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钢铁冶炼用耐火材料
发布时间：2017/6/12 10:24:18 点击率： 来源:艾米 作者：beat365在线官网无芯感应炉内衬耐火材料的厚度通常只有70 ~110mm, 内侧与高温金属液体接触，外侧紧贴水冷线圈，耐火材料内外侧存在很大温度差，无芯感应炉内衬结构示意图。
感应炉炼钢方法按耐火材料性质分为酸性冶炼法和碱性冶炼法，酸性冶炼法冶炼时造酸性渣，所以耐火材料主要为石英砂和锆英石，其打结、烘烤、烧结过程与冶炼铸铁时相近。无芯感应炉用耐火材料见下表：
1、炼铁用耐火材料
当无芯感应炉熔炼铸铁(球铁、灰铁以及可锻铸铁)和有 色金属时，其内衬耐火材料一般选用石英砂或者锆英石质，或 者选用二者混合材料的干式打结料，以硼酸或者硼砂作为烧结剂。
ZrO2加入硅质材料中，对其溶化温度降低 的影响非常有限，而且ZrO2 . SiO2在1677℃分解为ZrO2和SiO2，前者以微粒状态存在于玻璃相中，有利于提高其黏度和抗 蚀性能，同时提高材料的高温塑性，提高抗热震性，从而延长使用寿命。
由SiO2-B2O3二元系相图可知，B2O3的熔点 为450℃，SiO2-B2O3系低共熔温度为327℃。当向SiO2中补入不超过5%的B2O3时，SiO2-B2O3混合料的熔化温度由SiO2熔点(1723℃)下降到1480℃.该图还表明，以B2O3作为石英质干式打结料的烧结剂时，在372℃就会出现液相。
虽然B2O3对SiO2熔化温度的影响极为明显，但由于石英玻璃的黏度很大(见下图，在1730℃时约为2xl06Pa.s)，而B2O3本身亦为玻璃网络结构形成物，所以少量B2O3加进SiO2材料中不会造成SiO2玻璃网络结构产生大的破坏而影响SiO2熔体的黏度。这表明，硅质干式打结料采用B2O3作烧结剂时，既能使感应炉内衬工作表面在较低温度下烧结，又能保证在高温 使用时工作表面为一高黏滞层。这种工作表面能阻止金属熔体和熔渣的渗透、冲刷和侵蚀。
硅质干式打结料中B2O3的加入量，大约为 0.8% ~ 1.5% (当采用硼砂代替B2O3时，其加入量为85% B2O3的量)。
考虑硅质干式打结料在烧结剂(B2O3或硼砂)的存在下，烘烤、烧结过程中的SiO2晶型转化问题，认为各阶段升温速度不应超过50℃/h，并在晶型转化温度附近实施保温操作;在高温(1500 ~1550℃)阶段则应实施预烧结2~4h 以保证获得适宜的烧结层厚度。
生成的SiO2在熔炼时被吸附到内衬工作表面形成炉瘤，使 内衬变厚。由于铁液中[C]、[Si]含量不同，反应平衡温度介于1470?1600℃ (T铸铁=1470℃，T灰铁=1540℃，T可锻铁=1580℃ ) 。
2、炼钢用耐火材料
当采用酸性炼钢法时，由于冶炼时造酸渣，所以无芯感应 炉里衬主要用石英砂(有时也选用锆英石)，其筑衬方法、供烤制度和烧结过程与冶炼铸铁时几乎相同。
当采用碱性炼钢法炼钢时，内衬则选用中性或碱性耐火材料以及石墨坩埚等。这种冶炼方法主要适用于高合金钢、特种 钢、精密合金钢等。beat365在线官网为您提供高质量耐火材料。
碱性炼钢，由于石灰、萤石和各种铁合金(硅铁、锰铁、铬铁和钼铁等)的加入，同熔炼铸铁相比，熔渣成分复杂，润 湿性大，冶炼温度高，对耐火材料的侵蚀严重。其中小型感应 炉普遍采用镁质耐火材料筑衬。然而，由于MgO的膨胀系数大， 抗热震性差，而且存在容易被熔渣渗透，导致结构剥落的问题， 因而不适于大容量、间歇性操作感应炉的使用条件。为了能与 大容量、间歇性操作的感应炉的使用条件相适应，可向镁砂中添加适量的Al2O3细粉，利用反应：
MgO+Al2O3→MgO·Al2O3(Spinel)
生成Spinel来抑制龟裂;或采用MgO-Spinel质干式打结料，得用Spinel的低热膨胀性缓冲高温压力，提高内衬的抗热震性。这类MgO-Al2O3质或MgO-Spinel质耐火材料属于Mg0-Al2O3系统。这些混合料经高温受热后，其矿物相均为方镁石和尖晶石，2050℃以上则为方镁石和液相，因而具有优异的高温性能。
