提高坩埚式感应电炉酸性炉衬寿命的筑炉工艺 (1)

实验的目的与材料
实验的目的 当炉衬侵蚀需要大修时，炉衬制作采用炉内捣
的是硅砂。对捣筑酸性炉衬用硅砂作耐火材料除 进行精选外，还需进行如下品质要求：化学成分的 要求是Ｓｉ０２含量９６％～９９．５％，杂质Ｆｅ２０３＜０．５％、 ＣａＯ＜０．２５％、Ａ１２０３＜０．２％、Ｈ２０＜Ｏ．５％；其粒度要求见 表ｌ【２】。
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００１—６９８８（２００８）０１．００３８。０３
Ｒａｍｍｉｎｇ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｈｎｐｒｏＶｉｎｇ Ａｃｉｄ Ｌｉｌｌｉｎｇ Ｌｉｆｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ
ＣｒｕｃｉｂＩｅ Ｆｕｒｎａｃｅ
ＣＨＥＮ Ｙｕ－ｐｉｎｇ
（形妣ｉ如ｓ疵ｕｆｅ矿扎ｃ危加Ｚｏｇｙ，形眦ｉ ２１４１２１，Ｃ九ｉｎ口）
为使炉衬石英晶变彻底，炉衬的烧结温度须高
于炉子实际使用温度５０℃许，升温的规范须和石英 晶变相适应。生产中应遵循低温缓慢烘烤，高温满炉
２实验方法与要求
２．１炉衬的打结工艺 打结使用的工具应清洁齐全。坩埚铁模下部锥 形部位不得存有锐角或凹凸或生锈，焊接处应磨光。 炉衬打结质量好坏直接关系到烧结质量。打结时砂 粒粒度分布均匀不会产生偏析，打结后的砂层致密 度高．烧结后产生裂纹的几率下降，有利于提高感应 炉炉衬使用寿命。修筑炉衬时，先在感应圈内放置 玻璃丝布与石棉纸板等绝缘与绝热材料，然后捣炉 底。并在捣成的炉底上放置坩埚铁模，再逐层捣实坩 埚壁。用干捣法打结成的炉衬，经过烘炉与烧结后， 取出坩埚铁模才能用于熔化。 ２．１．１干式打结炉衬 干式打结炉衬筑炉方法在感应电炉应用最 广。干式打结炉衬前，首先在炉子感应线圈绝缘层 内铺设一层石棉板和一层玻璃丝布，铺设时除手工 平整压实各层材料外，还要用弹簧圈上下绷紧，捣固
１．２．３配制方法
硅砂中的石英具有较复杂的晶态转变，烘烤与 烧结的目的是为了使得炉衬的烧结层石英晶态转变 进行得彻底，使炉衬具有较高的强度和耐蚀性，这对 炉衬的寿命起决定性影响。
将硅砂与硼酸充分干混，不加湿润剂，避免水汽 对绝缘器件和炉衬耐火度的影响，与此同时坩埚铁 模周围均匀设置直径为２～３ ｍｍ的排气孔，以缩短 炉衬的烘炉时间。
万方数据
材料与施工：提高坩埚式感应电炉酸性炉衬寿命的筑炉工艺
层厚度不足，使用寿命明显降低。以６０℃／ｌｌ升温速
度，将铁液过热至１
５００～１
下降，有利于提高感应炉炉衬使用寿命。 （４）烘烤与烧结是为了使炉衬具有较高的强度 和耐蚀性，这对炉衬的寿命起决定性影响。
参考文献：
【１】张武城．铸造熔炼技术【Ｍ】．北京：机械工业出版社，２００５．
４结语
近年来，我国已在较短的时间内兴建大批大、中 型回转窑生产线。在今后较短的时间内，仍将建设 相当数量的２ 量的１０
０００ ５００～５ ０００
【７】
Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｄＥｍｌａｇｅ ｃａｕｓｅｄ ｉｎ ｂｄｃｋｓ ｂｙ ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ ａｌｋｍｉ ｓａｌｔｓ ｉｎ ｃｅｍｅｎｔｍｔａｌｙ ｋｉｌｎｓ嘲．Ｆｕｅｌ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ
５５０℃，随炉降温到出铁
温度时再出铁。工艺目的是为了使炉衬壁烧结形成 一定厚度致密层。
３结论
为提高炉衬的寿命，除保证烘烤和烧结工艺一 般分为烘烤、半烧结、完全烧结３个阶段外。还应注 意平时的操作，筑炉是选用优质干净的筑炉材料。合 理配比，精心打结，科学烘烤与烧结规范，严格操作 工艺。 （１）当炉衬侵蚀需要大修时，炉衬制作采用炉内 捣筑整体式炉衬的工艺方法。 （２）炉衬材料由耐火材料、黏结剂按比例混合而 组成干式打结料。合理选材、恰当的比例、正确的工 艺是提高生产效率的保证。 （３）炉衬打结质量好坏直接关系到烧结质量。 打结成的炉衬，经过烘炉与烧结后，产生裂纹的几率
硼酸加入前须经３０或４０目筛网过筛，以免较大颗 粒混入造成局部黏结剂含量过高，确保炉衬材料混 合均匀问。
表２黏结剂加入量与熔炼温度的关系
料，布料均匀，填料厚度不大于６０ ｍｍ，逐层打结１５ ｍｉｎ（人工打结），直至与感应圈上缘平齐。在打结完 后坩埚铁模不取出，烘干和烧结时起感应加热作用。 ２．２烘烤与烧结规范
表１硅砂粒度要求
筑整体式炉衬的方、法【”。通过实验获得炉衬烧结的 致密化程度与耐火材料的化学组成、粒度配比、烧结 工艺和烧结温度等因素有关，从而为实验单位的生
