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煉鐵用無(wú)芯感應(yīng)爐內(nèi)襯耐火材料

添加時(shí)間:2017年5月8日  瀏覽次數(shù):

     當(dāng)無(wú)芯感應(yīng)爐熔煉鑄鐵(球鐵、灰鐵以及可鍛鑄鐵)和有 色金屬時(shí),其內(nèi)襯耐火材料一般選用石英砂或者鋯英石質(zhì),或 者選用二者混合材料的干式打結(jié)料,以硼酸或者硼砂作為燒結(jié)劑。

     由圖1看出,ZrO2加入硅質(zhì)材料中,對(duì)其溶化溫度降低 的影響非常有限,而且ZrO2 . SiO2在1677℃分解為ZrO2和SiO2,前者以微粒狀態(tài)存在于玻璃相中,有利于提高其黏度和抗 蝕性能,同時(shí)提高材料的高溫塑性,提高抗熱震性,從而延長(zhǎng) 使用壽命。

     由SiO2-B2O二元系相圖(下圖)可知,B2O的熔點(diǎn) 為450℃,SiO2-B203系最低共熔溫度為327℃。當(dāng)向SiO2中 補(bǔ)入不超過(guò)5%的B203時(shí),SiO2-B2O混合料的熔化溫度由 SiO2熔點(diǎn)(1723℃)下降到1480℃.該圖還表明,以B2O作為石英質(zhì)干式打結(jié)料的燒結(jié)劑時(shí),在372℃就會(huì)出現(xiàn)液 相。

 

     雖然B2O對(duì)SiO2熔化溫度的影響極為明顯,但由于石英玻 璃的黏度很大(見(jiàn)下圖,在1730℃時(shí)約為2xl06Pa.s),而B(niǎo)2O本身亦為玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成物,所以少量B2O加進(jìn)SiO2材料中不會(huì)造成SiO2玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大的破壞而影響SiO2熔 體的黏度。這表明,硅質(zhì)干式打結(jié)料采用B2O作燒結(jié)劑時(shí),既 能使感應(yīng)爐內(nèi)襯工作表面在較低溫度下燒結(jié),又能保證在高溫 使用時(shí)工作表面為一高黏滯層。這種工作表面能阻止金屬熔體和熔渣的滲透、沖刷和侵蝕。

 

     硅質(zhì)干式打結(jié)料中B2O的加入量,按圖3-5估計(jì),大約為 0.8% ~ 1.5% (當(dāng)采用硼砂代替B2O時(shí),其加入量為85% B2O3的量)。

     考慮硅質(zhì)干式打結(jié)料在燒結(jié)劑(B2O或硼砂)的存在下, 烘烤、燒結(jié)過(guò)程中的SiO2晶型轉(zhuǎn)化問(wèn)題(參見(jiàn)圖3-7),認(rèn)為各 階段升溫速度不應(yīng)超過(guò)50℃/h,并在晶型轉(zhuǎn)化溫度附近實(shí)施保溫操作;在高溫(1500 ~1550℃)階段則應(yīng)實(shí)施預(yù)燒結(jié)2~4h 以保證獲得適宜的燒結(jié)層厚度。

硅質(zhì)干式打結(jié)內(nèi)襯的損毀主要是SiO2同鐵液中的[C]反應(yīng):

對(duì)于球鐵而言,式(3-1)反應(yīng)自己焓為:

 

     反應(yīng)平衡溫度T=1467℃。這說(shuō)明,當(dāng)熔煉溫度超過(guò)Te時(shí),感應(yīng)爐內(nèi)襯中的SiO2會(huì)被[C]還原,導(dǎo)致內(nèi)襯變質(zhì)、損毀。相反,當(dāng)熔煉溫度低于Te時(shí),爐料中混入的Si和鐵液中[Si]則會(huì)與O2反應(yīng):

     生成的Si02在熔煉時(shí)被吸附到內(nèi)襯工作表面形成爐瘤,使 內(nèi)襯變厚。由于鐵液中[C]、[Si]含量不同,反應(yīng)平衡溫度介 于 1470 〜1600℃ (T鑄鐵=1470℃,T灰鐵=1540℃,T可鍛鐵=1580℃ ) 。

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