中國在4000多年前就使用雜質(zhì)少的粘土,燒成陶器,并已能鑄造青銅器。東漢時期(公元25~220)已用粘土質(zhì)耐火材料做燒瓷器的窯材和匣缽。20世紀(jì)初,耐火材料向高純、高致密和超高溫制品方向發(fā)展,同時發(fā)展了完全不需燒成、能耗小的不定形耐火材料和高耐火纖維(用于1600℃以上的工業(yè)窯爐)。耐火爐料前者如氧化鋁質(zhì)耐火混凝土,常用于大型化工廠合成氨生產(chǎn)裝置的二段轉(zhuǎn)化爐內(nèi)壁,效果良好。50年代以來,原子能技術(shù)、空間技術(shù)、新能源開發(fā)技術(shù)等的迅速發(fā)展,要求使用耐高溫、抗腐蝕、耐熱震、耐沖刷等具有綜合優(yōu)良性能的特種耐火材料,例如熔點高于2000℃的氧化物、難熔化合物和高溫復(fù)合耐火材料等。古代、中世紀(jì)、文藝復(fù)興時代的耐火材料,工業(yè)革命前后高爐、焦?fàn)t、熱風(fēng)爐用耐火材料,近代后期新型耐火材料及其制造工藝,現(xiàn)代耐火材料制造技術(shù)及主要技術(shù)進(jìn)步,以及對未來耐火材料發(fā)展的展望,耐火材料與高溫技術(shù)相伴出現(xiàn),大致起源于青銅器時代中期。中國東漢時期已用粘土質(zhì)耐火材料做燒瓷器的窯材和匣缽。耐火爐料20世紀(jì)初,耐火材料向高純、高致密和超高溫制品方向發(fā)展,同時出現(xiàn)了完全不需燒成、能耗小的不定形耐火材料和耐火纖維?,F(xiàn)代,隨著原子能技術(shù)、空間技術(shù)、新能源技術(shù)的發(fā)展,具有耐高溫、抗腐蝕、抗熱振、耐沖刷等綜合優(yōu)良性能的耐火材料得到了應(yīng)用。在中國有許多工廠生產(chǎn)耐火材料產(chǎn)品。中國有豐富的資源,也正因為這方面的原因,各大外國投資商也來到國內(nèi)一展身手,展露頭角。在中國的東北部,是耐火材料供應(yīng)商極其豐茂的地區(qū),導(dǎo)致其他國外投資商對其的出口低價格產(chǎn)生了質(zhì)疑,從而在2003年由歐盟提出對中國耐火材料新產(chǎn)品的反傾銷,限制了產(chǎn)品對歐盟的出口。2006年中國為保護(hù)原材料資源的大量流失,對部分行業(yè)進(jìn)行了減免出品退稅,以此極大地限制產(chǎn)品的出口。爐料廠家但這并不能在很大程度上限制一些國外的品牌銷售,因為它們擁有幾十甚至上百年的銷售生產(chǎn)經(jīng)驗,并極大地占有了市場,也創(chuàng)立了它們在各大洲的品牌效應(yīng)。
3.坩堝材料的選擇。①堿性坩堝材料適用熔煉特殊鋼及精密合金,合金鋼。如不銹鋼等。②酸性坩堝材料適用于熔煉碳和低合金鋼,不宜煉含有Al、Ti、B和稀土等活波元素的鋼種。4.感應(yīng)爐坩堝的燒結(jié)。燒結(jié)過程是在高溫下使砂料的接觸面上出現(xiàn)液相結(jié)合,形成連續(xù)的燒結(jié)網(wǎng)絡(luò),通過網(wǎng)絡(luò)使整個砂料聯(lián)成一個整體。燒結(jié)后坩堝斷面從外向里應(yīng)分為未燒結(jié)層、半燒結(jié)層、燒結(jié)層。燒結(jié)層要求密度大、強(qiáng)度高、表面裂紋少,砂粒顆粒之間全部融化,燒結(jié)網(wǎng)絡(luò)均勻完整。燒結(jié)層的厚度約占全壁厚的20%~30%,應(yīng)盡量避免燒結(jié)層的橫向裂紋。半燒結(jié)層是燒結(jié)層和未燒結(jié)層之間的過渡區(qū),在該區(qū)內(nèi),部分顆粒的接觸面開始融化,燒結(jié)網(wǎng)絡(luò)不完全。耐火爐料該層的作用是緩沖燒結(jié)層的應(yīng)力,阻止燒結(jié)層內(nèi)產(chǎn)生的裂紋向外延伸。半燒結(jié)層的厚度約占坩堝壁厚度的25%~35%。未燒結(jié)層是半燒結(jié)層和感應(yīng)圈之間有一層完全沒有燒結(jié)的原始砂料。這層砂料起著絕熱的作用,當(dāng)坩堝在加熱和冷卻時,也起著體積膨脹和收縮的作用。未燒結(jié)層的厚度約占坩堝壁厚度的30%~35%。爐料廠家烘爐工藝及洪爐曲線一定要按爐襯材料生產(chǎn)廠家的規(guī)定執(zhí)行或爐襯材料提供者執(zhí)行。坩堝制成后,使用過程中要注意維護(hù),及時的修補(bǔ)和清理坩堝內(nèi)壁,最大限度地提高坩堝使用壽命。
