锆刚玉砖的熔融工艺分(fēn)為(wèi)还原法和氧化法两种:
还原法又(yòu)称埋弧法,是将石墨電(diàn)极沉埋在炉料中,由于電(diàn)极在缺乏氧气的气氛中燃烧,便发生一系列的还原反应,使熔體(tǐ)中的某些高价氧化物(wù)处于低价的不稳定状态,同时炭也渗入熔體(tǐ),这终会使熔體(tǐ)的颜色变暗,如果電(diàn)弧很(hěn)短或電(diàn)极处于半埋弧状态,部分(fēn)弧光裸露虽能(néng)减轻熔體(tǐ)的神坛程度,但也属于还原法的范畴。
電(diàn)路中的炉料在融化过程中没有(yǒu)被渗碳或電(diàn)熔渗炭又(yòu)在浇铸前脱碳,这种终使熔體(tǐ)不含炭的工艺方法称為(wèi)氧化法,又(yòu)称明弧法。因為(wèi)还原法使锆刚玉砖中有(yǒu)炭的存在,在玻璃窑中使用(yòng)时,高温炭燃烧发出气體(tǐ)将软化的玻璃相挤出,加速了玻璃液对砖的侵蚀,所以炭的存在对锆刚玉砖的耐侵蚀性是不利的,现在多(duō)采用(yòng)氧化法代替还原法,锆刚玉砖中炭的来源主要是石墨電(diàn)极在放電(diàn)时未燃烧而随電(diàn)弧一起进入炉内的,因此要想办法阻止炭入炉。以下是几种生产中常用(yòng)得除炭的方法:
即電(diàn)极不浸在炉熔體(tǐ)内,从而消除了電(diàn)极和熔體(tǐ)之间的炭的传递。此法是让電(diàn)弧的長(cháng)度足以使炭在到达熔體(tǐ)之前全部氧化燃烧,以二氧化碳或一氧化碳的形式挥发掉,明弧長(cháng)度达到50毫米左右时就是長(cháng)電(diàn)弧熔融。利用(yòng)氩气保护電(diàn)极的熔融的方法也属于長(cháng)電(diàn)弧的范畴,因為(wèi)電(diàn)弧本身成為(wèi)了离子化了的氩气才能(néng)抑制炭的氧化或浸入熔液。因而電(diàn)极的消耗也很(hěn)低。
同样的形式很(hěn)多(duō),但都是在还原融化结束之后再将氧气鼓入熔體(tǐ)。有(yǒu)的将氧枪自炉顶插入,有(yǒu)的将氧枪设置在炉嘴处,使炉體(tǐ)前倾让熔體(tǐ)浸没氧枪进行鼓氧,熔體(tǐ)中的微量炭经过与氧气接触而燃烧逸出。
在配料中加入某些富氧原料,他(tā)在熔化过程中能(néng)放出氧气,使熔液表面上的炭燃烧挥发,但是孤立的这样做是不行的,一般是先用(yòng)明弧熔化,在精炼时期用(yòng)電(diàn)弧熔化,為(wèi)了增加電(diàn)弧的長(cháng)度和稳定性可(kě)加入某些電(diàn)离物(wù)质以使炉内空气電(diàn)离,作為(wèi)電(diàn)离物(wù)质的碳酸钠和氧化剂,一起在熔化后期加入。由于熔液在電(diàn)弧的搅动下不停的旋动,所以整个炉内的熔體(tǐ)会得到一定程度的净化。
由于AZS砖的浇铸温度在1800度左右,故其铸型可(kě)以采用(yòng)砂质铸型,砂型原料选用(yòng)天然砂和石英砂,不同的粒度级配增强了砂型板的强度,石英砂采用(yòng)细砂和面砂两种,硅含量都在99%以上,每一块砂型板浇铸面都要图一定厚度的面砂,防止杂质污染铸型。砂型选用(yòng)的结合剂有(yǒu)很(hěn)多(duō)种,一般选用(yòng)水玻璃,因為(wèi)水玻璃来源质量稳定,价廉,易水洗,无异味,而且用(yòng)水玻璃高纯硅啥制作的砂型能(néng)达到以下技术要求:
由锆刚玉砖熔體(tǐ)中析出的气體(tǐ)能(néng)从型壁硅砂颗粒间隙中渗透出去。
