.3中性坩埚中性坩埚是以中性氧化物或复合化合物如Al2O3、MgO·Al2O3、ZrO2·SiO2等制成的坩埚；用石墨制成的坩埚也属于此类。应用较多的中性坩埚是Al2O3和MgO·

3、Al2O3等化合物制成的，多用于冶炼高合金钢和合金等。1.1.2坩埚按制作方法分类　　1.1.2.1炉外成型预制坩埚这种坩埚的成型和烘干均在炉外进行。将砂料装入模具内部加压制成。这种方法只能生产小容量坩埚，目前炉外成型法可以生产容量在200公斤以下的坩埚。这种坩埚省料、更换方便，适用于实验室使用。1.1.2.2炉内成型坩埚炉内成型坩埚是利用手工或机械的方法在炉内打结制作的。目前，100公斤至几十吨容量的坩埚多属此类。1.1.2.3砌筑式坩埚利用特制的耐火砖和填料，在炉内砌筑成具有一定容量的坩埚即为砌筑式坩埚。这种砌筑式坩埚制作方便、省料，适合于大型坩埚。目前，用于炼钢的最大感应炉（60T

4、）采用的是砌筑式酸性坩埚。　　1.2坩埚的质量要求1.2.1耐火度坩埚制品应具有高的耐火度，避免在坩埚材质内部过早出现液相，使坩埚熔损，降低了坩埚的最高允许工作温度。一般而言，炼钢用坩埚的耐火度为1700℃，冶炼镍基合金时为1600℃，熔炼铸铁是为1500℃。常用坩埚材料的允许最高工作温度如表1-1。　　表1-1常用坩埚材料的允许最高工作温度℃坩埚材料产品牌号最高工作温度℃酸碱性电熔镁砂EMAR-88　　1750碱性普通镁砂MR-881700碱性合成铝镁尖晶石AMR-651750弱碱性铬钢玉尖晶石ACR-901750弱碱性锆英石ZR-601650中性石英砂SR-951550酸性1.2.2

5、物化稳定性要求用于制作坩埚的耐火材料，必须具备优良的耐物化反应性。1.2.3抗炉渣的化学侵蚀坩埚材料的碱度水平和炉渣组成的碱度差越大，坩埚就越容易被侵蚀。大多数坩埚的损坏都与化学侵蚀有关。目前，只能通过调整炉渣的流动性来加以控制。1.2.4抗钢液的化学侵蚀钢液中的元素如C、Al、Ti、B、Re等在高温和真空的作用下均会与坩埚材料发生相互反应，使坩埚遭到侵蚀。耐火材料在真空下的稳定性与其材质纯度有很大关系，纯度越高，重量损失越小。1.2.5热震稳定性坩埚在使用过程中，周期地经受加热和冷却的作用，随之而产生体积膨胀和收缩。这时坩埚内部相应地发生抗压应力，在应力的反复作用下会导致产生裂纹。裂纹

6、发展下去将使坩埚破坏。　　影响坩埚制品耐急冷急热的因素有坩埚砂料的配比、打结的致密程度。耐火材料的膨胀系数等。为了延长坩埚的寿命，要求坩埚制品具有良好的热震稳定性。1.2.6高温强度冶炼过程中坩埚本身承受着各种力的作用，其中包括：炉料对坩埚的冲击力，钢液的静压力，电磁搅拌运动时的作用力以及坩埚内外温差应力，急冷急热变化产生的内部应力等。由于这些力的作用就要求坩埚在高温和室温时必须具有一定的强度，以防止开裂。坩埚的高温强度和耐火材料的种类，成型压力，烧结工艺，砂料粒度配比等因素有关。因此，必须从各方面采取措施来增加坩埚的高温强度，以保证坩埚的正常使用。1.2.7绝缘性能由于钢液与感应圈之间

7、保持一定的电压差（通常为几十伏到数百伏），为此，坩埚材料须有一定的绝缘性能，以免被击穿。但是，坩埚材料的绝缘电阻又不能太大，否则会影响炉子的电效率。因为磁力线通过坩埚壁时将有一部分磁能损失，坩埚壁的电阻越小，磁力线通过时损失越小。因此，在保证绝缘的前提下坩埚材料的比电阻率应尽量小一些，使它既保证绝缘性又满足提高电效率的要求。　　常用坩埚材料的比电阻率随温度升高而下降。在炼钢温度范围比电阻率值为102~104欧姆.厘米。坩埚材料的纯度