CN104557074A - 一种常压中频炉的打炉配料及坩埚的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于冶炼坩埚制备领域，尤其涉及一种常压中频炉的打炉配料及坩埚的制备方法。配料按照重量百分比包括：96～98％的电熔镁砂与小于1％的硼酸混合后加入2～3％的水充分混合而成；其中电熔镁砂的粒度配比按照重量百分比为：200目＜粒度≤1mm的电熔镁砂占20％，3mm≤粒度＜5mm的电熔镁砂占10％，5mm≤粒度≤8mm的电熔镁砂占40％，粒度≤200目的电熔镁砂占30％。通过改变配料以及优化工艺，每个炉役提高炉龄30％以上，降低电耗70-90％。漏炉事故基本杜绝。

Description

一种常压中频炉的打炉配料及坩埚的制备方法

技术领域

本发明属于冶炼坩埚制备领域，尤其涉及一种常压中频炉的打炉配料及坩埚的制备方法。

背景技术

常压感应炉是一种冶炼设备，由于冶炼设备的特殊性，从而能冶炼较纯净的金属产品。现有的常压感应炉是将熔炼的金属放入外有感应器的缸锅内，通过感应电流产生热能融化金属。第一种打炉方法：是利用成型缸锅外层用镁砂填实的打炉方法；第二种方法：是全部用按一定比例配制好的镁砂(石英砂)、玻璃水、硼酸、水打结缸锅，并按照一定工艺进行烘炉来完成缸锅成型的步骤。除镁铝尖晶石型坩埚外，镁质和石英砂坩埚的耐急冷急热性是很差的。其中石英砂坩埚尤其显著，在坩埚加热和冷却过程中，坩埚烧结层的线膨胀或收缩率约0.9％。也就是说每间歇冶炼1炉，坩埚的体积将产生一次膨胀和收缩。在800℃以下这种变化率最大，如果坩埚处于连续冶炼的条件下，坩埚壁的温度将不会低于800℃，这样坩埚体积的变化率是很小的，产生裂纹的时间也将推迟，坩埚的寿命得以提高

烧结工艺的影响，坩埚的烧结过程中，从低温区的升温速度到最后的烧结温度和保温时间，都对坩埚的烧结质量有着重要的影响。低温烘烤时水蒸气的逸出速度不能太快，以免在砂料中出现早期裂纹。水分的来源有砂料吸附的水、结晶水和添加剂分解释放出的水分，在800℃以下这些水分全部排除。所以在此区间应控制升温速度。坩埚容量越大越要降低升温速率，以避免水蒸气急速地从砂料中逸出。不同材质的砂料应选择相应的合适的烧结温度和保温时间，以便得到理想的烧结结构。高温烧结时坩埚的烧结结构是提高使用寿命的基础。烧结温度不够，烧结层厚度不足，会使坩埚的使用寿命明显的降低。

由于以上原因，大型感应炉坩埚的使用寿命低于中小型感应炉，从提高坩埚的使用寿命来说，应适当增加坩埚壁的厚度。但是，随着坩埚壁厚度的增加，电阻值增大，无功损失增高，电效率下降。因此，坩埚壁的厚度是限制在一定范围。因此，必须选定合理的壁厚，即保证了高的电效率又确保了坩埚的使用寿命。

采用现有技术中的坩埚配料以及制备工艺，炉龄低。漏炉事故屡屡发生，感应圈时有被钢水烫坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种有效节能的一种常压中频炉的打炉配料及坩埚的制备方法，通过改变打炉配料及烘炉的工艺；从而减少电耗、缩短烘炉时间、提高炉龄、降低成本、提高劳动生产率、减少吨钢损耗，增强市场竞争力。

本发明是这样实现的，一种常压中频炉的打炉配料，配料按照重量百分比包括：96～98％的电熔镁砂与小于1％的硼酸混合后加入2～3％的水充分混合而成；其中电熔镁砂的粒度配比按照重量百分比为：200目＜粒度≤1mm的电熔镁砂占20％，3mm≤粒度＜5mm的电熔镁砂占10％，5mm≤粒度≤8mm的电熔镁砂占40％，粒度≤200目的电熔镁砂占30％。这里所述的200目是通过200目的网后产生的电熔镁砂颗粒。

