坩埚耐火浇注料的选用及耐火材料性能要求介绍

发布时间：2022/8/25 17:19:29

坩埚耐火浇注料能有效控制氧化钙含量，降低材料低熔相，从而提高耐火性、高温强度和耐渣性。该系列浇注料主要由耐火高铝原料组成，采用添加微粉的新技术*复合化学添加剂。荷载软化温度高、使用寿命长、施工方便，对提高保温性能、减少热损失、降低环境工作温度有明显效果.适用于加热炉、均热炉、热处理炉、回转窑；各种高温燃烧喷嘴衬里、加热炉水管包扎衬里、钢水炉外精细装置部件、石化催化裂化反应器高温耐磨衬里；高炉铁沟、化学铁炉铁沟、铁水预处理整体喷粉枪等衬里。

它还可以用来制造大型预制块和炉衬，以便于快速施工。在非真空感应炉冶炼（以后称为感应炉冶炼）中，坩埚耐火浇注料的化学腐蚀性能非常重要。坩埚耐火浇注料的碱度应接近炉渣的碱度。碱度水平越近，化学腐蚀越弱。当两者之间的碱度差较大时，坩埚很容易被腐蚀。沿炉渣线的坩埚侵蚀是坩埚损坏的原因之一。氧化钙坩埚具有良好的耐碱渣侵蚀性，其次是氧化镁坩埚，尖晶石坩埚较差。

在选择坩埚耐火浇注料时，应注意耐渣性。例如，采用中性渣冶炼时，应选用富铝尖晶材料的坩埚；采用强碱渣冶炼时，应选用富镁尖晶石或氧化镁和氧化钙材料的坩埚。热冲击是指耐火浇注料在不开裂的情况下抵抗温度急剧变化的能力。坩埚在使用过程中定期加热和冷却，在坩埚内产生膨胀应力和收缩应力。当这种正负应力长期作用时，坩埚中会出现裂纹，导致钢材渗漏和损坏。坩埚材料燃烧后必须具有良好的耐热性。

谈谈坩埚炉衬材料的选择和烧结的重要性

中频炉坩埚有三种：碱性坩埚、酸性坩埚和中性坩埚。用于制造碱性坩埚的材料主要是氧化镁；制造酸性坩埚的唯一材料是氧化硅；制造中性坩埚的唯一材料是氧化铝，MgO·Al2O3复合氧化物、石墨等。

感应炉坩埚炉衬材料要求具有以下特点：

⑴耐火性高。1700要求炼钢坩埚℃，熔炼铸铁坩埚需要15000℃～1600℃;

⑵稳定的物化性质。要求坩埚产品耐熔渣和钢液腐蚀；

⑶具有良好的抗热和高温强度；

⑷具有一定的绝缘性能；

⑸导热性小；

⑹成本低，无污染。

除了耐火材料，制作坩埚的材料中还有少量的添加剂。硼酸是常用的（H3BO3)。硼酸的主要作用是降低砂的烧结温度，促进镁和铝尖晶石的形成，改变坩埚的体积变化率。添加不同量的硼酸可以调节坩埚的体积变化率。不同量的硼酸对石英砂体积变化率的影响不同。硼酸作为一种添加剂，通常小于0.5mm，实现工业纯度。硼酸的添加与坩埚的工作温度和使用条件有关。添加硼酸会降低坩埚的工作温度。在真空感应炉中熔化时，在坩埚中添加硼酸会增加金属液中的硼，这在熔化合金时应引起注意。

感应炉坩埚炉衬材料的成型

感应炉坩埚成型前，配料主要用于粒度比。合理的粒度比可以获得孔隙率小、烧结性好、强度高、耐急性好的坩埚。

炉内打结成型方法:该方法应按规定粒度配制砂料，并与添加剂均匀混合。如果用湿法打结，可以加入1%~2%的水，混合后放置1~2%h再次使用。第二步是在传感器内侧铺设石棉布。对于酸性坩埚，可加两层。第三步是在炉底打结。

感应炉坩埚烧结

烧结过程是在高温下将砂接触面上的液相结合，形成连续的烧结网络，将整个砂材料通过网络连接成一个整体。烧结后，坩埚段从外到内分为未烧结层、半烧结层和烧结层。烧结层要求密度高、强度高、表面裂纹少、砂粒熔化、烧结网络均匀完整。烧结层的厚度约占整个壁厚的20%~30%，烧结层的横向裂缝应尽量避免。坩埚制作完成后，在使用过程中注意维护，及时修复和清理坩埚炉衬材料内壁，大大提高坩埚的使用寿命