锆刚玉砖在浇铸时产生的热冲击能(néng)使砂型的内壁和外壁温度相差很(hěn)大,但砂型在加热条件下比较稳定,因為(wèi)其耐火度不低于1690度,它在20-450度之间的線(xiàn)膨胀系数约為(wèi)0.03mm/度,所以他(tā)能(néng)承受高温熔液液流的静压而不破裂。
砂型在加热后强度降低,荷软实验表明约320度开始软化,400度开始破坏。
AZS熔液和砂型接触后急剧冷却、硬化,砂型表面熔结成一薄层硅酸钠或硅砂,不和AZS发生反应。水玻璃的加入量通过实验证实适宜為(wèi)5.7%,少则降低砂型的耐火度,多(duō)则不能(néng)成型。
制作好的比较大的湿砂型在入炉的搬运过程中常常会出现裂纹,為(wèi)了使其具有(yǒu)一定的强度,常在砂型上插几个孔,然后向里面充二氧化碳,
硅酸溶解度小(xiǎo),形成沉淀,所以湿砂型能(néng)在短时间内具有(yǒu)一定的强度。
制作好的砂型要放到電(diàn)阻炉中烘干,使其具有(yǒu)一定的强度,以备浇铸使用(yòng),烘干温度上限在400度左右。
配合料在電(diàn)弧炉中经过熔化和精炼阶段后达到浇铸标准以后,将将熔融液由電(diàn)炉直接浇入铸型的操作过程称為(wèi)浇铸。此过程虽然短暂,但每一步都关系到后产品的质量,是一个复杂的工艺阶段。这里只介绍一下我國(guó)熔铸材料常用(yòng)的几种方法:
普通浇铸法(代号:中國(guó)PT,康宁、旭、东芝RC,西普RN):铸件采用(yòng)普通的冒口浇铸,并在热态时铲除冒口,其断面分(fēn)為(wèi)两个部分(fēn),一部分(fēn)先固化,结晶细密,该區(qū)占铸件厚度的40%-50%,另一部分(fēn)后固化,存在缩孔和粗大结晶。用(yòng)这种方法浇铸的砖价格较低,多(duō)用(yòng)于窑的上部结构,澄清池壁等处。
倾斜浇铸法(代号:中國(guó)QX,康宁TA、旭TC、东芝TCL,西普RO):倾斜浇铸法是在浇铸之前将铸型造成一个角度,并将冒口放到铸型的一端进行浇铸,这样既能(néng)在T部得到一个致密區(qū),又(yòu)可(kě)利用(yòng)普通模具在T方向上得到较高的度。所以用(yòng)这种铸件砌筑池壁时,便可(kě)利用(yòng)它的高度。
无缩孔浇铸(代号:中國(guó)WS,康宁VF、旭VF、东芝DCL,浇铸,将缩孔集中在某一區(qū)域内,退火后用(yòng)金刚石锯把他(tā)切除,剩余的有(yǒu)用(yòng)部分(fēn)成分(fēn)均匀,组织致密,其平均體(tǐ)积密度接近理(lǐ)论密度;另一种是切割铸腿法:从减少切割面积出发,将铸件浇铸成“L”型,使缩孔的绝大部分(fēn)集中在“L”较小(xiǎo)的腿上,此腿體(tǐ)积占铸件总體(tǐ)积的60%,整个铸件在退火时一直埋在保温材料里,并保持倾斜以促使缩孔向腿上集中。这种工艺由于切割代价高-金刚石锯切割费用(yòng)一般都高于铸件本體(tǐ)的价格,顾只有(yǒu)在个别情况下采用(yòng)。
浇铸过程,对铸件质量有(yǒu)很(hěn)大的影响,不仅影响铸件外形的完整,而且还直接影响到铸件内部的质量。浇铸过程的特征如下:
1) 在浇铸过程中,熔融液与铸型之间进行着剧烈的热交换过程和化學(xué)反应过程。浇铸时熔融液温度很(hěn)高,与铸型之间有(yǒu)很(hěn)大的温差,所以浇铸过程中,熔融液不断冷却,温度降低,而铸型被加热,铸型材料组成物(wù)分(fēn)解气化,与熔融液进行某些化學(xué)反应,使型腔内气压增加,对充型不利。严重时会出现涨型,是铸件有(yǒu)气孔层或浇铸不足等缺陷。