本发明技术方案进一步，所述硼酸按照重量百分比要求B₂O₃≥98％，水≤0.5％，余量为杂质，硼酸的粒度：0＜粒度≤1.5mm。

本发明还提供了一种采用上述的配料的坩埚的制备方法，使用钢模型用钢板焊成，做成中空的并按一定单位面积，钻若干小孔便于加热时透气，钢模型在坩埚打结好后不用从坩埚中取出来，在烘干和烧结坩埚时起电感应加热作用，先烘干炉衬再拔出铁炉胆，然后加入石墨电极进行烘炉，包括如下步骤：

1)在感应器内侧放好石棉绝缘层，在炉底部放2～3层石棉绝缘片；

2)在炉底石棉绝缘层上，铺一层厚200～220mm的坩埚材料，并捣实；

3)并靠感应器及底部铺上一根感应圈放入涂好煤油的铁内胆放入钢模型，对准中心线后将其固定；

4)周边的间隙分批加入筑炉料，每批厚20～30mm，逐层捣实形成炉体；

5)炉体高度打筑至感应圈上100mm，加入炉口砖材周边用炉领料打筑夯实，形成炉口；打结酸性坩埚时，当捣到坩埚上部，即感应器以上部分时，改用含粘土或水玻璃的硅石粉加固混合料捣制；

6)给感应铜圆管排送电，坩埚打结好后钢模型留于其中，当感应器通电后，钢模型因感应作用而发热，起加热和烧结坩埚的作用，炉衬周围装入金属料进行烘炉，功率控制在100kw根据炉料干湿度不同烘1-3小时，至炉领微硬，大功率送电按常规参数进行冶炼。

本发明具有如下的有益效果：

首先取消了常规技术中的水玻璃，水的比例为2-3％，替代水玻璃的使用，并减少了硼酸的使用量控制在<1％或者零添加提高了镁砂的烧结温度，不易产生过烧而导致形成炉衬裂纹，从而有效的避免了炉衬渗钢造成更严重的安全事故漏炉。烘炉制度的改变，钢模型在打结前涂一层煤油，坩埚打结好后不用加热直接拔出。炉衬周围装入金属料进行烘炉，功率控制在100kw烘至炉领微硬即可(根据天气及炉料干湿度不同烘1-3小时用电量在100-300kw)，大功率送电按方案一进行冶炼。没有了前期过长的烘炉过成，既节约了能源又减少了炉衬的烧结层厚度，从而延长了炉衬形成烧结层的炉次。(注意前两炉冶炼是的操作不要碰伤炉衬使用块状规整的原料为好)合理的改变配料、打炉、烘炉的工艺既减轻了工人的劳动强度，又提高了安全系数。每个炉役提高炉龄30％以上，降低电耗70-90％。这种工艺没有了电极的烘烤，减少了碳对第一炉污染，但是这种烘炉工艺不适合前期冶炼对气体含量要求严格的钢种，及对氢较敏感的钢种。建议前几炉冶炼原料较为合适。

通过改变配料以及优化工艺，每个炉役提高炉龄30％以上，降低电耗70-90％。漏炉事故基本杜绝。

附图说明

图1是采用常规技术制备的坩埚经过拆炉后炉衬形貌；

图2是采用本发明配料与方法制备的坩埚经过拆炉后炉衬形貌。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

常压中频炉的打炉配料，配料按照重量百分比包括：96％的电熔镁砂与1％的硼酸混合后加入3％的水充分混合而成；其中电熔镁砂的粒度配比按照重量百分比为：200目＜粒度≤1mm的电熔镁砂占20％，3mm≤粒度＜5mm的电熔镁砂占10％，5mm≤粒度≤8mm的电熔镁砂占40％，粒度≤200目的电熔镁砂占30％。