感应炉坩埚耐火材料的性能要求

根据感应冶炼对坩埚材料的技术要求，经过长期生产实践的验证，河南耐火材料厂现列出了可用于制作感应炉坩埚的耐火材料。我国广泛使用的酸性坩埚材料为硅石，碱性坩埚材料为镁砂和电熔镁砂。近期，镁铝尖晶石坩埚材料被采用并取得了良好的效果。铸铁熔炼坩埚也取得了良好的效果，而不是硅石。以下介绍了感应炉坩埚耐火材料的性能要求。

1.在高温强度冶炼过程中，坩埚本身承受着各种力的作用，包括炉料对坩埚的冲击、钢液的静压、电磁搅拌钢液运动时的力、坩埚内外温差应力、急冷急热变化引起的内应力等。由于这些力的作用，坩埚在高温和室温下必须具有一定的强度，以防止开裂。坩埚的高温强度与耐火材料的类型、成型压力、烧结工艺、砂粒比等因素有关。因此，必须采取各种措施来提高坩埚的高温强度，以确保坩埚的正常使用。

第二，坩埚材料的耐火材料在高温下工作，应具有较高的耐火性。防止高温下坩埚材料过早出现液相，导致坩埚熔融损坏。在感应炉冶炼条件下，坩埚中的钢液温度可达到1550-1750℃。用于制造坩埚的实际砂料还含有一些杂质氧化物和添加剂，这将降低坩埚材料的耐火性。获得优质坩埚的基础是结合冶炼钢种和冶炼方法选择实用的坩埚材料。

3、在非真空感应炉冶炼（以后称为感应炉冶炼）中，坩埚材料的化学腐蚀性能非常重要。坩埚材料的碱度应接近炉渣的碱度。碱度水平越接近，化学腐蚀越弱。当两者之间的碱度差较大时，坩埚很容易被侵蚀。沿炉渣线侵蚀坩埚是造成坩埚损坏的原因之一。氧化钙坩埚具有好的耐碱渣侵蚀性，其次是氧化镁坩埚，尖石坩埚差。在选择坩埚材料时，应注意耐渣性。例如，采用中性炉渣冶炼时，应选用富铝尖晶材料坩埚；采用强碱渣冶炼时，应选用富镁尖晶石或氧化镁、氧化钙材料坩埚。

第四，坩埚耐火材料的耐热性是指耐火材料抵抗温度急剧变化而不产生裂缝的能力。坩埚在使用过程中定期加热和冷却，在坩埚内产生膨胀应力和收缩应力。当这种正应力和负应力很长时间时，坩埚会产生裂缝，导致钢材渗漏和损坏。坩埚材料必须具有良好的耐热性。坩埚材料的耐热性与砂的粒度比、材料的线膨胀系数、坩埚的体积密度等因素有关。坩埚材料烧结过程中形成的烧结网质量是关系到坩埚耐热性的重要因素。在其他条件稳定的前提下，坩埚材料的线膨胀系数越小，其体积变化越小，耐热性越好。

5、由于钢液与感应环之间存在一定的电压差（通常由于钢液与感应环之间存在一定的电压差（通常从几十伏到几百伏不等）。因此，坩埚材料必须具有一定的绝缘性能，以避免被破坏。但是，坩埚材料的绝缘电阻不能太大，否则会影响炉子的电气效率。因为当磁力线通过坩埚壁时，会有部分磁能损失。坩埚壁电阻越小，磁力线通过时损失越小。因此，在保证绝缘的前提下，坩埚材料的电阻率应尽可能小，以确保绝缘，满足提高电气效率的要求。

六，坩埚内外温差很大，大温差可达1400-1600℃。通过热平衡计算，约10%-15%的热量从坩埚壁上消失。减少这部分热损失可以提高电气效率。因此，坩埚材料的导热系数较低。酸性材料的导热系数低于碱性材料的导热系数。氧化钙是碱性材料中导热系数高的材料，其次是镁砂，而中性材料镁铝尖晶石的导热系数低。导热系数高的材料不应用于制造坩埚。总之，不可能用耐火材料感应炉坩埚满足上述要求。因此，河南耐火材料厂建议客户根据具体使用要求使用材料。