收稿日期：２００７—男，副教授，主要从事耐火材料的
研究和应用工作． ３８
万方数据
工业炉
硅砂用作酸性炉衬的耐火材料，重要的是石 英晶粒大小即粒度．晶粒越粗大，晶格缺陷越少越 好嘲。由表１可知：炉子炉衬的捣筑材料的粒度要比 炉领的捣筑材料的粒度大得多：有时为了提高炉领 部位的表面光洁程度，减少炉衬产生裂纹的倾向【４ｌ， 采用硅石粉加１０％水玻璃（密度为１．２９～１．３１ ｇ，ｃｍ３） 混合物捣筑。 １．２．２黏结剂 为了改善炉衬的烧结性能，采用无水硼酸 （Ｈ，ＢＯ，）作黏结剂嘲，加入量与熔炼的温度有关，一 般为０．４％～１．５％．不加湿润剂，生产时用量见表２。 其成分要求为Ｂ２０３＞９８％、Ｈ２０＜Ｏ．５％，粒度≤０．５
１９９５．
４课题来源于财政部教育部国家示范性职业院校建设任 务书（编号０６—０９）
（上接第３７页） （３）上过渡带该带窑皮不稳，要求窑衬抵抗气 氛变化能力好、热震稳定性好、导热系数小、耐磨．通 常采用镁铝尖晶石砖、硅莫砖等： （４）烧成带 该带温度高，化学反应激烈，要求
洛阳工业高等专科学校学报．２００４（２）：３２—３４． 【２】范咏，谢杰华，罗华明，等．高性能耐火浇注料新品种［Ｊ】．耐火材
保温１３～１５ ｈ．以１００℃／１１升温至１ ２５０℃，保温３．
５
ｈ，必须控制升温速度．防止产生裂纹。保温结束
３００。１
后，倒入１
４００℃的低碳铁液进行烧结。这阶
段升温的目的是使炉衬壁初步烧结【８】。 （３）完全烧结阶段 高温烧结时，坩埚的烧结结
构是提高其使用寿命的基础【９】。烧结温度不同，烧结
３９
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｅｎｄｓ
ｏｎ
ｐｅｄ．ｏ咖ａｎｃｅ
ｏｆ ａｃｉ ｄ ｌｉｎｉｎｇ ｏｆ ｔｌｌｅ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｃｒｕｃｉｂｌｅ
ｆｕｍａｃｅ ｍａｊｎｌｙ ｄｅ—
ｔｈｅ
ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｎｉｅｓ ａｎｄ ｍｉｎｅｒａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ｕｓｅｄ．Ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ
ｔ／ｄ级回转窑生产线和少
ｔ／ｄ生产线【１２】，充分认识水泥和耐火材
料的发展形势．在发展水泥工业的同时．发展具有我 国特色的水泥窑用耐火材料。
ａｎｄ缸ｔ—
ｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｍｍｍｅｄ ｌｉｎｉｎｇ ｒｉｓｅｓ ｔｈｅ ｆｕｍａｃｅ ｌｉｆｅ ｓｉｇｎｉ６ｃａｎｔｌｙ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｎｄｕｃｔ；ｏｎ ｆｕｍａｃｅ；ｌｉｎｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ；ｒａｍｍｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｒｅｆｈｃｔｏｒｙ；ｄｒｙｉｎｇ
烧结的原则，烘烤和烧结工艺一般分为烘烤、半烧 结、完全烧结３个阶段： （１）烘烤阶段以２５℃／ｌｌ的速度将坩埚铁模加 热至６００ ｑＣ后保温２ ｈ，其目的是为了防止晶变速 度太快而产生裂纹：继续以５０℃／｝ｌ的速度将坩埚 模加热至１
０００
ｃＣ，保温２ ｈ。空载供电烘烤，使得坩
埚铁模逐渐升温，但铁模既不熔化也不软化同，使用 的目的是彻底排除硅砂炉衬混料中的水分，达到炉 衬上下温度基本均匀。烘烤后取出坩埚模。 （２）半烧结阶段 以５０℃／｝ｌ升温至ｌ １５０℃，
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对感应电炉而言．炉壁的工作条件十分恶劣。 坩埚式工频感应炉酸性炉衬的高温性能主要取决于 所用耐火材料的物理、化学性能及矿物组成。本文 围绕坩埚式感应炉的干式打制炉衬筑炉工艺实验， 探究工频感应电炉大修时炉衬材料的组成、炉衬的 打结工艺、炉衬烘烤与烧结规范。
１
１．１
产技术标准制（修）定提高依据。 １．２炉衬材料的组成 炉衬材料由耐火材料、黏结剂按比例混合而组 成干式打结料。酸性炉衬选用硅砂和硼酸的打结料． 可适应各种容量的炉子。合理选材、恰当的比例、正 确的工艺是提高生产效率的保证。 １．２．１耐火材料 硅砂属酸性材料，酸性炉衬生产中应有最多
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