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坩埚窑用耐火材料及坩埚成型方法介绍

编辑:耐火砖厂家   分类:行业资讯  发布:2022-11-25   浏览:

 坩埚虽然小,但是对耐火材料要求很严格。其结构主要包括作业室.燃烧室喷火筒(小炉).漏料坑.换热器(或蓄热室)等部件。在作业室内放置几个坩埚,配合料分批加入每个坩埚,依次完成玻璃的熔化过程。成型结束后,分批加入配合料,进行下一个熔化周期。坩埚窑生产规模小,用于.工艺玻璃(如颜色玻璃).晶质玻璃等)。坩埚窑分类繁多,见表。根据废气余热回收设备的形式进行分类.根据窑内火焰的流动方向,换热式倒焰式.平焰式.根据坩埚的数量,以联合火焰的形式单坩埚窑.根据燃料类型,双坩埚窑和多坩埚窑全煤气.根据熔化玻璃的不同品种,半煤气和燃油坩埚窑的耐火材料也不同。例如,使用更耐腐蚀的耐火材料或内衬涂层熔化一些腐蚀性较大的光学玻璃,如电熔砖.高铝耐火砖.高硅.莫来石等,一般坩埚内衬采用质粘土耐火砖.硅砖。

 

粘土砖2.jpg

 
感应炉坩埚的材料
有三种感应炉坩埚,碱性坩埚.酸坩埚和中性坩埚。制作碱性坩埚的材料主要是氧化镁;制作酸坩埚的材料只有氧化硅;制作中性坩埚的材料是氧化铝.MgO·Al2O三、复合氧化物.石墨等。制作坩埚的方法有三种:炉外形成预制坩埚,适用于小容量感应炉,炉内形成坩埚采用手动或机械方法,适用于中小型感应炉炉内砌体坩埚采用耐火砖和填料,适用于大容量感应炉。
感应炉坩埚具有以下特点:
1.耐火性高。炼钢坩埚需要17000℃,熔炼铸铁坩埚15000℃。
2.物化性能稳定。要求坩埚产品耐熔渣和钢液腐蚀;
3.具有良好的抗热震性和高温强度;
4.具有一定的绝缘性能;
5.导热性小;成本低,无污染。
镁砂、镁铝尖晶石和石英砂是制造坩埚的常用耐火材料。
除耐火材料外,制作坩埚的材料中还含有少量添加剂。硼酸是常用的(H3BO3)。硼酸的主要作用是降低砂的烧结温度,促进镁铝尖晶石的形成,改变坩埚的体积变化率。添加不同数量的硼酸可以调节坩埚的体积变化率。硼酸作为添加剂,粒度一般小于0.5mm,实现工业纯度。硼酸的添加量与坩埚的工作温度和使用条件有关。硼酸的添加会降低坩埚的工作温度。当真空感应炉熔化时,在坩埚中添加硼酸会使金属液体增加硼,在熔化超级合金时应注意这一点。
 
 
碳化硅匣钵坩埚.jpg
 
坩埚的成型方法
坩埚的成型方法大致可分为砂浆浇注成型方法.压力成型法.炉内成型法和砌筑法有四种。前两种方法主要用于制造小容量(100kg以下两种方法适用于坩埚.生产大容量坩埚。
1砂浆浇注成型法
该坩埚成型方法适用于25个容量kg以下特殊耐火材料坩埚,如CaO.BeO.Zr02.Th02.Al2O三等材料坩埚。砂浆浇注法的工艺要点如下。
(1)制浆
将高纯氧化物粉和粘合剂在球磨机中充分研磨混合成砂浆。
(2)浇注
将砂浆注入石膏制成的坩埚模型中。浆料中的水分吸干后,脱模取出坩埚坯料,修复后千燥去除水分。
(3)预烧
经50~100℃低温千燥后,转入真空干燥。将干燥脱水的坩埚坯放入1000年12000年窑炉中℃预热,冷却后修复。
(4)烧成
1700-1800℃高温烧结,后烧成坩埚。
 
2压力成型法
将制作坩埚的砂料按不同粒度比混合均匀,然后放入压力成型模具中进行压力成型。压力成型可分为简单压力成型和等静压成型。
(1)简单压力成型法
压力成型原理简单。施压前将砂放入模具腔内,由上而上.下压头异向加压成坩埚坯料。砂料应含有一定量的水、添加剂或粘合剂。脱模后,可在干燥和高温烧结后使用,也可直接安装在辽宁.采用压力成型法,浙江等地工厂可生产50个容量~500kg镁坩埚。该方法生产的坩埚质量稳定,更换方便。
(2)等静压成型法
冷等静压工艺是粉末冶金的成型工艺,以相同的压力作用于被压物的所有表面。也就是说,被压物表面的压力完全相同,所以称为等静压。由于压力过程不加热被压物,也称为冷等静压。
坩埚冷等静压成型时,将混合均匀的砂放入弹性橡胶模型中,密封放入等静压机工作压力缸中。图3-10为等静压成型MgO坩埚中使用的组装模具。
静压机施加的压力为150~200MPa,将砂料压成坩埚坯料,减压脱模后可高温烧结,也可用钢液高温烧结。
 
碳化硅罐/坩埚/匣钵常规烧结方式温度
1、950-1100度,使用次数100次;
2、1300-1450度,使用次数50次。
 
负极材料用碳化硅罐尺寸:直径为350、400、420、450、500,高度为0.8、1.2米;
海绵铁用碳化硅罐:直径300、400、500,高度:500、600、700。
 
(3)炉外成型坩埚的安装
由砂浆浇注成型法和压力成型法制成的坩埚须安装在感应炉的传感器中。如何安装和注意事项如下。炉外成型坩埚的安装说明。
①将石棉布或玻璃纤维布铺在传感器内。
②将砂放入传感器底部,捣固牢固,底部坚固的砂层厚度应与下面的第二匝传感器圈相等。
③坩埚保持在传感器中间,坩埚外壁与传感器之间的间隙相同。

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