感应炉坩埚用耐火材料的性能要求

按照感应冶炼对坩埚材料的技术要求，河南耐火材料厂经过长期生产实践的验证，现将可用来制作感应炉坩埚的耐火材料列于表中。

国内广泛使用的酸性坩埚材料是硅石、碱性坩埚材料是镁砂和电熔镁砂，近期镁铝尖晶石坩埚材料开始采用并取得良好的效果。用莫来石代替硅石制作铸铁熔炼坩埚也取得了较好的效果。下面介绍下感应炉坩埚用耐火材料有有哪些性能要求。

一、坩埚用耐火材料的高温强度

冶炼过程中坩埚本身承受着各种力的作用，其中包括炉料对坩埚的冲击力、钢液的静压力、电磁搅拌钢液运动时的作用力以及坩 埚内外温差应力、急冷急热变化产生的内部应力等。由于这些力的作用就要求坩埚在高温和室温时必须具有一定的强度，以防开裂。坩埚的高温强度和耐火材料的种类、成型压力、烧结工艺、砂料粒 度配比等因素有关。因此，必须从各方面釆取措施来增加坩埚的高温强度，以保证坩埚的正常使用。

二、坩埚用耐火材料的耐火度

坩埚材料在高温下工作，应具备高的耐火度。要防止高温下坩埚材料内部过早地出现液相，导致坩埚熔损。感应炉冶炼条件下, 坩埚内钢液的温度可达到1550〜1750℃。

实际用于制作坩埚的砂料中，还含有一些杂质氧化物和添加剂等，这些物质都会降低坩埚材料的耐火度。要结合冶炼钢种和冶炼方法选择实用的坩埚材料是获得高质量坩埚的基础。

三、坩埚用耐火材料的抗渣性

在非真空感应炉冶炼（以后均称为感应炉冶炼）时，坩埚材料的抗炉渣化学侵蚀性能是相当重要的。坩埚材料的碱度应同炉渣的碱度接近。其碱度水平越接近，化学侵蚀越弱。两者碱度差大时，坩埚容易被侵蚀。坩埚沿渣线侵蚀是造成坩埚损坏的原因之一。

氧化钙坩埚具有最好的抗碱性渣侵蚀的性能，其次是氧化镁坩埚，尖晶石坩埚最差。在选用坩埚材料时应注意抗渣性。例如，釆用中性渣冶炼时，应选择富铝尖晶材料的坩埚；采用强碱性渣冶炼时，应选用富镁尖晶石或氧化镁、氧化钙材料的坩埚。

四、坩埚用耐火材料的抗热震性

热震性是指耐火材料抵抗温度急剧变化而不产生裂纹的能力。坩埚在使用过程中周期性地经受加热和冷却的作用，在坩埚内部随之产生膨胀应力和收缩应力。当长期在这种正负应力作用下， 坩埚内会产生裂纹，导致渗钢而破坏。要求坩埚材料烧成后应具有良好的耐热震性。

坩埚材料的耐热震性与砂料的粒度比、材料的线胀系数、坩埚的体积密度等多种因素相关。坩埚材料在烧结过程中形成的烧结网络质量是关系坩埚耐热震性的重要因素。

在其他条件稳定的前提下，坩埚材料的线胀系数越小，其高温下体积变化越小，耐热震性越好。

五、坩埚用耐火材料的绝缘性

对坩埚的绝缘性能的要求是由于钢液与感应圏之间保持一定的电压差（通常为几十伏到数百伏），为此，必须使坩埚材料有一定的绝缘性能，以免被击穿。但是，坩埚材料的绝缘电阻又不能太大，否则会影响炉子的电效率。因为，磁力线通过坩埚壁时将有一部分磁能损失，坩埚壁的电阻越小，磁力线通过时的损失越少。因此，在保证绝缘的前提下坩埚材料的电阻率应尽量小一些，使它既保证绝缘性，又满足提高电效率的要求。

六、坩埚用耐火材料的导热性

冶炼过程中，坩埚内外之间的温差很大，最大时可达1400〜1600℃。通过热平衡计算，大约有10%〜15%的热量是由坩埚壁向外散失的，减少这部分热损失可以提高电效率。因此，坩埚材料的热导率低好。酸性材料的热导率比碱性材料低。碱性材料中热导率最高的是氧化钙，其次是镁砂，而中性材料镁铝尖晶石的热导率最低。热导率太高的材料不宜用于制作坩埚。

总之，感应炉坩埚用耐火材料的不可能全部达到以上要求，因此河南耐火材料厂建议客户根据具体使用要求，因材实用。

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