制作坩埚的组合物及其方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制作坩埚的组合物，该组合物包括重量百分比分别为：１０％－７０％的氧化镁和２０％－８０％的氧化钙，以及２％－１０％粉末状的氟化钙，并通过混合和烧结等工序制成。利用本发明专利技术所提出的组合物制作的坩埚具有用纯氧化钙制成的坩埚的功能，但其水化速度是纯氧化钙坩埚的１／１０左右，另外，氟化钙可以降低制作坩埚时的烧结温度，而烧结温度的降低一方面可节省能源，另一方面可降低坩埚自身和烧结炉的制作成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于制作坩埚的组合物及利用该组合物制作坩埚的方法。
技术介绍
坩埚是一种用于熔炼金属的器皿。现有的坩埚通常采用一个圆柱形的且具有一个开放底面的中空体，在用其熔炼金属时，首先将被熔炼的金属放入坩埚内，再将坩埚连同其内的金属放入真空炉或常压炉内以使被熔炼金属处于熔融状态，或者通过向坩埚内插入电极的方式熔炼金属。所以，就利用坩埚熔炼金属而言，第一要求坩埚的熔点至少要大于被熔炼金属的熔点；第二要求坩埚的性能必须稳定，即要求坩埚在高温的环境不能产生污染物质。然而，在现有技术中，用于制作坩埚的材料主要采用有两种一种是以氧化镁为主料制作的坩埚；另一种是以氧化钙为主料制作的坩埚。但，由于氧化镁坩埚在高温下其化学性能不稳定，会直接导致被熔炼金属的氧含量增加，进而严重影响了产品的质量；而氧化钙在高温状态下虽然化学性能稳定，但具有水化特性，给批量生产带来许多困难，同时也因为制作成本过高限制了氧化钙的大量使用；另外，由于氧化镁和氧化钙的熔点均在1750℃左右，所以，用这两种材料中的无论哪一种材料制作坩埚，其熔炼温度均大于或等于1750℃，而熔炼温度过高必定会增加能源消耗，进而增加制作成本。中国专利1214998号授权公告的名称为“钨管、出料台及坩埚”给出的是一种由下部是纯钨，上部是钨钼合金制成的坩埚。钨或钨钼合金虽然具有在高温状态下化学性能稳定，且不易水化的优良特性，但，钨或钨钼合金均属于贵重金属，其原料成本本身就相当高，再加上其熔点在3410℃左右，所以，使用该种材料制作的坩埚其成本相当高，且制作工艺过程也相对复杂。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种用于制作坩埚的组合物，利用该组合物制作的坩埚在高温状态下化学性能稳定且不易水化。本专利技术的另一个任务是提供一种利用上述组合物制作坩埚的方法，利用该方法制作的坩埚可以降低成本。本专利技术所提出的用于制作坩埚的组合物包括重量百分比分别为10％-70％的氧化镁和20％--80％的氧化钙，以及2％--10％粉末状的氟化钙。由于氟化钙具有防水化和降低烧结温度的作用，而氧化钙的化学性能在高温状态下特别稳定，氧化镁和氧化钙相结合可以克服氧化镁在高温状态下化学性能不稳定的不足，同时还可以解决氧化钙水化。所述组合物中还添加有重量百分比为0.1％--2％的由石蜡或水胶构成的结合剂。所述组合物中各成分的重量百分比为氧化镁25％--60％，氧化钙35％--70％，氟化钙1％-5％，石蜡或水胶0.2％--1％。利用上述的组合物制备坩埚的方法，包括以下步骤首先将白云石粉碎后煅烧，然后利用向煅烧后的白云石粉末添加氧化钙或氧化镁的方式使其内的氧化钙和氧化镁能满足上述重量百分比的份额，再向调整后的粉末内添加氟化钙和/或结合剂，经混合后将其制成坩埚形状，使成型后的坩埚在1300℃--1400℃的氛围内烧结3-5小时取出即为成品。所述烧结坩埚的最佳温度在1350℃--1400℃之间。利用本专利技术所提出的组合物制作的坩埚与纯氧化钙坩埚呈做过熔炼镍基合金对比试验，从表1中所列举的数据来看，其冶炼产物中的氧、硫、磷、氮指标基本相同，这表明该坩埚与纯氧化钙坩埚具有相同或相近似的脱氧和脱硫的功能，但，由于制作坩埚的组合物是由含氧化镁和氧化钙的白云石制成，而氧化镁不易水化，在外界环境完全相同的情况下，纯氧化钙坩埚的水化速度是本专利技术坩埚的10倍以上；另外，本专利技术所提出的制作坩埚的组合物中添加有氟化钙，氟化钙可以降低制作坩埚时的烧结温度，而烧结温度的降低一方面可节省能源，另一方面可降低坩埚自身和烧结炉的制作成本。