中频感应加热炉用的坩埚,其质量要求都有哪些?

日期:2018-11-29 / 浏览: 次 / 来源:郑州高氏

中频感应加热炉用的坩埚,其质量要求都有哪些?

大家都知道,金属在用中频感应加热炉进行熔炼时,需要配备坩埚。但是,什么样的坩埚才是最好的呢?今天,郑州高氏的技术人员就说一下中频感应加热炉用的坩埚都有哪些质量要求。

中频感应加热炉用的坩埚的质量要求:

1.耐火度

坩埚制品应具有高的耐火度,避免在坩埚材质内部过早出现液相,使坩埚熔损,降低了坩埚的最高允许工作温度。一般而言,炼钢用坩埚的耐火度为1700℃,冶炼镍基合金时为1600℃,熔炼铸铁是为1500℃。

2.物化稳定性

要求用于制作坩埚的耐火材料,必须具备优良的耐物化反应性。

3.抗炉渣的化学侵蚀

坩埚材料的碱度水平和炉渣组成的碱度差越大,坩埚就越容易被侵蚀。大多数坩埚的损坏都与化学侵蚀有关。目前,只能通过调整炉渣的流动性来加以控制。

4.抗钢液的化学侵蚀

钢液中的元素如C、Al、Ti、B、Re等在高温和真空的作用下均会与坩埚材料发生相互反应,使坩埚遭到侵蚀。耐火材料在真空下的稳定性与其材质纯度有很大关系,纯度越高,重量损失越小。

5.热震稳定性

坩埚在使用过程中,周期地经受加热和冷却的作用,随之而产生体积膨胀和收缩。这时坩埚内部相应地发生抗压应力,在应力的反复作用下会导致产生裂纹。裂纹发展下去将使坩埚破坏。

影响坩埚制品耐急冷急热的因素有坩埚砂料的配比、打结的致密程度。耐火材料的膨胀系数等。为了延长坩埚的寿命,要求坩埚制品具有良好的热震稳定性。

6.高温强度

冶炼过程中坩埚本身承受着各种力的作用,其中包括:炉料对坩埚的冲击力,钢液的静压力,电磁搅拌运动时的作用力以及坩埚内外温差应力,急冷急热变化产生的内部应力等。由于这些力的作用就要求坩埚在高温和室温时必须具有一定的强度,以防止开裂。坩埚的高温强度和耐火材料的种类,成型压力,烧结工艺,砂料粒度配比等因素有关。因此,必须从各方面采取措施来增加坩埚的高温强度,以保证坩埚的正常使用。

7.绝缘性能

由于钢液与感应圈之间保持一定的电压差(通常为几十伏到数百伏),为此,坩埚材料须有一定的绝缘性能,以免被击穿。但是,坩埚材料的绝缘电阻又不能太大,否则会影响炉子的电效率。因为磁力线通过坩埚壁时将有一部分磁能损失,坩埚壁的电阻越小,磁力线通过时损失越小。因此,在保证绝缘的前提下坩埚材料的比电阻率应尽量小一些,使它既保证绝缘性又满足提高电效率的要求。

常用坩埚材料的比电阻率随温度升高而下降。在炼钢温度范围比电阻率值为102~104欧姆.厘米。坩埚材料的纯度对绝缘性和比电阻率的影响最明显。其中铁磁性物质如Fe3O4,Fe2O3等能明显的降低绝缘性和比电阻率。其他能形成低熔点化合物的成分也起着相同的作用。为了确保坩埚在高温下安全工作,对绝缘性能的要求应放在首位,电效率可以通过调整坩埚壁的厚度来达到预期的效果。因此,在实际选择坩埚材料时,要求其纯度尽可能高一些,以保证高温下坩埚具有良好的绝缘性能。

8.导热性

冶炼过程坩埚内外之间的温差很大,最大是可达1400~1600℃。通过热平衡计算大约有10~15%的热量是由坩埚壁向外散失的,减少这部分热损失可以提高电阻率。因此 ,要求坩埚材料的绝缘性能高,即坩埚材料的导热系数应当低。常用的坩埚材料,在冶炼温度下其导热系数约为1~2千卡/米。导热系数太大的耐火材料由于导热损失大,不宜作为坩埚材料。

9.无污染、无公害和低成本

坩埚材料在高温和高真空的作用下,会产生挥发,挥发物应不污染环境,对人体健康无害。有些坩埚材料,如氧化铍在使用时会产生有碍健康的含铍粉尘或铍蒸气。有时有的耐火材料会含有放射性元素,污染环境和影响健康。

坩埚是消耗品,在生产成本中有一定的比例。在选择供生产用的坩埚材料时,必须选择既符合质量要求又便宜的耐火材料