大型感应炉用干式捣打料性能的研究

摘要

随着冶金技术的不断发展与进步,感应电炉凭借其灵活、节能、效率高等优点,在铸造行业中得到了广泛应用。目前国内大型感应炉炉衬平均寿命不高,进口感应炉用干式捣打料价格昂贵,普通用户难以长期承受,严重制约了我国精炼技术的发展。
　　 本课题以棕刚玉、白刚玉、α-Al2O3微粉、97电熔镁砂等为主要原料,研究粒度组成、助烧剂、烧结温度对大型感应炉用干式捣打料性能的影响以及干式捣打料粉料间的反应动力学,结论如下:
　　 (1)q值对试样在1100℃烧成后的耐压强度、线变化率、体积密度和气孔率影响不大。q值对试样在1600℃烧成后的性能影响较大,当q=0.24,粒度组成比较合理,各项性能较好。
　　 (2)硼砂的助烧结性能比硅微粉的助烧结性能好,而两者配合使用性能最好,当硼砂加入量为1.5％、硅微粉加入量为0.8％时,试样的耐压强度、线变化率、体积密度和气孔率的综合性能较好。
　　 (3)烧成温度对干式捣打料的性能影响较大,试样在1200℃烧成时,镁铝尖晶石大量生成,造成较大的体积膨胀,使试样的结构疏松,各项性能较差。随着烧结温度的提高,试样中的液相量增加,促进烧结,有效的抵消了反应生成尖晶石引起的体积膨胀。试样在1600℃烧成后,原料中的镁砂已经全部反应生成镁铝尖晶石。
　　 (4)干式捣打料在烧结过程,由于α-Al2O3活性高所以在903℃左右开始发生反应,在1100℃大量的刚玉细粉和镁砂细粉已经反应生成镁铝尖晶石。反应活化能为69.4KJ／mol,指数前因子为5.4x1095min-1。氧化铝和氧化镁生成尖晶石的反应的机理为三维扩散(3D,n=1／2),其机理函数为Jander方程,即G(α)=(1-(1-α)／3)1／2,f(α)=6(1-α)2／3(1-(1-α)1／3)1／2。