坩堝耐火澆注料的選用及耐火材料性能要求介紹

發布時間：2022/8/25 17:19:29

坩堝耐火澆注料能有效控製氧化鈣含量，降低材料低熔相，從而提高耐火性、高溫強度和耐渣性。該係列澆注料主要由耐火高鋁原料組成，采用添加微粉的新技術*複合化學添加劑。荷載軟化溫度高、使用壽命長、施工方便，對提高保溫性能、減少熱損失、降低環境工作溫度有明顯效果.適用於加熱爐、均熱爐、熱處理爐、回轉窯；各種高溫燃燒噴嘴襯裏、加熱爐水管包紮襯裏、鋼水爐外精細裝置部件、石化催化裂化反應器高溫耐磨襯裏；高爐鐵溝、化學鐵爐鐵溝、鐵水預處理整體噴粉槍等襯裏。

它還可以用來製造大型預製塊和爐襯，以便於快速施工。在非真空感應爐冶煉（以後稱為感應爐冶煉）中，坩堝耐火澆注料的化學腐蝕性能非常重要。坩堝耐火澆注料的堿度應接近爐渣的堿度。堿度水平越近，化學腐蝕越弱。當兩者之間的堿度差較大時，坩堝很容易被腐蝕。沿爐渣線的坩堝侵蝕是坩堝損壞的原因之一。氧化鈣坩堝具有良好的耐堿渣侵蝕性，其次是氧化鎂坩堝，尖晶石坩堝較差。

在選擇坩堝耐火澆注料時，應注意耐渣性。例如，采用中性渣冶煉時，應選用富鋁尖晶材料的坩堝；采用強堿渣冶煉時，應選用富鎂尖晶石或氧化鎂和氧化鈣材料的坩堝。熱衝擊是指耐火澆注料在不開裂的情況下抵抗溫度急劇變化的能力。坩堝在使用過程中定期加熱和冷卻，在坩堝內產生膨脹應力和收縮應力。當這種正負應力長期作用時，坩堝中會出現裂紋，導致鋼材滲漏和損壞。坩堝材料燃燒後必須具有良好的耐熱性。

談談坩堝爐襯材料的選擇和燒結的重要性

中頻爐坩堝有三種：堿性坩堝、酸性坩堝和中性坩堝。用於製造堿性坩堝的材料主要是氧化鎂；製造酸性坩堝的唯一材料是氧化矽；製造中性坩堝的唯一材料是氧化鋁，MgO·Al2O3複合氧化物、石墨等。

感應爐坩堝爐襯材料要求具有以下特點：

⑴耐火性高。1700要求煉鋼坩堝℃，熔煉鑄鐵坩堝需要15000℃～1600℃;

⑵穩定的物化性質。要求坩堝產品耐熔渣和鋼液腐蝕；

⑶具有良好的抗熱和高溫強度；

⑷具有一定的絕緣性能；

⑸導熱性小；

⑹成本低，無汙染。

除了耐火材料，製作坩堝的材料中還有少量的添加劑。硼酸是常用的（H3BO3)。硼酸的主要作用是降低砂的燒結溫度，促進鎂和鋁尖晶石的形成，改變坩堝的體積變化率。添加不同量的硼酸可以調節坩堝的體積變化率。不同量的硼酸對石英砂體積變化率的影響不同。硼酸作為一種添加劑，通常小於0.5mm，實現工業純度。硼酸的添加與坩堝的工作溫度和使用條件有關。添加硼酸會降低坩堝的工作溫度。在真空感應爐中熔化時，在坩堝中添加硼酸會增加金屬液中的硼，這在熔化合金時應引起注意。

感應爐坩堝爐襯材料的成型

感應爐坩堝成型前，配料主要用於粒度比。合理的粒度比可以獲得孔隙率小、燒結性好、強度高、耐急性好的坩堝。

爐內打結成型方法:該方法應按規定粒度配製砂料，並與添加劑均勻混合。如果用濕法打結，可以加入1%~2%的水，混合後放置1~2%h再次使用。第二步是在傳感器內側鋪設石棉布。對於酸性坩堝，可加兩層。第三步是在爐底打結。

感應爐坩堝燒結

燒結過程是在高溫下將砂接觸麵上的液相結合，形成連續的燒結網絡，將整個砂材料通過網絡連接成一個整體。燒結後，坩堝段從外到內分為未燒結層、半燒結層和燒結層。燒結層要求密度高、強度高、表麵裂紋少、砂粒熔化、燒結網絡均勻完整。燒結層的厚度約占整個壁厚的20%~30%，燒結層的橫向裂縫應盡量避免。坩堝製作完成後，在使用過程中注意維護，及時修複和清理坩堝爐襯材料內壁，大大提高坩堝的使用壽命

