中頻感應(yīng)爐坩堝按制作方法
發(fā)布日期:2019-12-02 00:00 來源:http://www.513cx.net 點(diǎn)擊:
1爐外成型預(yù)制坩堝
這種坩堝的成型和烘干均在爐外進(jìn)行。將砂料裝入模具內(nèi)部加壓制成。這種方法只能生產(chǎn)小容量坩堝,目前爐外成型法可以生產(chǎn)容量在200公斤以下的坩堝。這種坩堝省料、更換方便,適用于實(shí)驗(yàn)室使用。
2 爐內(nèi)成型坩堝
爐內(nèi)成型坩堝是利用手工或機(jī)械的方法在爐內(nèi)打結(jié)制作的。目前,100公斤至幾十噸容量的坩堝多屬此類。
3 砌筑式坩堝
利用特制的耐火磚和填料,在爐內(nèi)砌筑成具有一定容量的坩堝即為砌筑式坩堝。這種砌筑式坩堝制作方便、省料,適合于大型坩堝。目前,用于煉鋼的最大感應(yīng)爐(60T)采用的是砌筑式酸性坩堝。
坩堝的質(zhì)量要求
1 耐火度
坩堝制品應(yīng)具有高的耐火度,避免在坩堝材質(zhì)內(nèi)部過早出現(xiàn)液相,使坩堝熔損,降低了坩堝的最高允許工作溫度。一般而言,煉鋼用坩堝的耐火度為1700℃,冶煉鎳基合金時為1600℃,熔煉鑄鐵是為1500℃。常用坩堝材料的允許最高工作溫度如表1-1。
常用坩堝材料的允許最高工作溫度℃
坩堝材料 產(chǎn)品牌號 最高工作溫度℃ 酸堿性
電熔鎂砂 EMAR-88 1750 堿性
普通鎂砂 MR-88 1700 堿性
合成鋁鎂尖晶石 AMR-65 1750 弱堿性
鉻鋼玉尖晶石 ACR-90 1750 弱堿性
鋯英石 ZR-60 1650 中性
石英砂 SR-95 1550 酸性
2 物化穩(wěn)定性
要求用于制作坩堝的耐火材料,必須具備優(yōu)良的耐物化反應(yīng)性。
3 抗?fàn)t渣的化學(xué)侵蝕
坩堝材料的堿度水平和爐渣組成的堿度差越大,坩堝就越容易被侵蝕。大多數(shù)坩堝的損壞都與化學(xué)侵蝕有關(guān)。目前,只能通過調(diào)整爐渣的流動性來加以控制。
4 抗鋼液的化學(xué)侵蝕
鋼液中的元素如C、Al、Ti、B、Re等在高溫和真空的作用下均會與坩堝材料發(fā)生相互反應(yīng),使坩堝遭到侵蝕。耐火材料在真空下的穩(wěn)定性與其材質(zhì)純度有很大關(guān)系,純度越高,重量損失越小。
5 熱震穩(wěn)定性
坩堝在使用過程中,周期地經(jīng)受加熱和冷卻的作用,隨之而產(chǎn)生體積膨脹和收縮。這時坩堝內(nèi)部相應(yīng)地發(fā)生抗壓應(yīng)力,在應(yīng)力的反復(fù)作用下會導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋。裂紋發(fā)展下去將使坩堝破壞。
影響坩堝制品耐急冷急熱的因素有坩堝砂料的配比、打結(jié)的致密程度。耐火材料的膨脹系數(shù)等。為了延長坩堝的壽命,要求坩堝制品具有良好的熱震穩(wěn)定性。
6 高溫強(qiáng)度
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,鋼液的靜壓力,電磁攪拌運(yùn)動時的作用力以及坩堝內(nèi)外溫差應(yīng)力,急冷急熱變化產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力等。由于這些力的作用就要求坩堝在高溫和室溫時必須具有一定的強(qiáng)度,以防止開裂。坩堝的高溫強(qiáng)度和耐火材料的種類,成型壓力,燒結(jié)工藝,砂料粒度配比等因素有關(guān)。因此,必須從各方面采取措施來增加坩堝的高溫強(qiáng)度,以保證坩堝的正常使用。
7 絕緣性能
