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          中頻感應爐坩堝按製作方法

          這種坩堝的成型和烘乾均在爐外進行。將砂料裝入模具內部加壓制成。

           

          1爐外成型預製坩堝

          這種坩堝的成型和烘乾均在爐外進行。將砂料裝入模具內部加壓制成。這種方法只能生產小容量坩堝,目前爐外成型法可以生產容量在200公斤以下的坩堝。這種坩堝省料、更換方便,適用於實驗室使用。

          2 爐內成型坩堝

          爐內成型坩堝是利用手工或機械的方法在爐內打結制作的。目前,100公斤至幾十噸容量的坩堝多屬此類。

          3 砌築式坩堝

          利用特製的耐火磚和填料,在爐內砌築成具有一定容量的坩堝即爲砌築式坩堝。這種砌築式坩堝製作方便、省料,適合於大型坩堝。目前,用於鍊鋼的最大感應爐(60T)採用的是砌築式酸性坩堝。

          坩堝的質量要求

          1 耐火度

          坩堝製品應具有高的耐火度,避免在坩堝材質內部過早出現液相,使坩堝熔損,降低了坩堝的最高允許工作溫度。一般而言,鍊鋼用坩堝的耐火度爲1700℃,冶煉鎳基合金時爲1600℃,熔鍊鑄鐵是爲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 產品牌號 最高工作溫度℃ 酸鹼性 
          電熔鎂砂 EMAR-88 1750 鹼性 
          普通鎂砂 MR-88 1700 鹼性 
          合成鋁鎂尖晶石 AMR-65 1750 弱鹼性 
          鉻鋼玉尖晶石 ACR-90 1750 弱鹼性 
          鋯英石 ZR-60 1650 中性 
          石英砂 SR-95 1550 酸性

          2 物化穩定性

          要求用於製作坩堝的耐火材料,必須具備優良的耐物化反應性。

          3 抗爐渣的化學侵蝕

          坩堝材料的鹼度水平和爐渣組成的鹼度差越大,坩堝就越容易被侵蝕。大多數坩堝的損壞都與化學侵蝕有關。目前,只能通過調整爐渣的流動性來加以控制。

          4 抗鋼液的化學侵蝕

          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生相互反應,使坩堝遭到侵蝕。耐火材料在真空下的穩定性與其材質純度有很大關係,純度越高,重量損失越小。

          5 熱震穩定性

          坩堝在使用過程中,週期地經受加熱和冷卻的作用,隨之而產生體積膨脹和收縮。這時坩堝內部相應地發生抗壓應力,在應力的反覆作用下會導致產生裂紋。裂紋發展下去將使坩堝破壞。

          影響坩堝製品耐急冷急熱的因素有坩堝砂料的配比、打結的緻密程度。耐火材料的膨脹係數等。爲了延長坩堝的壽命,要求坩堝製品具有良好的熱震穩定性。

          6 高溫強度

          冶煉過程中坩堝本身承受着各種力的作用,其中包括:爐料對坩堝的衝擊力,鋼液的靜壓力,電磁攪拌運動時的作用力以及坩堝內外溫差應力,急冷急熱變化產生的內部應力等。由於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度,以防止開裂。坩堝的高溫強度和耐火材料的種類,成型壓力,燒結工藝,砂料粒度配比等因素有關。因此,必須從各方面採取措施來增加坩堝的高溫強度,以保證坩堝的正常使用。

          7 絕緣性能

          由於鋼液與感應圈之間保持一定的電壓差(通常爲幾十伏到數百伏),爲此,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。因爲磁力線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儘量小一些,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。在鍊鋼溫度範圍比電阻率值爲102~104歐姆.釐米。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。其他能形成低熔點化合物的成分也起着相同的作用。爲了確保坩堝在高溫下安全工作,對絕緣性能的要求應放在首位,電效率可以通過調整坩堝壁的厚度來達到預期的效果。因此,在實際選擇坩堝材料時,要求其純度儘可能高一些,以保證高溫下坩堝具有良好的絕緣性能。

          8 導熱性

          冶煉過程坩堝內外之間的溫差很大,最大是可達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,即坩堝材料的導熱係數應當低。常用的坩堝材料,在冶煉溫度下其導熱係數約爲1~2千卡/米.小時. ℃。導熱係數太大的耐火材料由於導熱損失大,不宜作爲坩堝材料。

          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,會產生揮發,揮發物應不污染環境,對人體健康無害。有些坩堝材料,如氧化鈹在使用時會產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,污染環境和影響健康。

          坩堝是消耗品,在生產成本中有一定的比例。在選擇供生產用的坩堝材料時,必須選擇既符合質量要求又便宜的耐火材料


          來源:本站 時間:2013-09-17 22:19:24
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