熔煉銅合金用中頻感應爐的筑爐方法技術

本發明專利技術涉及一種熔煉銅合金用中頻感應爐的筑爐方法，先制得爐體外襯襯料和爐口封泥，在石棉板底座上鋪墊一層環氧板并放置感應圈，在感應圈內壁及環氧板上鋪墊玻璃纖維布使其成為口袋狀，將爐體外襯襯料分層加入玻璃纖維布袋內，分層搗固打結制成爐底，再將石墨坩堝放在爐底的正中位置壓實，將爐體外襯襯料分層加在玻璃纖維布袋與石墨坩堝之間進行搗固打結制得爐體外襯，使爐體外襯頂面低于石墨坩堝頂面和感應圈頂面，爐口通過爐口封泥粘在石墨坩堝的頂面，在爐口與玻璃纖維布袋之間填滿爐口封泥搗實刷平制得爐口外襯，經烘爐和燒結使二氧化硅發生晶體轉變，整體硬化后停止加熱完成筑爐。本發明專利技術具有強度高、爐體結合性能好，使用壽命長的特點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種，屬于冶煉裝備

技術介紹
目前，中小批量的銅合金多采用中頻感應爐熔煉。熔煉銅合金用中頻感應爐的爐襯可分為兩種，一種為使用石英砂和粘結劑或鎂砂和粘結劑混合打結，也是常稱為的酸性和堿性爐襯，通常烘爐后需熔化幾個爐次的鋼或鐵來使爐襯燒結結實，再通過某種方式洗爐來避免后期熔化銅合金時雜質元素造成的污染，該方法筑爐工藝復雜，且較難控制，熔煉過程中雜質較多。另外一種為使用石墨坩堝作為爐體內襯，采用石英砂和粘結劑混合打結爐體外襯，因其利用石墨坩堝呈中性對合金元素燒損少而備受歡迎，而爐體外襯主要起支撐作用。 但不同廠家熔煉銅合金用中頻感應爐筑爐方法有著不同的工藝，使用壽命也各不相同，一旦爐襯質量沒達到熔煉要求而出現銅合金液外流，尤其當銅合金液流入到感應圈和爐架上將導致短路現象。目前銅合金熔煉中頻感應爐的爐體外襯襯料采用粒度較大不同粒度的石英砂與硼酸混合，硼酸在石英砂中起到粘結作用。上述爐體外襯襯料中硼酸占石英砂的比例超過2%，而硼酸量較大會造成石英砂熔化溫度加厚燒結層的產生，使得爐體外襯緩沖層厚度減少，導致爐體外襯強度下降，從而引起使用壽命下降。其次由于石英砂粒度配比較為單一，石英砂粒度及其配比使爐體外襯致密度不高，而影響使用壽命。再則筑爐時，爐口材料不含有爐體外襯襯料，雖然爐口材料也由石英砂、耐火泥和水玻璃混制而成，但爐口材料中其粒徑在270目的石英砂占到石英砂總量的40%左右，而爐口材料中的耐火泥又不超過石英砂總量的50%，至使爐體外襯襯料與爐口材料差異較大，在烘爐過程中，又采用連續烘烤工藝，因爐口部分內外溫差加大，在燒結過程中不易達到規定的溫度，加之石墨坩堝頂面與爐體外襯頂面基本持平，易造成爐體外襯與石墨坩堝在爐口處結合不良，甚至會產生裂紋，故而常引起石墨坩堝與爐體外襯之間形成空隙而架空，降低爐體內外襯的導熱和散熱性，而致使能耗大、熔煉效率下降，嚴重時還會使石墨坩堝開裂的現象，影響其使用壽命，同時也增加了操作的不安全因素。而連續送電烘爐，時間在10小時左右，對原料和電費的浪費很大，也增加了筑爐成本。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種強度高、爐體結合性能好，且使用壽命長的。