由于鋼液與感應(yīng)圈之間保持一定的電壓差(通常為幾十伏到數(shù)百伏),為此,坩堝材料須有一定的絕緣性能,以免被擊穿。但是,坩堝材料的絕緣電阻又不能太大,否則會影響爐子的電效率。因?yàn)榇帕€通過坩堝壁時將有一部分磁能損失,坩堝壁的電阻越小,磁力線通過時損失越小。因此,在保證絕緣的前提下坩堝材料的比電阻率應(yīng)盡量小一些,使它既保證絕緣性又滿足提高電效率的要求。
常用坩堝材料的比電阻率隨溫度升高而下降。在煉鋼溫度范圍比電阻率值為102~104歐姆.厘米。坩堝材料的純度對絕緣性和比電阻率的影響最明顯。其中鐵磁性物質(zhì)如Fe3O4,Fe2O3等能明顯的降低絕緣性和比電阻率。其他能形成低熔點(diǎn)化合物的成分也起著相同的作用。為了確保坩堝在高溫下安全工作,對絕緣性能的要求應(yīng)放在首位,電效率可以通過調(diào)整坩堝壁的厚度來達(dá)到預(yù)期的效果。因此,在實(shí)際選擇坩堝材料時,要求其純度盡可能高一些,以保證高溫下坩堝具有良好的絕緣性能。
8 導(dǎo)熱性
冶煉過程坩堝內(nèi)外之間的溫差很大,最大是可達(dá)1400~1600℃。通過熱平衡計算大約有10~15%的熱量是由坩堝壁向外散失的,減少這部分熱損失可以提高電阻率。因此 ,要求坩堝材料的絕緣性能高,即坩堝材料的導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)當(dāng)?shù)?。常用的坩堝材料,在冶煉溫度下其?dǎo)熱系數(shù)約為1~2千卡/米.小時. ℃。導(dǎo)熱系數(shù)太大的耐火材料由于導(dǎo)熱損失大,不宜作為坩堝材料。
9無污染、無公害和低成本
坩堝材料在高溫和高真空的作用下,會產(chǎn)生揮發(fā),揮發(fā)物應(yīng)不污染環(huán)境,對人體健康無害。有些坩堝材料,如氧化鈹在使用時會產(chǎn)生有礙健康的含鈹粉塵或鈹蒸氣。有時有的耐火材料會含有放射性元素,污染環(huán)境和影響健康。
坩堝是消耗品,在生產(chǎn)成本中有一定的比例。在選擇供生產(chǎn)用的坩堝材料時,必須選擇既符合質(zhì)量要求又便宜的耐火材料。
這種坩堝的成型和烘干均在爐外進(jìn)行。將砂料裝入模具內(nèi)部加壓制成。這種方法只能生產(chǎn)小容量坩堝,目前爐外成型法可以生產(chǎn)容量在200公斤以下的坩堝。這種坩堝省料、更換方便,適用于實(shí)驗(yàn)室使用。
2 爐內(nèi)成型坩堝
爐內(nèi)成型坩堝是利用手工或機(jī)械的方法在爐內(nèi)打結(jié)制作的。目前,100公斤至幾十噸容量的坩堝多屬此類。
3 砌筑式坩堝
利用特制的耐火磚和填料,在爐內(nèi)砌筑成具有一定容量的坩堝即為砌筑式坩堝。這種砌筑式坩堝制作方便、省料,適合于大型坩堝。目前,用于煉鋼的最大感應(yīng)爐(60T)采用的是砌筑式酸性坩堝。
坩堝的質(zhì)量要求
1 耐火度
坩堝制品應(yīng)具有高的耐火度,避免在坩堝材質(zhì)內(nèi)部過早出現(xiàn)液相,使坩堝熔損,降低了坩堝的最高允許工作溫度。一般而言,煉鋼用坩堝的耐火度為1700℃,冶煉鎳基合金時為1600℃,熔煉鑄鐵是為1500℃。常用坩堝材料的允許最高工作溫度如表1-1。
常用坩堝材料的允許最高工作溫度℃
坩堝材料 產(chǎn)品牌號 最高工作溫度℃ 酸堿性
電熔鎂砂 EMAR-88 1750 堿性
普通鎂砂 MR-88 1700 堿性
合成鋁鎂尖晶石 AMR-65 1750 弱堿性
鉻鋼玉尖晶石 ACR-90 1750 弱堿性
鋯英石 ZR-60 1650 中性
石英砂 SR-95 1550 酸性
2 物化穩(wěn)定性
要求用于制作坩堝的耐火材料,必須具備優(yōu)良的耐物化反應(yīng)性。
3 抗?fàn)t渣的化學(xué)侵蝕
坩堝材料的堿度水平和爐渣組成的堿度差越大,坩堝就越容易被侵蝕。大多數(shù)坩堝的損壞都與化學(xué)侵蝕有關(guān)。目前,只能通過調(diào)整爐渣的流動性來加以控制。
4 抗鋼液的化學(xué)侵蝕