感應爐坩堝耐火材料的性能要求

根據感應冶煉對坩堝材料的技術要求，經過長期生產實踐的驗證，河南耐火材料廠現列出了可用於製作感應爐坩堝的耐火材料。我國廣泛使用的酸性坩堝材料為矽石，堿性坩堝材料為鎂砂和電熔鎂砂。近期，鎂鋁尖晶石坩堝材料被采用並取得了良好的效果。鑄鐵熔煉坩堝也取得了良好的效果，而不是矽石。以下介紹了感應爐坩堝耐火材料的性能要求。

1.在高溫強度冶煉過程中，坩堝本身承受著各種力的作用，包括爐料對坩堝的衝擊、鋼液的靜壓、電磁攪拌鋼液運動時的力、坩堝內外溫差應力、急冷急熱變化引起的內應力等。由於這些力的作用，坩堝在高溫和室溫下必須具有一定的強度，以防止開裂。坩堝的高溫強度與耐火材料的類型、成型壓力、燒結工藝、砂粒比等因素有關。因此，必須采取各種措施來提高坩堝的高溫強度，以確保坩堝的正常使用。

第二，坩堝材料的耐火材料在高溫下工作，應具有較高的耐火性。防止高溫下坩堝材料過早出現液相，導致坩堝熔融損壞。在感應爐冶煉條件下，坩堝中的鋼液溫度可達到1550-1750℃。用於製造坩堝的實際砂料還含有一些雜質氧化物和添加劑，這將降低坩堝材料的耐火性。獲得優質坩堝的基礎是結合冶煉鋼種和冶煉方法選擇實用的坩堝材料。

3、在非真空感應爐冶煉（以後稱為感應爐冶煉）中，坩堝材料的化學腐蝕性能非常重要。坩堝材料的堿度應接近爐渣的堿度。堿度水平越接近，化學腐蝕越弱。當兩者之間的堿度差較大時，坩堝很容易被侵蝕。沿爐渣線侵蝕坩堝是造成坩堝損壞的原因之一。氧化鈣坩堝具有好的耐堿渣侵蝕性，其次是氧化鎂坩堝，尖石坩堝差。在選擇坩堝材料時，應注意耐渣性。例如，采用中性爐渣冶煉時，應選用富鋁尖晶材料坩堝；采用強堿渣冶煉時，應選用富鎂尖晶石或氧化鎂、氧化鈣材料坩堝。

第四，坩堝耐火材料的耐熱性是指耐火材料抵抗溫度急劇變化而不產生裂縫的能力。坩堝在使用過程中定期加熱和冷卻，在坩堝內產生膨脹應力和收縮應力。當這種正應力和負應力很長時間時，坩堝會產生裂縫，導致鋼材滲漏和損壞。坩堝材料必須具有良好的耐熱性。坩堝材料的耐熱性與砂的粒度比、材料的線膨脹係數、坩堝的體積密度等因素有關。坩堝材料燒結過程中形成的燒結網質量是關係到坩堝耐熱性的重要因素。在其他條件穩定的前提下，坩堝材料的線膨脹係數越小，其體積變化越小，耐熱性越好。

5、由於鋼液與感應環之間存在一定的電壓差（通常由於鋼液與感應環之間存在一定的電壓差（通常從幾十伏到幾百伏不等）。因此，坩堝材料必須具有一定的絕緣性能，以避免被破壞。但是，坩堝材料的絕緣電阻不能太大，否則會影響爐子的電氣效率。因為當磁力線通過坩堝壁時，會有部分磁能損失。坩堝壁電阻越小，磁力線通過時損失越小。因此，在保證絕緣的前提下，坩堝材料的電阻率應盡可能小，以確保絕緣，滿足提高電氣效率的要求。

六，坩堝內外溫差很大，大溫差可達1400-1600℃。通過熱平衡計算，約10%-15%的熱量從坩堝壁上消失。減少這部分熱損失可以提高電氣效率。因此，坩堝材料的導熱係數較低。酸性材料的導熱係數低於堿性材料的導熱係數。氧化鈣是堿性材料中導熱係數高的材料，其次是鎂砂，而中性材料鎂鋁尖晶石的導熱係數低。導熱係數高的材料不應用於製造坩堝。總之，不可能用耐火材料感應爐坩堝滿足上述要求。因此，河南耐火材料廠建議客戶根據具體使用要求使用材料。