本專利技術為達到目的的技術方案是一種，其特征在于(I)、制作爐體外襯襯料按質量百分比，將粒度在5-8目的25-30%石英砂、粒度大于8-30目的30-35%石英砂以及粒度大于30-50目的40-45%石英砂與硼酸混合均勻制得爐體外襯襯料，其中所述的石英砂與硼酸的配比按質量比100 1.5-2;(2)、制作爐口封泥按質量百分比，取10-20%的爐體外襯襯料再加入80-90%的耐火泥混料用堿性水玻璃攪拌成爐口封泥，其中，按質量百分比，耐火泥混料為30-50目的10-20%石英砂和80-90%的粘土質耐火泥，堿性水玻璃的加入量按質量比為耐火泥混料的40-50% (3)、爐底與爐體外襯打結在石棉板底座上鋪墊一層環氧板，并將感應圈放置在環氧板上，在感應圈內壁及環氧板上鋪墊玻璃纖維布使其成為口袋狀，將爐體外襯襯料分層加入上述的玻璃纖維布袋內，分層搗固打結制成爐底，再將石墨坩堝放在爐底的正中位置并壓實，將爐體外襯襯料分層加在貼合在感應圈內壁的玻璃纖維布袋與石墨坩堝之間，搗固打結制得爐體外襯，且爐體外襯頂面低于石墨坩堝頂面和感應圈的頂面；(4)、爐口打結將爐口封泥均勻地粘在石墨坩堝的頂面，將爐口安放在爐口封泥 上部并向下壓實，再在爐口與玻璃纖維布袋之間填滿爐口封泥，搗實刷平并去除多余的爐口封泥；(5)、烘爐和燒結先烘爐，將感應圈功率控制在20kw，至爐溫在180-220°c并保持20-40min，再將感應圈功率升至40kw，至爐溫在600-650°C后保持20_40min，隨后對爐體燒結，先將感應圈功率控制在60kw，至爐溫在950-1000°C并保持20_40min，再將感應圈功率控制在20kw并保溫10-30min后，將感應圈功率控制在40_60kw使爐溫繼續升溫至1200-1300°C并保持20-40min，再將感應圈功率控制在20_30kw保溫10_30min，使爐體外襯和爐口外襯內的二氧化硅發生晶體轉變，整體硬化后停止加熱，完成筑爐。本專利技術通過對爐體外襯襯料進行改進和調整，在爐體外襯襯料中采用三種粒度不同的石英砂，通過調節不同粒徑石英砂的配比以及適量增加細石英砂以減少硼酸對爐體外襯的不良影響，故能通過多種不同粒徑的石英砂，提高爐體外襯的密度，使爐體外襯具有較好的強度，同時也由于爐體外襯組織致密，也提高爐體外襯的抗侵蝕性。本專利技術通過調節石英砂粒度以及比例，并同時將硼酸量控制在合適的比例，可降低石英砂熔化溫度而加厚燒結層的產生，保持爐體外襯緩沖層厚度，而提高爐體外襯強度，延長爐體外襯和石墨坩堝的有效使用壽命，而提高中頻感應電爐的爐齡。本專利技術爐口材料采用爐體外襯襯料和耐火泥混料并用堿性水玻璃攪拌，可減少爐體外襯襯料與爐口材料差異,爐口材料中增加了粘土質耐火泥總量，同時也減少了石英砂的總量，爐口材料中的石英砂粒徑與爐體外襯襯料中石英砂中的最大粒徑相同，故能減少爐口處石英砂過熱膨脹而生產裂紋，通過爐口材料能使爐體外襯與石墨坩堝在燒結后能可靠結合。本專利技術在爐口打結時，爐體外襯頂面低于石墨坩堝頂面和感應圈的頂面，在爐口通過爐口封泥安放在石墨坩堝上，再將爐口材料設置在爐體外襯上部，使爐口打結時接合部位均低于石墨坩堝和感應圈的頂部，使爐體外襯與石墨坩堝頂面和爐口能可靠結合，有效防止石墨坩堝出現開裂的現象，提高操作安全性，也使爐體外襯與石墨坩堝內襯具有較好的導熱和散熱性，熔煉一爐銅合金的時間和功率減少了，節省了大量能耗，由于雜質少，材料成分符合要求，保證了銅合金熔煉質量，具有較好的推廣應用前景。本專利技術采用特定的爐體外襯襯料和爐口材料，通過爐底與爐體外襯及爐口打結工藝，采用不同溫度兩次烘爐，在220°C以及600-650°C溫度下對爐體外襯和爐口外襯中進行烘爐并將爐內的水分排出，再進行多段溫度的燒結，在950-1000°C溫度下燒結并進行保溫，將石英砂由β石英轉變為α石英，再通過1200-1300°C的燒結和保溫，使爐體外襯材料內二氧化硅發生晶體轉變與石墨坩堝可靠接合，使爐體外襯基體組織密度較大，不僅爐體外襯強度高，而且爐體外襯及爐口外襯與石墨坩堝和爐口能有較好結合，降少石墨坩堝架空現象。