鋼液中的元素如C、Al、Ti、B、Re等在高溫和真空的作用下均會與坩堝材料發(fā)生相互反應(yīng),使坩堝遭到侵蝕。耐火材料在真空下的穩(wěn)定性與其材質(zhì)純度有很大關(guān)系,純度越高,重量損失越小。
5 熱震穩(wěn)定性
坩堝在使用過程中,周期地經(jīng)受加熱和冷卻的作用,隨之而產(chǎn)生體積膨脹和收縮。這時坩堝內(nèi)部相應(yīng)地發(fā)生抗壓應(yīng)力,在應(yīng)力的反復(fù)作用下會導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋。裂紋發(fā)展下去將使坩堝破壞。
影響坩堝制品耐急冷急熱的因素有坩堝砂料的配比、打結(jié)的致密程度。耐火材料的膨脹系數(shù)等。為了延長坩堝的壽命,要求坩堝制品具有良好的熱震穩(wěn)定性。
6 高溫強(qiáng)度
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,鋼液的靜壓力,電磁攪拌運(yùn)動時的作用力以及坩堝內(nèi)外溫差應(yīng)力,急冷急熱變化產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力等。由于這些力的作用就要求坩堝在高溫和室溫時必須具有一定的強(qiáng)度,以防止開裂。坩堝的高溫強(qiáng)度和耐火材料的種類,成型壓力,燒結(jié)工藝,砂料粒度配比等因素有關(guān)。因此,必須從各方面采取措施來增加坩堝的高溫強(qiáng)度,以保證坩堝的正常使用。
7 絕緣性能
由于鋼液與感應(yīng)圈之間保持一定的電壓差(通常為幾十伏到數(shù)百伏),為此,坩堝材料須有一定的絕緣性能,以免被擊穿。但是,坩堝材料的絕緣電阻又不能太大,否則會影響爐子的電效率。因?yàn)榇帕€通過坩堝壁時將有一部分磁能損失,坩堝壁的電阻越小,磁力線通過時損失越小。因此,在保證絕緣的前提下坩堝材料的比電阻率應(yīng)盡量小一些,使它既保證絕緣性又滿足提高電效率的要求。
常用坩堝材料的比電阻率隨溫度升高而下降。在煉鋼溫度范圍比電阻率值為102~104歐姆.厘米。坩堝材料的純度對絕緣性和比電阻率的影響最明顯。其中鐵磁性物質(zhì)如Fe3O4,Fe2O3等能明顯的降低絕緣性和比電阻率。其他能形成低熔點(diǎn)化合物的成分也起著相同的作用。為了確保坩堝在高溫下安全工作,對絕緣性能的要求應(yīng)放在首位,電效率可以通過調(diào)整坩堝壁的厚度來達(dá)到預(yù)期的效果。因此,在實(shí)際選擇坩堝材料時,要求其純度盡可能高一些,以保證高溫下坩堝具有良好的絕緣性能。
8 導(dǎo)熱性
冶煉過程坩堝內(nèi)外之間的溫差很大,最大是可達(dá)1400~1600℃。通過熱平衡計算大約有10~15%的熱量是由坩堝壁向外散失的,減少這部分熱損失可以提高電阻率。因此 ,要求坩堝材料的絕緣性能高,即坩堝材料的導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)當(dāng)?shù)?。常用的坩堝材料,在冶煉溫度下其?dǎo)熱系數(shù)約為1~2千卡/米.小時. ℃。導(dǎo)熱系數(shù)太大的耐火材料由于導(dǎo)熱損失大,不宜作為坩堝材料。
9無污染、無公害和低成本
坩堝材料在高溫和高真空的作用下,會產(chǎn)生揮發(fā),揮發(fā)物應(yīng)不污染環(huán)境,對人體健康無害。有些坩堝材料,如氧化鈹在使用時會產(chǎn)生有礙健康的含鈹粉塵或鈹蒸氣。有時有的耐火材料會含有放射性元素,污染環(huán)境和影響健康。
坩堝是消耗品,在生產(chǎn)成本中有一定的比例。在選擇供生產(chǎn)用的坩堝材料時,必須選擇既符合質(zhì)量要求又便宜的耐火材料。
相關(guān)標(biāo)簽:江蘇熱處理
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