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感应炉用耐材材料应满足的条件

文章附图

耐火材料应满足的要求

  炉衬耐火材料,不论是用于有心感应炉,还是无心感应炉,都应满足以下要求。

  (1)有良好的化学稳定性

  金属铝及铝合金不仅化学活性高,而且其熔液的流动性极好。铝熔液在750℃时的粘度仅为1.04厘泊,与20℃时水的粘度(1.0厘泊)相当接近,这就是其易向炉衬内部渗透和发生化学反应的主要原因。在铝液同耐火材料相接触的温度下,铝起强还原剂作用。耐火材料中的SiO2、TiO2、FeO等氧化物要被铝还原。铝液同炉衬耐火材料之间的反应不仅使产品的质量受到影响,而且使炉衬表面结瘤、鼓包和沉淀杂物,受铝液浸渍部分和原耐火砖的界面有出现裂纹的危险,停炉时还会引起剥落。所以,同铝液接触的炉衬材料,必须具有很高的化学稳定性和尽可能少的浸渍量。

  (2)有良好的抗冲刷性

  一般为了使炉子有较高的电效率,炉壁材料都设计的很薄,但炉子运行过程中,由于电磁力的作用,炉内金属液不停地翻腾和搅拌,对炉衬不断地冲刷和磨损。对有心感应炉,由于采用了喷流型熔沟,熔沟耐火材料受到的冲刷和磨损更为严重。所以,要求所用耐火材料必须具有很高的机械强度和硬度。

  (3)有较高的致密度和体积稳定性

  作为熔炼炉用耐火材料,在材质一定的情况下,都希望获得较高的致密度和体积稳定性。体密的高低,反应了成型体内部气孔含量多少,特别是烧结程度的好坏。材料的体积稳定性愈高,烧结和使用过程产生裂纹的可能性愈小,所产生裂纹的宽度愈小,抗渗透能力愈强。

  (4)不易产生炉瘤

  极少可能由于熔融物表面或内部存在的杂质(例如Al2O3)而形成炉瘤。因为炉瘤会使炉子容量显着降低,而且金属瘤本身致密、坚韧,除掉是非常困难的。

  (5)不易被金属液润湿和渗透

  众所周知,耐火材料是脆性材料,在加热和冷却过程中不可避免地要产生裂纹。但决定其寿命的关键因素之一是裂纹的大小和裂纹扩展的速度。而裂纹扩展与金属液对所接触材料的润湿和渗透能力大小有关。润湿能力愈差,愈有利。

  (6)耐急冷急热性能好

  这一点对无心感应炉特别重要。因为无心炉作业方式为“加料—熔化—出炉”过程的不断循环,炉衬材料反复受到热冲击。若耐火材料热震稳定性不佳,则极易产生裂纹和裂纹扩展,金属液会在短期内渗透到线圈处,导致整台炉衬报废。


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