本專利技術采多段不同溫度烘爐和燒結，縮短烘爐和燒結時間，降低筑爐成本，使中頻感應爐平均使用壽命在300爐次以上。附圖說明下面結合附圖對本專利技術的實施例作進一步的詳細描述。圖I是本專利技術熔煉銅合金用中頻感應爐的示意簡圖；圖2是本專利技術熔煉銅合金用中頻感應爐筑爐時的烘爐工藝曲線圖。其中I-爐口外襯，2-爐口，3-防護板，4-石墨坩堝，5-爐體外襯，6_感應圈，7_玻璃纖維布，8-環氧板，9-石棉板底座。具體實施例方式本專利技術的，(I)、將粒度在5-8目的25-30%石英砂、粒度大于8-30目的30-35%石英砂以及粒度大于30-50目的40-45%石英砂與硼酸混合均勻制得爐體外襯襯料，其中所述的石英砂與硼酸的配比按質量比100 I. 5-2，該硼酸為工業硼酸，通過改變石英砂的粒徑及配比以及硼酸的用量，使爐體外襯具有較好的密度，本專利技術所述爐體外襯襯料的石英砂包括6-本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種熔煉銅合金用中頻感應爐的筑爐方法，其特征在于：(1)、制作爐體外襯襯料：按質量百分比，將粒度在5？8目的25？30％石英砂、粒度大于8？30目的30？35％石英砂以及粒度大于30？50目的40？45％石英砂與硼酸混合均勻制得爐體外襯襯料，其中所述的石英砂與硼酸的配比按質量比100∶1.5？2；(2)、制作爐口封泥：按質量百分比，取10？20％的爐體外襯襯料再加入80？90％的耐火泥混料用堿性水玻璃攪拌成爐口封泥，其中，按質量百分比，耐火泥混料為30？50目的10？20％石英砂和80？90％的粘土質耐火泥，堿性水玻璃的加入量為耐火泥混料的40？50％；(3)、爐底與爐體外襯打結：在石棉板底座上鋪墊一層環氧板，并將感應圈放置在環氧板上，在感應圈內壁及環氧板上鋪墊玻璃纖維布使其成為口袋狀，將爐體外襯襯料分層加入上述的玻璃纖維布袋內，分層搗固打結制成爐底，再將石墨坩堝放在爐底的正中位置并壓實，將爐體外襯襯料分層加在貼合在感應圈內壁的玻璃纖維布袋與石墨坩堝之間，搗固打結制得爐體外襯，且爐體外襯頂面低于石墨坩堝頂面和感應圈的頂面；(4)、爐口打結：將爐口封泥均勻地粘在石墨坩堝的頂面上，將爐口安放在爐口封泥上部并向下壓實，再在爐口與玻璃纖維布袋之間填滿爐口封泥，搗實刷平并去除多余的爐口封泥制得爐口外襯；(5)、烘爐和燒結：先烘爐，將感應圈功率控制在20kw，至爐溫在180？220℃并保持20？40min，再將感應圈功率升至40kw，至爐溫在600？650℃后保持20？40min，隨后對爐體燒結，先將感應圈功率控制在60kw，至爐溫在950？1000℃并保持20？40min，再將感應圈功率控制在20kw并保溫10？30min后，將感應圈功率控制在40？60kw使爐溫繼續升溫至1200？1300℃并保持20？40min，再將感應圈功率控制在20？30kw保溫10？30min，使爐體外襯和爐口外襯內的二氧化硅發生晶體轉變，整體硬化后停止加熱，完成筑爐。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：唐建達，李婁明，徐良，馬良，
申請(專利權)人：南車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司，
類型：發明
國別省市：