高铝矾土在中频感应炉上的应用 - 文章

高铝矾土在中频感应炉上的应用

作者：谭银元罗红英梅礼平周慧敏

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针对中频感应炉酸性炉衬寿命只有20炉次左右的问题，决定采用高铝矾土打结炉衬，并进行了试验。通过3年来的生产实践证明，其寿命可达40～60炉次，且设备维修率低，经济效益明显提高。

1　炉衬材料的选择

1.1　高铝矾土化学成分的确定

要获得高性能的烧结坩埚，其液相一般控制在5% ～7%。由于耐火材料制品中含有一定的杂质，同时随Al2O3/SiO2,比值增加，生成的莫来石和刚玉相愈多，其耐火性能增强，因此选用一级高铝矾土。其性能成本指标见表1。

表1　高铝矾土成分及性能

产地	w_B/%					主晶相	耐火度
产地	Al₂O₃	Fe₂O₃	TiO₂	SiO₂	其他	主晶相	耐火度
河南	82.2	1.4	4.4	9.3	2.7	Al₂O₃+莫来石≥90%	≥1770℃

在生产实践中，发现在 Al2O3含量一定的情况下，Fe2O3的含量直接影响炉衬使用寿命和炉衬的表面粗糙度。当Fe2O3含量过高时，一方面引起炉衬表面结疤，使坩埚容积变小；另外，降低了炉衬抗氧渣浸蚀能力，使炉衬不安全性增加。因此在熔炼合金钢时，对高铝矾土除控制Al2O3的含量外，必须将Fe2O3的含量严格控制在规定范围内。

1.2　粒度配比

为获得低气孔率和高抗热冲击性的坩埚，必须合理选择粒度配比(见表2)。

表2　高铝矾土的粒度配比

规格/mm	配比/%	备　　　注
6～8	15～20	150 kg电炉粗粒度取下限，细粒度取上限。1t电炉粗粒度取上限，细粒度取下限
3～5	35～45
0.5～1	20～25
<0.1	15～20

1.3　粘结剂

熔炼合金钢对Al2O3-SiO2纯度要求较高，为降低烧结温度加入1.2%～1.5%的工业硼酸作粘结剂。烧结温度一般为1 450～1 550 ℃，硼酸在升温过程中，生成B2O3,在570 ℃左右开始融熔，起粘接作用，促进高铝矾土炉衬的致密化烧结。

2　筑炉、烘炉工艺

由于高铝矾土比石英砂更容易打结，因此筑炉时应特别注意筑炉厚度。每层厚度严格控制在50～70 mm，每层筑炉时间控制在15～20 min。层与层之间要充分松散，以保证层与层之间连接。

采用低温烘烤、快速升温、高温短时间烧结工艺，如图1所示。即在炉衬打结完毕后，自然风干24 h，然后以5%～30%的功率烘烤，间断送电，保持坩埚样板桶为红色，在内部气体全部排出烧结层后，以满功率快速升温，使合金熔化，并保温0.5～1 h，然后进入后熔炼阶段。

图1　150 kg中频电炉烘烤烧结工艺

3　炉衬的维护和保养

当炉衬出现结疤时，及时用钢钎打掉该部位的炉渣，清除残留金属液，并用少许硼酸和水润湿被修补处，然后用筑炉材料的后三种粒度的高铝矾土修补并捣实。为防止加料时将补炉部位损坏，在补好炉体后，用水玻璃铝矾土熟料将修炉部位表面抹一层，待表面干燥后再加料。

4　结　语

通过实践及生产验证，采用一级高铝矾土打结的炉衬，应严格控制Al2O3和Fe2O3的含量，选择合理的粒度配比和粘结剂量，并采用低温烘烤、快速升温高温短时间烤结工艺，其炉衬寿命是酸性炉衬的2～4倍，且省电节电，降低设备维修费用。

作者简介：谭银元,1964年出生,副教授,武汉市汉阳(430050)
作者单位：谭银元(武汉船舶职业技术学院)
　　　　　罗红英(武汉船舶职业技术学院)
　　　　　梅礼平(武汉四方泵业集团有限公司)
　　　　　周慧敏(武汉四方泵业集团有限公司)(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (2/23/2005)


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