河南铁钩捣打料

以电熔棕刚玉、白刚玉、板状刚玉、镁砂为颗粒料,镁砂细粉、刚玉细粉为粉体,添加高温复合促烧剂,硼酸作为外加剂,经过调理颗粒级配,将各原料混合平均。将硬纸卷成直径60*80mm的纸筒，放入内径为84*87mm的坩埚内，纸筒与坩埚之间填满1~0.5mm的白刚玉细颗粒。将混合平均的干式料倒入纸筒内，捣打密实，制成直径60*60mm干式捣打料试样。各原料的化学组成如表1所示。

表1 实验原料化学组成(w)%

2

实验办法

本实验丈量干式捣打料规程密度的办法为：制造一个直径80*80mm的规范钢桶以及一个内径为80*30mm的钢圈，能够在上方套住直径80*80mm规范钢桶。如图1所示。将混合平均的干式捣打料放入钢桶内，在振动台上震动1分钟后，移去钢圈，刮平外表，测定捣打料堆积重量，依据公式1计算干式捣打料的堆积密度。

ρ=m/V

其中，ρ为干式捣打料的堆积密度(g·cm⁻³),m为钢桶内捣打料质量(g)，V为钢桶体积(cm3)

将坩埚内捣打密实的干式料,分别在1000℃3h,1200℃3h,1350℃3h,1600℃3h条件下热处置,对1600℃3h烧后试样的直径线变化率、高度线变化率、体积密度以及耐压强度停止检测。并对现场运用后的干式捣打料残衬停止显微构造察看。

检验结果与讨论

1颗粒级配对干式捣打料性能的影响

合理的颗粒级配使干式捣打料施工后致密度高,烧结时体积变化小,强度高,抗热震性好,不易产生裂纹。合理的颗粒级配能够进步捣打料的抗热震性能以及抗化学腐蚀性能,捣打料粒度配比也关系到施工后中频炉工作衬的烧结质量。

干式捣打料的颗粒级配与球体最大堆积原理分歧,依据不同尺寸颗粒自在堆积排列到达最高致密度的Dinger的模型:

其中,df是粉体中最小的颗粒尺寸,氏是最大的颗粒尺寸,d为某颗粒尺寸,CNPF是小于该尺寸的颗粒的累积百分数。Dinger的模型阐明了假如粉体颗粒的尺寸散布契合该条件,则能够到达最大的堆积密度,并给出了可以到达最大堆积密度的n值为0.37。

图2为dc为6mm，df为0的Dinger的模型粒度散布曲线图。

图2 Dinger理论粒度散布图

以Dinger理论散布为根据,对颗粒级配做微调整,配制干式捣打料,详细配比方表2所示。各组配比制备的干式捣打料堆积密度如图3所示。经1600℃3h烧后试样的各项性能如图4一图8所示。

实验结果标明:试样1号一8号振动堆积密度为2.8g·cm⁻³左右,差异不大。经过1000℃3h后,试样都没有脱模强度,阐明在1000℃时试样不会烧结。各试样经过1200℃3h后有一点脱模强度,8号简直没有强度,在1200℃时试样会产生少量的烧结,但烧结强度很低。各试样经过1350℃3h后,具有一定的烧结强度,8号强度最低,其他试样强度根本依照1*7组试样的强度在增加,阐明在1350℃时试样曾经产生了局部烧结。烧结强度随着镁砂细粉含量的增加而增大,试样只是局部烧结。经1600℃3h烧后,没有添加镁砂的8号试样体密最大,资料的线变化最小,烧结强度较低,能够看出镁砂关于捣打料的烧结强度奉献较大。干式捣打料中,增加粗颗粒添加量能够进步试样抗热震性,但是粗颗粒添加比例过高会降低试样的烧结性能和烧后强度。细颗粒可保证试样经高温烧结后内部气孔较少且尺寸较小,使试样具有良好的致密性,但是细颗粒添加比例过高会使试样烧后产生较大裂纹,试样收缩率过大会降低抗热震性。综合各配比状况,第4组配方综合性能较好。

2复合高温促烧对干式捣打料性能的影响

改动复合高温促烧剂的参加量,其他配比不变,详细配比方表3所示。对试样A一F经1350℃3h烧结后试样再经1600℃3h烧后性能检测,实验结果如图9一图13所示。

在通常状况下,镁铝尖晶石开端构成温度为1400℃,到1500℃时才大量构成。而要构成尖晶石网络,烧结温度要大于1600℃。经过实验能够看出,参加适量硼酸后,在1350℃时已有尖晶石构成,硼酸能够在较低温度下促进尖晶石构成,1600℃镁砂细粉已完成大局部尖晶石的转变,并充沛发育,构成网络包围着刚玉颗粒,从而进步了炉衬的耐压强度。

