中频炉炉衬筑炉工艺

中频感应熔炼炉筑炉工艺和烘炉工艺筑炉工艺跟炉衬材料和熔炼炉容量及实际操作各有不同。但是关键的环节是：材质的正确选择，颗粒配比、添加剂、结合剂的选择与使用数量、打结前的准备工作以及打结操作工艺等。合理的粒度配比可以使坩埚的气孔率最小，致密性最高、烧结性好和耐激冷激热性好。用于制作坩埚的耐火材料一般分为粗颗粒、中颗粒和细颗粒三种。在选择配比时，要考虑坩埚大小、打结方法及烧结工艺等因素；打结料的颗粒配比、熔炼炉的容量和打结壁厚度见表打结料颗粒配比及其作用序号颗粒度（mm）所占比例（%）作用粗颗粒（2～6）所占全部料的总重的20～25骨架作用，抗冲刷作用中颗粒（0.5～2）所占全部料的总重的25～30填充粗颗粒之间的缝隙，增加堆积密度，改善坩埚的烧结性能，提高坩埚强度细颗粒（＜0.5）所占全部料的总重的40～50确保坩埚烧结性能，烧结网络的连续性，使坩埚具有良好的致密性。熔炼炉的容量和打结壁厚度的关系熔炼炉容量（T）0.50.5～3＞3炉壁厚度mm（0.2～0.25）dLINKWord.Document.8"F:\\中频感应炉成套设备手册.doc""OLE_LINK1"\a\r（0.15～0.2）dLINKWord.Document.8"F:\\中频感应炉成套设备手册.doc""OLE_LINK1"\a\r（0.1～0.15）d注d为炉体直径在打结坩埚时，所使用的耐火材料需要加入添加剂，如硼酸（）、卤水（）、水玻璃（）等。其目的是改善耐火材料的烧结性能，降低烧结温度，提高烧结质量，有些耐火材料需要提高抗拉强度，还必须加入微量的不锈钢纤维或者是碳化硅纤维。镁砂的烧结温度为1750℃，石英砂的烧结温度是1450℃，加入量为打结料的0.8%～1.5%左右的硼酸后，硼酸加热分解，以形式存在于耐火材料中。在温度到达1000～1300℃时与镁砂中的和等形成低熔点化合物（,熔点1200℃；,熔点1142℃；,熔点1342℃；）使镁砂烧结温度降低，改善了烧结条件，提高了烧结质量，硼酸还可以调节坩埚体积的变化率，时炉衬裂纹倾向性减小。硼酸除了对耐火材料烧结层有良好的效果，对其中烧结层可以起到使坩埚和感应线圈之间有一层松软的过渡带，不仅会缓冲体积变化，同时也可以缓解内应力，使裂纹引起的漏炉事故减少。当使用镁铝尖晶石（）材料时，加入硼酸，可降低尖晶石形成温度，促进尖晶石形成，因而改善了烧结质量，提高了坩埚的耐压强度，在含氧化镁（）92%，氧化铝（）8%的打结料中加入料重1.2%的硼酸后，改善了烧结质量，使坩埚的耐压强度也增加了1～2倍。但是硼化物表面活性大，对镁质耐火材料也有不利之处，所以硼酸的加入量不宜过多，要适量调整。通过了解硼酸加入到耐火材料中的性能可以知道添加剂在筑炉工艺中的作用，而且比需要掌握加入量的大小比例。筑炉方法从耐火材料的配比混合形态分为干式打结和湿式打结筑炉两种；干式打结是指在干燥的打结炉衬材料中加入干燥的黏结剂，经搅拌后进行。湿式打结是指在干燥的打结炉衬材料中加入水、水玻璃、卤水、或硼酸水溶剂等黏结剂进行搅拌后打结。筑炉方法从操作方法上分为手工（人工）打结筑炉法、电动振锤筑炉法和电动筑炉法及气动锤击筑炉法等，人工筑炉只适于小吨位（1.5吨以下）感应熔炼炉的筑炉电动气动等机器筑炉适用于大吨位感应熔炼炉的筑炉。1、炉衬的打结工艺步骤(1)、准备打结所用工具、配制打结料及其他所用材料；（2）、准备坩埚模。（坩埚模的制作要考虑较好的几何形状和外壳强度，外表力求光滑无锈迹，坩埚模的斜度为1:10，随熔炼炉容量不同，坩埚模厚度一般为4～12mm。。为了保证筑炉捣击致密，大容量的熔炼炉的坩埚模可分为2～3段。为了便于烘炉时炉衬内部气体和水汽的排出，在坩埚模周围均匀钻有2～5mm的排气孔。）（3）、铺设隔热绝缘层；即坩埚壁与感应圈内壁之间的填充物，其材料一般为云母纸、石棉板和玻璃丝布等；在铺设之前，应彻底清除感应线圈表面灰尘和附着物，有漏炉报警装置，应按要求同时铺设。用膨胀圈胀紧，要使绝缘层紧贴在感应圈上，铺设的材料应避免横向搭接缝隙，纵向搭接应在100mm左右，并保证互相铺开、铺平、压紧。（4）、人工打结或机器打结；打结炉衬的厚度要控制在要求范围。