无芯感应炉炼铁用耐火材料
发布日期： 2017-08-17 00:00:00 阅读量（498） 作者：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。
由下图看出，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(图3-5)可知，B2O3的熔点 为450℃，SiO2-B2O3系最低共熔温度为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(参见下图二氧化硅的自由能变化)，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。
硅质干式打结内衬的损毁主要是SiO2同铁液中的[C]反应：
对于球铁而言，式(3-1)反应方程式为：
反应平衡温度T=1467℃。这说明，当熔炼温度超过Te时，感应炉内衬中的SiO2会被[C]还原，导致内衬变质、损毁。相反，当熔炼温度低于Te时，炉料中混入的Si和铁液中[Si]则会与O2反应：
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℃ ) 。
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