大型真空中频感应熔炼炉的炉衬及制作方法技术

本发明专利技术公开了一种大型真空中频感应熔炼炉的炉衬及制作方法。所述炉衬包括石墨坩埚内衬，外层感应线圈，中间的烧结层和耐火胶泥层组合烧结制成。烧结层的主要成分质量百分比为：ＡＬ↓［２］Ｏ↓［３］　７５～８０％、ＳｉＯ↓［２］　１０～１３％、ＳｉＣ　３．５～５％、ＭｇＯ　２～４％、Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［３］　１．５～３％，余量为杂质，其粒度组成为：３～５ｍｍ占３０％，１～３ｍｍ占３０％，０．１～１ｍｍ占４０％；耐火胶泥层的各主要化学成分质量百分比为ＳｉＯ↓［２］　５５～６５％、ＡＬ↓［２］Ｏ↓［３］　３０～４０％、Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］　０．５～１．５％、ＭｇＯ　０．１～０．３％，余量为杂质，粒度为１５０～４００目。用上述材料和方法制作的复合式炉衬，具有了优良的耐火性能和机械强度。

Lining of large vacuum medium frequency induction smelting furnace and manufacturing method thereof

The invention discloses a lining of a large vacuum intermediate frequency induction smelting furnace and a manufacturing method thereof. The furnace lining comprises a graphite crucible lining, an outer layer induction coil, a sintering layer in the middle and a refractory mortar layer made by sintering. The main component of the quality percentage of the sintering layer: AL: 2 O: 3, SiO: 75 ~ 80% 2 10 ~ 13%, 3.5 ~ 5% SiC, MgO 4%, Cr 2 ~ 2 O:: 3 1.5 ~ 3%, the balance of impurities, the grain size becomes 3 ~ 5mm accounted for 30%, 1 ~ 3mm, 0.1 ~ 1mm accounted for 30%, accounted for 40%; refractory mortar layer the main chemical components of quality percentage is 2 ~ 55 SiO: 65%, AL: 2 O: 3, Fe: 30 ~ 40% - 2 O: 3 0.5 0.1 ~ 1.5%, MgO ~ 0.3%, the balance of impurities, particle size is 150 ~ 400. The composite lining made of these materials and methods has excellent fire resistance and mechanical strength.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种耐火材料领域，特别是一种大型真空中频感应熔炼炉的炉 衬及制作方法。技术背景在工业生产中，某些稀有金属合金如镍基与铜基、IT行业磁芯材料的熔炼 和铸造需要在真空条件下进行，但是由于受金属材料与技术等方面的原因，大 型真空中频感应熔炼炉一直不能够满足生产的要求，这中间的一个关键是不能 解决炼炉的炉衬。单一的石墨电极能够做成合格的炉衬，但是市场上没有满足 要求的大规格石墨电极，市场上有的大型石墨坩埚，极容易渗漏，不能满足作 为大型真空中频感应熔炼炉炉衬的需要。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种能够在大型真空中频感应熔炼炉中应 用的炉衬以及这种炉衬的制作方法，使用这种炉衬可降低对石墨坩埚材质的限制。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案- -种大型真空中频感应熔炼炉的炉衬，包括石墨坩埚内衬，外层的感应线 圈，以及中间层中靠近所述石墨坩埚内衬的烧结层和烧结层外的耐火胶泥层，所述烧结层的主要成分的质量百分比为AL203 75 80%、 Si02 10 13%、 SiC 3.5 5%、 MgO 2 4%、 Cr203 1.5 3%，余量为杂质，其粒度组成为3 5mm 占30%， 1 3mm占30%， 0.1~lmm占40%。作为对烧结层的主要成分的质量百分比的进一步限定为AL203 77.4%、Si02 11.5%、 SiC 4.2%、 Mg0 3%、 Cr203 2%，余量为杂质，其粒度组成为3 5mm占30%， l 3mm占30%, 0.1~lmm占40%。所述烧结层外的耐火胶泥层的各i要化学成分的质量百分比为Si0255~65%、 AL203 30~40%、 Fe203 0.5~1.5% 、 MgO 0.1~0.3%，余量为杂质， 粒度为15(^400目。作为对耐火胶泥层的各主要化学成分质量百分比的进一歩限定Si02 60%、 AL203 35%、 Fe203 1% 、 MgO 0.2%，余暈为杂质，粒度为200目。一种大型真空中频感应熔炼炉的炉衬的制作方法，包括(a) .将AL203、 Si02、 SiC、 MgO、 Cr203配成质量百分比为AL203 75~80%、 Si。2 10 13%、 SiC3.5~5%、 Mg。 