所选用的硼酸按照重量百分比要求B₂O₃≥98％，水≤0.5％，余量为杂质，硼酸的粒度：0＜粒度≤1.5mm。

制备时，使用钢模型用钢板焊成，做成中空的并按一定单位面积，钻若干小孔便于加热时透气，钢模型在坩埚打结好后不用从坩埚中取出来，在烘干和烧结坩埚时起电感应加热作用，先烘干炉衬再拔出铁炉胆，然后加入石墨电极进行烘炉，包括如下步骤：

1)在感应器内侧放好石棉绝缘层，在炉底部放2～3层石棉绝缘片；

2)在炉底石棉绝缘层上，铺一层厚200～220mm的坩埚材料，并捣实；

3)并靠感应器及底部铺上一根感应圈放入涂好煤油的铁内胆放入钢模型，对准中心线后将其固定；

4)周边的间隙分批加入筑炉料，每批厚20～30mm，逐层捣实形成炉体；

5)炉体高度打筑至感应圈上100mm，加入炉口砖材周边用炉领料打筑夯实，形成炉口；打结酸性坩埚时，当捣到坩埚上部，即感应器以上部分时，改用含粘土或水玻璃的硅石粉加固混合料捣制；

6)给感应铜圆管排送电，坩埚打结好后钢模型留于其中，当感应器通电后，钢模型因感应作用而发热，起加热和烧结坩埚的作用，炉衬周围装入金属料进行烘炉，功率控制在100kw根据炉料干湿度不同烘1-3小时，至炉领微硬，大功率送电按常规参数进行冶炼。

以上方案已经经由技术中心中间试验厂成功实施，并在其它厂非真空感应炉实施，因冶炼品种不同、其它厂矿最高炉次高达60～70炉/每炉役。维护及时基本杜绝了漏炉事故的发生。如图1所示，为采用常规技术制备的坩埚经过拆炉后炉衬形貌；如图2所示，是采用本发明配料与方法制备的坩埚经过拆炉后炉衬形貌。对比发现，经过本发明方法的坩埚经过拆炉后炉衬形貌完整，无裂纹以及穿孔现象。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种常压中频炉的打炉配料，其特征在于，配料按照重量百分比包括：96～98％的电熔镁砂与小于1％的硼酸混合后加入2～3％的水充分混合而成；其中电熔镁砂的粒度配比按照重量百分比为：200目＜粒度≤1mm的电熔镁砂占20％，3mm≤粒度＜5mm的电熔镁砂占10％，5mm≤粒度≤8mm的电熔镁砂占40％，粒度≤200目的电熔镁砂占30％。

2.按照权利要求1所述的常压中频炉的打炉配料，其特征在于，所述硼酸按照重量百分比要求B₂O₃≥98％，水≤0.5％，余量为杂质，硼酸的粒度：0＜粒度≤1.5mm。

3.一种采用权利要求1或2所述的配料的坩埚的制备方法，其特征在于，使用钢模型用钢板焊成，做成中空的并按一定单位面积，钻若干小孔便于加热时透气，钢模型在坩埚打结好后不用从坩埚中取出来，在烘干和烧结坩埚时起电感应加热作用，先烘干炉衬再拔出铁炉胆，然后加入石墨电极进行烘炉，包括如下步骤：

1)在感应器内侧放好石棉绝缘层，在炉底部放2～3层石棉绝缘片；

2)在炉底石棉绝缘层上，铺一层厚200～220mm的坩埚材料，并捣实；

3)并靠感应器及底部铺上一根感应圈放入涂好煤油的铁内胆放入钢模型，对准中心线后将其固定；

4)周边的间隙分批加入筑炉料，每批厚20～30mm，逐层捣实形成炉体；

5)炉体高度打筑至感应圈上100mm，加入炉口砖材周边用炉领料打筑夯实，形成炉口；打结酸性坩埚时，当捣到坩埚上部，即感应器以上部分时，改用含粘土或水玻璃的硅石粉加固混合料捣制；

6)给感应铜圆管排送电，坩埚打结好后钢模型留于其中，当感应器通电后，钢模型因感应作用而发热，起加热和烧结坩埚的作用，炉衬周围装入金属料进行烘炉，功率控制在100kw根据炉料干湿度不同烘1-3小时，至炉领微硬，大功率送电按常规参数进行冶炼。