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外环耐火器材厂
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阅读：3641发布时间：2015-2-28
厂家石墨坩埚在使用中往往会出现裂痕，石墨坩埚产生以上问题的原因有以下几种：产生纵向裂纹的原因可能是坩埚已经使用了比较长时间，已经达到了或者超过了它的使用寿命；如果是新的石墨坩埚，则可能是因为加热过快导致的，或者还有加热不均匀的原因，这在一般情况还会伴随釉面掉落的现象。
石墨坩埚产生横向裂纹的情况可能是受到了强烈的冲撞导致裂纹的产生，或者是由于坩埚夹的错误使用导致的。如果是星状裂纹，很有可能是由于底部受热过快导致坩埚热膨胀剧烈产生的如果是石墨坩埚出现破口，则几乎可以断定是由于重击导致的损伤。
感应冶炼时，石墨坩埚质量高低和使用寿命的长短，直接和产品质量与冶炼成本有着密切的关系。改善坩埚的质量，提高使用寿命是感应冶炼的主要技术问题之一。影响坩埚使用寿命的因素是很复杂的，主要因素有如下几方面。
1.1坩埚材质的特性石墨坩埚材质的化学成分和物理、化学特性对坩埚的使用寿命有很大的影响。耐火材料中的杂质，在高温下能形成低熔点的化合物，从而降低了耐火材料的耐火度。随着耐火材料中杂质含量的增加，耐火度降低，坩埚的使用寿命下降。为了延长坩埚的使用寿命要求耐火材料的纯度越高越好。不同材质的耐火材料由于其物理化学性质不同，他们对冶炼条件的适应能力也不同，例如抗炉渣侵蚀能力、耐急冷急热性等。因此，坩埚的使用寿命差别很大。镁铝尖晶石坩埚比电熔镁砂坩埚的使用寿命高。其主要原因是镁铝尖晶石比镁砂的膨胀率低，耐急冷急热性好。镁铝质坩埚的烧结结构优于镁质坩埚，镁质坩埚的烧结层和半烧结层在高温下均产生体积收缩。镁铝质坩埚则不同，它的烧结层产生收缩时，半烧结层产生膨胀，这样来自烧结层的裂纹不会继续在半烧结层中延伸，从而提高了坩埚的使用寿命。表4-1坩埚的材质与炉龄炉子种类坩埚材料zui高炉龄平均炉龄200公斤真空感应炉电熔镁砂-70镁铝尖晶石2071323000公斤非真空感应炉电熔镁砂2010镁铝尖晶石47355000公斤非真空感应炉电熔镁砂186镁铝尖晶石4431镁铝质坩埚中由于含有Al2O3，能和炉渣中的游离CaO和SiO2结合使炉衬受到侵蚀，因此，在选择坩埚材料时应考虑到相应的冶炼工艺。使用镁铝质坩埚时应选择低碱度炉渣，真空感应炉冶炼时采用镁铝质坩埚zui适宜，200公斤真空感应炉用这种坩埚冶炼精密合金时寿命可达200炉次。和碱性坩埚相比较，石英质酸性坩埚的耐火度低，体积膨胀率大，用于炼钢时，坩埚寿命较低。但是，由于石英砂的成本低，在大型感应炉还是得到了应用。在用于熔炼铸铁的工频感应炉连续作业时（坩埚温度保持在800~1000℃），其寿命高达数百炉。因此，工频感应炉几乎全部使用石英质坩埚。
1.2石墨坩埚容量感应炉坩埚的使用寿命随其容量的增大而下降。真空感应炉因在没有炉渣的条件下工作，在相同容量下，比非真空感应炉坩埚寿命高。但是，随容量增大，坩埚的使用寿命也下降。
石墨坩埚容量与使用寿命的关系是基于以下原因：1.2.1随着坩埚容量的增大，钢液对坩埚壁的静压强增加一般而言，1吨中频感应炉坩埚壁所承受的静压强是150公斤中频感应炉的1倍左右。10吨工频感应炉坩埚壁承受的静压强是500公斤感应炉的3.5倍左右。由此可见，坩埚容量越大，坩埚壁承受静压强也越大。因此，大型感应炉内钢液更容易向坩埚壁渗透，使坩埚很快被破坏。表4-2非真空感应炉碱性坩埚的使用寿命坩埚容量（公斤）坩埚材质使用寿命次冶炼钢种150电熔镁砂30~60精密电合金430电熔镁砂30~50不锈钢、耐热钢900普通镁砂20~30不锈钢、精密合金3000镁铝尖晶石30~40高温合金，特殊钢5000镁铝尖晶石30~35高温合金，特殊钢
1.2.2随着感应炉容量的增大，所用电源的频率下降坩埚容量越大，所用的电源频率就越低。钢液中的电磁搅拌力与电源的频率的平方根成反比。频率越低搅拌力就越大，坩埚壁所承受的冲击力就大。3吨感应炉坩埚壁所承受的冲刷力为150公斤感应炉的5倍多。所以，随石墨坩埚容量增大，坩埚壁承受的冲刷力增加。1.2.3大型感应炉渣线部位的侵蚀比小型感应炉严重随坩埚容量增大，自钢液表面散失的热量比例下降，炉渣温度比小容量坩埚高，炉渣的流动性好，因而对炉衬的侵蚀加剧。大型感应炉多采用钢渣混出的方法出钢，要求炉渣具有良好的流动性，才能适应出钢的条件。因此，沿渣线部位侵蚀严重，这是造成石墨坩埚使用寿命下降的又一原因。由于以上原因，大型感应炉坩埚的使用寿命低于中小型感应炉，从提高坩埚的使用寿命来说，应适当增加坩埚壁的厚度。但是，随着坩埚壁厚度的增加，电阻值增大，无功损失增高，电效率下降。因此，坩埚壁的厚度是限制在一定范围。因此，必须选定合理的壁厚，即保证了高的电效率又确保了坩埚的使用寿命。
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