C组试样中、高温强度较高，线变化率比拟合理，该配比试样在1000℃以下为粉状，1200℃下略微有点强度,在1350℃下资料有一定的强度,在1600℃下有较高的烧结强度,能够满足中频炉捣打料各方面请求,接触钢水部位有较高的强度,到达了致密烧结。在运用过程中,与钢水或渣接触的工作面资料中的镁砂细小颗粒能够持续和基质中氧化铝细粉反响生成尖晶石,能够改善资料的抗钢水或渣的浸透,同时能够抵消资料在烧结时的收缩,减少资料烧结层与半烧结层之间的构造应力,加强资料的抗剥落性能。因而，选择C组配比作为工业现场实验用料的配比。

现场运用状况式捣打料现场施工

依照C组试样的配比消费出一批干式捣打料在某厂st中频炉上试用。干式捣打料筑炉施工是一项精密的工作,仅有好的炉料,假如筑炉施工不好也不能到达高的运用寿命,现场施工工艺如下:

(l)打结炉衬前,首先将绝缘层破损部位修补平整,然后在炉子线圈绝缘层内铺设一层石棉布。

(2)打结炉底:先固定好炉底透气塞透气安装,再以透气砖为中心放置恰当直径的圆筒,圆筒内放入透气炉底捣打料,捣打致密,圆筒四周填入普通捣打料。炉底分屡次填砂,普通填砂厚度不大于100mm·次-1,打结时留意保证施工后各处密度平均,预防烧结后炉衬密度差异较大惹起开裂。

(3)打结炉壁:炉壁接受着高温钢液静压力、冲刷力、内外温差应力以及钢液的浸透与腐蚀作用等,打结炉壁时特别要留意保证料的密度平均,防止惹起分层。炉底打结到达所需高度时刮平,放入钢制型模,对准中心后固定型心开端打结炉壁。调整周边间隙相等后用三个木楔卡紧,中间吊重物压上,防止炉壁打结模具产生位移。请求炉壁捣打时每次填料不超越12cm,每一层打结请求平均、致密,每层打结完后炉料外表要刮毛,使打结后的炉衬不会产生明显的分层,这样烧结后才可能得到优秀的工作面。打结密实后的炉底与炉壁如图14所示

图14 打结密实的中频炉炉底与炉壁

(4)烘烤与烧结:炉衬打结完成后在钢模具内参加废钢以加强感应圈加热作用,钢模具留在炉内,化钢时同废钢一同凝结。第一次运用在加热时,控制升温速度,避免炉衬在烧结时产生裂纹。经过低功率送电产生较为平稳的电磁力,使炉衬上下受热平均。从室温至1630℃共烘烤了10h,烘烤良好,钢水液面曾经到达正常工作液面。1630一1710℃升温lh,1700℃左右保温lh,冶炼期间最高温度超越1730℃,出钢后察看炉衬。运用后的炉衬外表润滑,烧结良好。依据该厂的消费布置,从2011年12月29日至2012年2月6日运用实验,白班消费,晚上停炉,每天消费3炉左右,春节放假10天,随后运用70炉后因设备毛病检修,捣打料的运用寿命已到达该厂历史上最好的运用炉次。接着运用捣打料的运用效果依然很好,完整满足了工厂消费的请求。

2用后结果剖析

（1）据拆炉后察看,未烧结层、半烧结层、烧结层界线清楚,未烧结层有3一5cm厚,炉衬总体强度很好,炉衬外表比拟润滑,在运用中构成尖晶石产生的收缩与烧结产生的收缩相匹配,炉壁简直没有从底部长起,损毁也比拟平均,拆炉时没有发现炉衬有明显的裂纹。拆炉后,炉壁捣打料如图15所示。

图15 拆炉后的捣打料

(2)运用后拆下的炉壁与钢水接触部位己经完整烧结,体积密度为3.03g·cm⁻³,显气孔率为17.7%。资料在高温下烧结以及炉壁遭到的钢水静压力对资料的致密化都产生了积极的作用。

(3)经过对残衬的显微构造剖析,如图16所示,捣打料与渣接触面生成大量尖晶石,降低了资料的气孔率,从而进步了资料得抗渣腐蚀性能,同时尖晶石的生成还能够进步资料的抗热震性能。

图16 渣线部位残衬的显微构造照片

结论

(1)经过参加适量的镁砂进步干式捣打料的高温烧结和运用性能，经过添加促烧结剂改善炉衬的烧结状况,经过合理颗粒级配进步捣打料的致密度,胜利开发出一种新型中频炉捣打料配料。

(2)捣打料中促烧结剂的参加量应适量,在保证捣打料运用时产生足够的强度同时,又不能显著降低资料的高温性能。

(3)经过选择适合的骨料、颗粒级配以及促烧结剂配制的捣打料在8t中频炉运用时,烧结层、半烧结层、未烧结层的厚度合理,没有明显的裂纹产生,运用寿命长,完整满足了消费需求。

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