表1 注1-4号炉使用的是氧化钙坩埚；5-8号炉使用的是本专利技术坩埚。具体实施例方式实施例1取杂质含量不超过总重量5％的白云石并将其煅烧成熟料，然后将熟料破碎成颗粒为5mm以下的粉末，如果粉末中的氧化钙的重量百分比不足75％或氧化镁重量百分比不足10％时，向其内加入氧化钙或氧化镁粉末，使其达到上述重量百分比，向配制好的粉末中加入2％的氟化钙粉末混合均匀后再加入2％的石蜡或水胶，再次混合均匀后通过模具将其制成坩埚形，将坩埚形的混合物放入烧结炉中烧结，其烧结温度在1400℃，烧结时间3小时，取出后即为成品。实施例2按照实施例1的方法将白云石制成5mm以下的粉末，并按其方法将粉末中氧化钙的重量百分比调到20％，氧化镁的重量百分比调到65％，向配制好的粉末中加入10％的氟化钙粉末混合均匀后再加入0.1％的石蜡或水胶，再次混合均匀后按实施例1的方法将其制成坩埚形放入烧结炉中烧结，其烧结温度在1300℃，烧结时间5小时，取出后即为成品。实施例3按照实施例1的方法将白云石制成5mm以下的粉末，并按其方法将粉末中氧化钙的重量百分比调到55％，氧化镁的重量百分比调到40％，向配制好的粉末中加入5％的氟化钙粉末混合均匀后再加入1％的石蜡或水胶，再次混合均匀后按实施例1的方法将其制成坩埚形放入烧结炉中烧结，其烧结温度在1350℃，烧结时间4小时，取出后即为成品。实施例4按照实施例1的方法将白云石制成5mm以下的粉末，并按其方法将粉末中氧化钙的重量百分比调到70％，氧化镁的重量百分比调到25％，向配制好的粉末中加入4％的氟化钙粉末混合均匀后再加入0.5％的石蜡或水胶，再次混合均匀后按实施例1的方法将其制成坩埚形放入烧结炉中烧结，其烧结温度在1350℃，烧结时间3小时，取出后即为成品。实施例5按照实施例1的方法将白云石制成5mm以下的粉末，并按其方法将粉末中氧化钙的重量百分比调到35％，氧化镁的重量百分比调到60％，向配制好的粉末中加入3％的氟化钙粉末混合均匀后再加入0.1％的石蜡或水胶，再次混合均匀后按实施例1的方法将其制成坩埚形放入烧结炉中烧结，其烧结温度在1350℃，烧结时间4小时，取出后即为成品。实施例6按照实施例1的方法将白云石制成5mm以下的粉末，并按其方法将粉末中氧化钙的重量百分比调到47％，氧化镁的重量百分比调到48％，向配制好的粉末中加入2％的氟化钙粉末混合均匀后再加入0.1％的石蜡或水胶，再次混合均匀后按实施例1的方法将其制成坩埚形放入烧结炉中烧结，其烧结温度在1350℃，烧结时间3--5小时，取出后即为成品。在上述1至6的实施例中，白云石颗粒的大小取决于所要制取坩埚的体积大小，如要制取200kg的坩埚，白云石颗粒的直径约在5mm左右，而要制取10kg的坩埚，其颗粒应该在1mm以下；另外，组合物中的石蜡或水胶主要起到粘结或脱模的作用，所以，在通常情况下，组合物中还可以不添加石蜡或水胶。权利要求1.用于制作坩埚的组合物，其特征在于该组合物包括重量百分比分别为10％-70％的氧化镁和20％--80％的氧化钙，以及2％--10％粉末状的氟化钙。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述组合物中还添加有重量百分比为0.1％--2％的由石蜡或水胶构成的结合剂。3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述组合物中各成分的重量百分比为氧化镁25％--60％，氧化钙35％--70％，氟化钙1％-5％，石蜡或水胶0.2％-1％。4.用根据权利要求1或2或3所述的组合物制备坩埚的方法，其特征在于包括以下步骤首先将白云石粉碎后煅烧，然后利用向煅烧后的白云石粉末添加氧化钙或氧化镁的方式使其内的氧化钙和氧化镁能满足上本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制作坩埚的组合物，其特征在于：该组合物包括重量百分比分别为：１０％－７０％的氧化镁和２０％－－８０％的氧化钙，以及２％－－１０％粉末状的氟化钙。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邹天来，于学清，包明大，刘彦海，胡希东，
申请(专利权)人：本溪钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]