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

熔炼炉的容量和打结壁厚度的关系

在打结坩埚时，所使用的耐火材料需要加入添加剂，如硼酸（H3BO3）、卤水（MgCJ）、水玻璃（NaSiO s）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1750C,石英砂的烧结温度是1450C，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B,O3形式存在于耐火材料中。在温度到达1000〜1300E时

B2O3与镁砂中的MgO和SiO2等形成低熔点化合物（SiO2 * B2O3,熔点1200C；

MgO * B2O3,熔点1142C；2MgO * B2O3,熔点1342C；）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（MgO .AI2O3）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（MgO）92%

氧化铝（AI2O3）8%勺打结料中加入料重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勺排气孔。）

（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100mn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、通常一层铺料厚度约为80〜100mm以后每层均为40〜50mm最高可高出炉底20〜30mm用平锤打实后，再把多余的部分铲除掉，并保持炉底水平；

③、加料尽量低倒，并分散铺平，不能成堆，以免物料发生偏析；

④、捣打是垂直向下一插到底，但不能把绝缘层和隔热层穿透，捣打先重后轻，下落点均匀，以保证打结致密；

⑤、捣筑顺序是先边缘后中心，有次序逐排打结，直到捣筑时有反挫力为准，打结后炉

衬的体积密度应不小于2.6g/cm2（碱性炉衬）；第一层打结时间约为60min，以后每层不少于30〜40min；

⑥、最好连续打结，若有中断，必须用塑料不覆盖，再次打结时，应将表面刮除，然后耙松加料再打结；

⑦、在捣筑过程中，每次加料前，要测量坩埚底的高度，方法是在炉口上方平放木条，从打结料层向炉口测量，最后一次的测量位置应刚好是安放坩埚模的高度；

⑧、安放坩埚模。安放是一般采用定位法和测量法，使坩埚模中心严格固定在感应器线圈的中心轴线上，以保证坩埚壁的厚度尽可能的均匀。

⑨、捣筑坩埚壁是必须注意：在坩埚底部与坩埚壁交界处（即炉底与炉壁的拐角），是坩埚最薄弱的环节，此处的厚度较大，散热差，捣筑时要特别细心，其他部位的捣筑也应仔细。捣筑也需使其尽可能致密。

⑩、修筑炉口和炉嘴时，可用水玻璃作为结合剂，使其快速成型。用适量的硼酸水、水玻璃与打结料混合，湿度要合适，能用手捏成团即可，先在已打好的炉口上涂上适量的玻璃水，然后用填筑混合料，用锤打实。通常炉口和炉嘴应修成内地外高的斜面，以防金属液外溢。

电动或机器筑炉程序和要求基本一样，只是代替了人工捣筑炉料，节省了人力。但也必须细心，不能错过每一个环节。捣筑也要致密，围绕进行，打结方向要靠近内模。内重外轻。其配料和加料等都与人工筑炉相同。

2、炉衬的烘烤和烧结（即烘炉工艺）烘炉和烧结时炉衬获得优良高温性能的一个重要环节，在炉衬的打结完毕后即可进行烘炉和烧结，其目的是充分排出炉衬中的水分，并使硅砂充分均匀变相，最后在高温下烧结成具有高强度的密实的陶瓷表面。这一环节也会影响炉衬的使用寿命。

炉衬的烘烤和烧结应遵循低温缓慢烘烤、高温满炉烧结的原则，烘烤烧结时可加首批金

属料，并尽量减少金属炉料之间的缝隙。以w 100C /h （对于大于15吨的熔炼炉升温速度应w 85C /h ）的升温速度达到1000〜1100C并保温2〜6 （对于大于15吨的熔炼炉保温时间