②感應(yīng)爐坩堝的成型。感應(yīng)爐坩堝成型前,首先要配料,主要是做粒度配比。合理的粒度配比可以獲得氣孔率小、燒結(jié)性好、強(qiáng)度高、耐急冷急熱性能好的坩堝。坩堝氣孔率通常在20%左右。坩堝材料的粒度配比中,粗顆粒越多,耐急冷急熱性能好。制作坩堝的砂料可分為3個粒度等級,即粗粒度(2~6mm)、中等粒度(0.5~2.0mm)和細(xì)粒度(≤0.5mm)。粗粒度砂料在坩堝中起骨架作用,使坩堝具有一定的強(qiáng)度。中等粒度砂料填充粗粒的間隙,增加堆積密度,改善坩堝燒結(jié)性能,提高強(qiáng)度。細(xì)粒度砂料的作用是保證坩堝的燒結(jié)性能和質(zhì)量以及燒結(jié)網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)性,使坩堝具有良好的致密性。小于500Kg容量的坩堝一般使用0~4mm的粒度砂料,大容量坩堝使用0~6mm粒度砂料。爐內(nèi)打結(jié)成型法:這種方法第一步要按規(guī)定的粒度配制好砂料,并與添加劑均勻混合。如果采用濕法打結(jié)時,可加入1%~2%的水分,混合后放置1~2h再用。第二步在感應(yīng)器內(nèi)側(cè)鋪以石棉布。對于酸性坩堝,可多加兩層。爐料廠家第三步是進(jìn)行爐底打結(jié)。分批加入砂料后,每次用直徑為12~14mm的尖頭鋼釬反復(fù)搗實。爐底打結(jié)加料次數(shù)為4~5次,每次打結(jié)時間至少10min。爐底的厚度一般打結(jié)到規(guī)定高度。第四步是放入坩堝型芯,即控制坩堝形狀和容積的胎具。低溫?zé)Y(jié)時,型芯一般采用鋼板制成。型芯放入時,應(yīng)對正中心,注意鋼釬頭不要扎破玻璃布。打結(jié)過程中也應(yīng)經(jīng)常檢查型芯是否正中,以免型芯歪斜使坩堝壁厚薄不均,降低使用壽命,當(dāng)硬砂層達(dá)到從上面數(shù)第二感應(yīng)圈位置時,轉(zhuǎn)入爐口的打結(jié)操作。第五步是爐口打結(jié)。由于爐口區(qū)不易燒結(jié),必須在砂料中增加細(xì)粉料的比例,或添加適量的黏土、水玻璃等,以得到較結(jié)實的水口。大容量感應(yīng)爐坩堝,采用人工打結(jié)成型,質(zhì)量很難保證,常采用振動成型法。這樣不但改善了勞動條件,還節(jié)省了制作時間。振動成型法所用設(shè)備為振動筑爐機(jī)。它由氣動振動機(jī)、爐底振動塊和爐壁振動器組成。耐火爐料振動筑爐機(jī)以壓縮空氣驅(qū)動的空氣馬達(dá)產(chǎn)生的振動作為振源,可產(chǎn)生壓強(qiáng)為0.3~0.5MPa,通過爐底振動塊和爐壁振動器把振動力傳遞給砂料,以使砂料達(dá)到高的填充密度。
因此,必須嚴(yán)格控制加料厚度,一般填砂厚度不大于100mm/每次,爐壁控制在60mm以內(nèi),多人分班操作,耐火爐料每班4-6人,每次打結(jié)30分鐘換人,圍繞爐子緩慢旋轉(zhuǎn)換位,用力均勻,以免造成密度不均。3、打結(jié)爐壁:爐襯厚度為110-120mm,分批加入干式打結(jié)料,布料均勻,填料厚度不大于60 mm,打結(jié)15分鐘(人工打結(jié)),直至與感應(yīng)圈上緣平齊。在打結(jié)完后坩堝模不取出,烘干和燒結(jié)時起感應(yīng)加熱作用。4、烘烤與燒結(jié)規(guī)范:為獲得爐襯的三層結(jié)構(gòu),烘烤和燒結(jié)工藝大致分為三個階段:5、烘烤階段:分別以25℃/h、50℃/h的速度將坩堝模加熱至600℃,保溫4h,目的是徹底排除爐襯中的水分。6、半燒結(jié)階段:以50℃/h升溫至900℃,保溫3h,以100℃/h升溫至1200℃,保溫3h,必須控制升溫速度,防止產(chǎn)生裂紋。7、完全燒結(jié)階段:高溫?zé)Y(jié)時,中頻電爐坩堝的燒結(jié)結(jié)構(gòu)是提高其使用壽命的基礎(chǔ)。爐料廠家燒結(jié)溫度不同,燒結(jié)層厚度不足,使用壽命明顯降低。
一、粘土質(zhì)耐火磚:1大、中型電石爐爐墻及爐底的重要部位可選用牌號為ZGN-42、GN-42的一級高爐專用粘土磚。其理化之比哦啊、外形及尺寸允許偏差等應(yīng)符合YB/T 5050的規(guī)定2小型電石爐爐墻和不重要部位可選用牌號為N-1、N-2a粘土質(zhì)耐火磚。耐火爐料其理化之比哦啊、外形及尺寸允許偏差等應(yīng)符合YB/T5106 的規(guī)定。二、高鋁質(zhì)耐火磚1 大、中型電石爐爐底可選用牌號為GL-65高鋁質(zhì)耐火磚其理化指標(biāo)、外形及尺寸允許偏差等應(yīng)符合YB/T 5015的規(guī)定爐料廠家。2 小型電石爐爐底可選用牌號為LZ-65的高鋁質(zhì)耐火磚,其理化指標(biāo)、外形尺寸允許偏差等應(yīng)符合GB/T 2988的規(guī)定。
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