5.32炉衬的打结工艺（以人工打结为例）①、采用薄层加料，捣筑叉要能从上层捣到下层，避免层间出现分层；②、烘炉温度曲线举例炉衬的烘炉和烧结工艺举例表（烘炉和烧结时间总计39小时）温度区间/℃升温速度℃/h温度×保温时间室温～15025150℃×150～50025500℃×500～60060-600～900100900℃×900～150080（1500～1550）℃×2h3、成型炉衬成型炉衬指的是以各种不定形的耐火材料混合配制而成，采用炉外预制成型的方法制作的炉衬。适用于中频熔炼炉熔化各类黑色金属及有色金属及有色合金的炉衬。适用于2T以下炉衬的制作。成型炉衬成型的方法有：等静压法、浇铸-振动法、逐层填料-逐层压实法；其工艺流程如下：选料配方充分磁选粒度级配添加结合剂均匀拌料模内成型升温脱落窑内焙烧自然干燥检验入库。成型炉衬的形状为上端开口，中间空心，下部实底的圆柱形，其结构及力学性能如下：成型炉衬的外壁与外底面为直角，方便与施工，安装易紧实；成型炉衬的向内的侧壁厚度由上至下逐渐增厚，有针对性的抵抗由上至下的逐渐增大的熔液静压力。成型炉衬的内壁与底部结合部分为弧连接，圆角半径大、结构预应力增强，更适宜承受热膨胀是的侧壁外扩与熔液向下的静压力联合作用的“撕裂作用”。成型炉衬的底部较厚实，更适应于承受熔液的正向静压力。成型炉衬和感应器线圈之间在使用时需要增加安全炉衬（也称为外衬），一般为未烧结层，能保护感应线圈的安全。同时具有传递电磁能量、均匀散热的功能。成型炉衬和密度较低的安全炉衬的结合也称为复合炉衬；安全炉衬一般用干式打结法施工。其材料采用多级颗粒的配比，如石棉布、水玻璃、结合剂（1%的硼酸或硼酐）、捣筑料，结合剂；步骤是先安装成型炉衬、捣筑安全炉衬。炉嘴和炉口采用传统方法制作。4、中频感应熔炼炉炉衬的维护和保养（1）、熔炼炉的炉衬维护和保养①、当炉衬壁出现纵向裂纹时，应采取缓慢升温方法，是裂纹弥合后在进行熔炼；②、当炉衬壁出现横向裂纹时，按实际情况在裂纹内填上细粉耐火材料，进行加热熔化。③、当炉衬底倍侵蚀，可用炉衬料修补，修补后用金属炉料覆盖，低功率熔化一段时间再开满功率。④冶炼结束后短时间不用时，应在炉口覆盖石棉板或其他保温措施，让其缓慢冷却；长时间不开炉，在使用时应缓慢升温；（2）、熔炼炉的炉衬寿命的提高措施①、用于第一炉次烘炉和烧结的炉料选用不锈和干净的金属炉料；②、清除回炉料上的型砂及附着物，以防炉衬结瘤；③、加厚渣线部分烧结层，及时出渣，在炉料过热前应先除渣一次；④、尽量缩短炉衬在高温时的工作时间，炉料较少时应减小输入的电源功率；⑤、不超过炉衬耐火材料的坐高温度区间工作。⑥、安装炉体或重新打结炉衬后应保证各个部件之间的安装稳定性和紧固性；⑦、重新打结炉衬综合考虑耐火材料性能选料；⑧、按正确的筑炉工艺筑炉操作，加料操作禁止直接加入大块料，减少棚料发生；附：如何提高熔炼炉炉衬寿命的筑炉工艺技术无芯感应炉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，在原辅材料选定的前提下，烧结工艺是使炉衬获得良好显微组织结构以充分发挥其耐高温性能的的关键工序。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。我厂通过二十多年的不断摸索和生产试验，总结出了合理的筑炉打结工艺和烘烤烧结工艺，使炉龄大幅度上升。

1.筑炉时去掉云母纸。

2.对筑炉用水晶石英砂进行如下处理：

2.1手选：主要去除块状物及其它杂质；

2.2磁选：必须完全去除磁性杂质；

2.3干式捣打料：必须进行缓慢烘干处理，烘干温度为200℃－300℃，保温4小时以上。

3.粘结剂的选用：用硼酐(B2O3)代替硼酸（H3BO3）作粘结剂，加入量为1.1%－1.5%。

4.筑炉材料的选用及配比：

4.1筑炉材料的选用：应注意，不是所有SiO2≥99%的石英砂均可用作感应炉炉衬材料，重要的是石英晶粒大小，晶粒越粗大，晶格缺陷越少越好，（如水晶石英砂SiO2纯度高，外表洁白、透明。）炉子容量越大，对晶粒的要求越高。

4.2配比：炉衬用石英砂配比：6－8目10%－15%，10－20目25%－30%，20－40目25%－30%，270目25%－30%。

5.炉衬的打结：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。

5.1干式打结炉衬（以2t无芯感应炉为例）：线圈绝缘胶泥