感应炉炼钢方法按耐火材料性质分为酸性冶炼法和碱性冶炼法，酸性冶炼法冶炼时造酸性渣，所以耐火材料主要为石英砂和锆英石，其打结、烘烤、烧结过程与冶炼铸铁时相近。无芯感应炉用耐火材料见下表：
1、炼铁用耐火材料
当无芯感应炉熔炼铸铁(球铁、灰铁以及可锻铸铁)和有 色金属时，其内衬耐火材料一般选用石英砂或者锆英石质，或 者选用二者混合材料的干式打结料，以硼酸或者硼砂作为烧结剂。
ZrO2加入硅质材料中，对其溶化温度降低 的影响非常有限，而且ZrO2 . SiO2在1677℃分解为ZrO2和SiO2，前者以微粒状态存在于玻璃相中，有利于提高其黏度和抗 蚀性能，同时提高材料的高温塑性，提高抗热震性，从而延长使用寿命。
由SiO2-B2O3二元系相图可知，B2O3的熔点 为450℃，SiO2-B2O3系低共熔温度为327℃。当向SiO2中补入不超过5%的B2O3时，SiO2-B2O3混合料的熔化温度由SiO2熔点(1723℃)下降到1480℃.该图还表明，以B2O3作为石英质干式打结料的烧结剂时，在372℃就会出现液相。
虽然B2O3对SiO2熔化温度的影响极为明显，但由于石英玻璃的黏度很大(见下图，在1730℃时约为2xl06Pa.s)，而B2O3本身亦为玻璃网络结构形成物，所以少量B2O3加进SiO2材料中不会造成SiO2玻璃网络结构产生大的破坏而影响SiO2熔体的黏度。这表明，硅质干式打结料采用B2O3作烧结剂时，既能使感应炉内衬工作表面在较低温度下烧结，又能保证在高温 使用时工作表面为一高黏滞层。这种工作表面能阻止金属熔体和熔渣的渗透、冲刷和侵蚀。
硅质干式打结料中B2O3的加入量，大约为 0.8% ~ 1.5% (当采用硼砂代替B2O3时，其加入量为85% B2O3的量)。
考虑硅质干式打结料在烧结剂(B2O3或硼砂)的存在下，烘烤、烧结过程中的SiO2晶型转化问题，认为各阶段升温速度不应超过50℃/h，并在晶型转化温度附近实施保温操作;在高温(1500 ~1550℃)阶段则应实施预烧结2~4h 以保证获得适宜的烧结层厚度。
生成的SiO2在熔炼时被吸附到内衬工作表面形成炉瘤，使 内衬变厚。由于铁液中[C]、[Si]含量不同，反应平衡温度介于1470?1600℃ (T铸铁=1470℃，T灰铁=1540℃，T可锻铁=1580℃ ) 。
2、炼钢用耐火材料
当采用酸性炼钢法时，由于冶炼时造酸渣，所以无芯感应 炉里衬主要用石英砂(有时也选用锆英石)，其筑衬方法、供烤制度和烧结过程与冶炼铸铁时几乎相同。
当采用碱性炼钢法炼钢时，内衬则选用中性或碱性耐火材料以及石墨坩埚等。这种冶炼方法主要适用于高合金钢、特种 钢、精密合金钢等。beat365在线官网为您提供高质量耐火材料。
碱性炼钢，由于石灰、萤石和各种铁合金(硅铁、锰铁、铬铁和钼铁等)的加入，同熔炼铸铁相比，熔渣成分复杂，润 湿性大，冶炼温度高，对耐火材料的侵蚀严重。其中小型感应 炉普遍采用镁质耐火材料筑衬。然而，由于MgO的膨胀系数大， 抗热震性差，而且存在容易被熔渣渗透，导致结构剥落的问题， 因而不适于大容量、间歇性操作感应炉的使用条件。为了能与 大容量、间歇性操作的感应炉的使用条件相适应，可向镁砂中添加适量的Al2O3细粉，利用反应：
MgO+Al2O3→MgO·Al2O3(Spinel)
生成Spinel来抑制龟裂;或采用MgO-Spinel质干式打结料，得用Spinel的低热膨胀性缓冲高温压力，提高内衬的抗热震性。这类MgO-Al2O3质或MgO-Spinel质耐火材料属于Mg0-Al2O3系统。这些混合料经高温受热后，其矿物相均为方镁石和尖晶石，2050℃以上则为方镁石和液相，因而具有优异的高温性能。
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