2 4%、 Cr203 1.5 3%烧结料，粉碎至粒度组 成为3 5mm占30%， l~3mm占30%， 0.1 lmm占40%,并加适量水混勻备 用；(b) .将Si02、 AL203、 Fe203、 MgO配成质量百分比为Si02 55 65%、 AL203 30 40%、Fe2O3 0.5~1.5% 、MgO 0.1 0.3%的耐火胶泥料，粉碎至粒度为150 400 H，并加适量水混匀备用；(c) .用烧结料对石墨坩埚内衬进行布料；(d) .用耐火胶泥料对烧结层和外层感应线圈进行布料；(e) .用40KW的感应功率对炉衬进行烧结3小时，然后以每小时增加10 KW 的功率继续烧结，直至功率为200KW;(f) .用200KW的感应功率对炉衬烧结1小时后，停止加热，让炉衬自然降至 室温即可。因为本专利技术采用传热性能优良的高密度石墨作为内衬，可以在较低中频电 压下，迅速込到温度的要求；专用的炉料，经科学的烧结工艺，形成坚固致密 的内衬外层，不容易产生裂纹，避免因金属熔液渗漏而烧坏感应器；专用的耐火胶泥能有效地起到隔热作用，提高了能源的效率，同时减缓感应线圈的老化， 提高炉龄。选用上述材料和制作方法来制作大型真空中频感应熔炼炉的复合式 炉衬，通过了科学的烧结工艺，使炉衬具有了优良的耐火性能和机械强度，可对大型合金进行熔炼和铸造。具体实施方式一种用于大型真空中频感应熔炼炉的炉衬，包括石墨坩埚内衬，外层的感 应线圈，以及石墨坩埚内衬和外层的感应线圈中，中间层靠近所述石墨埘埚内 衬的烧结层和烧结层外的耐火胶泥层，所述烧结层的主要成分的质量百分比为AL203 75 80%、 Si02 10~13%、 SiC 3.5~5%、 MgO 2 4%、 Cr203 1.5~3%， 余量为杂质，其粒度组成为3 5mm占30%, l~3mm占30%， 0.1 lmm占40%。通过对上述材料的进一步试验和选择发现，烧结层的各主要成分的质量百 分比进一步限定为AL203 78%、 Si02 12%、 SiC 4.2%、 MgO 3.2%、 Cr203 2.4%，余量为杂质，其粒度组成为3 5mm占30。/。， l 3mm占30%， 0.1 lmm 占40%的效果更好。通过对上述材料的进一步试验和选择发现，烧结层的各主要成分的质量百 分比进一步限定为AL203 76%、 Si02 10.5%、 SiC 3.8%、 MgO 2.2%、 Cr203 1.6%，余量为杂质，其粒度组成为3 5mm占300/0， l 3mm占30%， 0.1 lmm 占40%的效果更好。通过对上述材料的进一步试验和选择发现，烧结层的各主要成分的质量百 分比进一步限定为AL203 77.4%、 Si02 11.5%、 SiC 4.2%、 MgO 3%、 Cr203 2%，余量为杂质，其粒度组成为3 5mm占30。/。， l 3mm占30%， 0.1 lmm 占40%的效果更好。-种用于大型真空中频感应熔炼炉的炉衬，包括石墨坩埚内衬，外层的感 应线圈，以及石墨坩埚内衬和外层的感应线圈中，中间层靠近所述石墨坩埚内 衬的烧结层和烧结层外的耐火胶泥层，所述烧结层的主要成分的质量百分比为 AL203 78%、 Si02 12%、 SiC 4.2%、 MgO 3.2%、 Cr203 2.4%，余量为杂质， 其粒度组成为3 5mm占30%， l 3mm占30%， 0.1 lmm占40%。所述烧结 层外的耐火胶泥层的各主要化学成分的质量百分比为Si02 62%、 AL203 36%Fe203 1.3% 、 MgO0.3%，余量为杂质，粒度为150~400目。一种用于大型真空中频感应熔炼炉的炉衬，包括石墨坩埚内衬，外层的感 应线圈，以及石墨坩埚内衬和外层的感应线圈中，中间层靠近所述石墨坩埚内 衬的烧结层和烧结层外的耐火胶泥层，所述烧结层的主要成分的质量百分比为 AL203 76%、 Si02 10.5%、 SiC 3.8%、 MgO 2.2%、 Cr203 1.6%，余量为杂 质，其粒度组成为3 5mm占30%, l~3mm占30%， 0.1 lmm占40%。耐火 胶泥层的各主要化学成分质量百分比的进一步限定Si02 56%、 AL203 31%、 Fe203 0.6% 、 MgO 0.1%，余量为杂质，粒度为200目。这样通过烧结制作而 成的炉衬防漏性能更好，强度也更大，能更好地满足大型真空中频感应熔炼炉 对炉衬的大容量要求。-种用于大型真空中频感应熔炼炉的炉衬，包括石墨坩埚内衬，外层的感 应线圈，以及石墨坩埚内衬和外层的感应线圈中，中间层靠近所述石墨坩埚内 衬的烧结层和烧结层外的耐火胶泥层，所述烧结层的主要成分的质量百分比为 AL203 77.4%、 Si02 11.5%、 SiC 4.2%、 MgO 3%、 Cr203 2%，余量为杂质， 其粒度组成为3 5mm占30%， l 3mm占30%， 0.1 l本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型真空中频感应熔炼炉的炉衬，包括石墨坩埚内衬内衬和外层的感应线圈，其特征在于：所述炉衬还包括中间层中由靠近石墨坩埚内衬内衬的烧结层和烧结层外的耐火胶泥层，所述烧结层的主要成分的质量百分比为：ＡＬ↓［２］Ｏ↓［３］７５～８０％、ＳｉＯ↓［２］１０～１３％、ＳｉＣ３．５～５％、ＭｇＯ２～４％、Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［３］１．５～３％，余量为杂质，其粒度组成为：３～５ｍｍ占３０％，１～３ｍｍ占３０％，０．１～１ｍｍ占４０％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱书成，黄祥云，王希彬，曹国超，吕艳伍，李仿，
申请(专利权)人：西峡龙成特种材料有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]