2) 熔融液浇铸过程是不稳定的过程,浇铸流股的冲击和流量的不匀等,严重时会使铸件产生鼓包、冷隔、铸口所在面空壳等缺陷。
3) 熔融液充填砂型的过程,相似于充填多(duō)孔容器,因為(wèi)砂型壁有(yǒu)一定的透气性,如果型腔内的压力低于型壁内的气压,则熔體(tǐ)会吸入外界气體(tǐ)造成气孔等缺陷,反之,熔融液会被压入型壁孔隙中,造成严重附砂。
4) 浇铸过程的时间長(cháng)短对铸件的温度分(fēn)布有(yǒu)显著影响。
浇铸工艺包括浇铸温度、浇铸速度、浇铸时间和补浇
浇铸温度是炉内熔液浇入铸型时的温度,一般是用(yòng)光學(xué)高温计测量靠近炉嘴处的流股温度。AZS砖强化熔融时,浇铸温度可(kě)达1820-1840度。熔體(tǐ)的黏度取决于熔體(tǐ)的化學(xué)成分(fēn)和温度,而熔體(tǐ)的组分(fēn)决定于配方,因而温度起重要作用(yòng),熔體(tǐ)的温度越高,其黏度越低,因而流动性越好,充型能(néng)力越强。
但并非浇铸温度越高越好,如果浇铸温度过高,使铸件与模型之间的温差减小(xiǎo),由表向里的凝固區(qū)的宽度增大,凝固收缩速度加快。在收缩应力增大的同时,初期晶粒粗化,成分(fēn)偏析,在铸件的核心部位后凝固时极易产生热裂,大二后的铸件更是如此的。因此应根据铸件的大小(xiǎo)及形状规定一个浇铸温度上限,防止开裂,同时还要规定一个下限防止充型能(néng)力不足。
浇铸速度决定了浇铸时间。没个铸件都有(yǒu)浇铸时间,浇铸时间不当会使逐渐产生很(hěn)多(duō)缺陷。如果浇铸速度过快则流股粗,流速快,对铸模的冲击力大,铸模的一部分(fēn)被冲破或熔融,是该部分(fēn)铸件产生突起。此外,粗大的熔體(tǐ)快速浇入铸模时,一部分(fēn)气體(tǐ)被带入铸模中并迅速上升到模型的顶盖。此时,接触顶盖的熔體(tǐ)已形成薄壳,在薄壳下充满气體(tǐ),形成所谓的空壳。同时,带入的气體(tǐ)也容易在铸型中形成气泡。除了气體(tǐ)以外,高速浇入的粗大流股还可(kě)能(néng)将炉嘴區(qū)的生料带入熔體(tǐ)内,在熔體(tǐ)中形成夹杂。相反,如果浇铸速度太慢,也会产生诸如边角疏松、节疤、夹砂以及浇不足等缺陷。当浇注速度慢,流股很(hěn)细时,先浇入模型中的熔體(tǐ)凝固成小(xiǎo)球,充至边角,造成边角疏松。如果先浇入的熔體(tǐ)已凝固成薄壳,向内收缩。后浇入的熔體(tǐ)进入到薄壳与模型之间的缝隙内形成表面疤痕。同时,如果流股太细,熔體(tǐ)在為(wèi)达到边角时已凝固,造成浇不足。而且,由于浇铸的时间过長(cháng),模盖的烘烤时间过長(cháng),易剥落掉入熔體(tǐ)中造成夹砂。
铸件浇铸完毕,冷缩一段时间后,在其出现的缩孔里再铸满熔液,这一操作过程成為(wèi)补浇。通常小(xiǎo)型砖凝固很(hěn)快,不能(néng)补浇,中型砖可(kě)以补浇,间隔时间较短,只有(yǒu)大型砖补浇时间较長(cháng)。补浇是减小(xiǎo)铸件缩孔,提高容重的有(yǒu)效手段之一,它实际上相当于扩大了冒口的容积,操作的关键在于控制补浇的适宜时间。实现连续的多(duō)次补浇是提高产品容重的重要方法。
普通浇注的AZS铸件有(yǒu)缩孔和缩松存在是正常现象,但是经常发现有(yǒu)很(hěn)多(duō)气孔存在,显然,任何一个气孔的存在都会直接降低铸件的质量。
铸件中的气孔有(yǒu)两类,一类是显微气孔,只有(yǒu)制成薄片在显微镜下才能(néng)看到;另一类是宏观气孔,肉眼可(kě)见,也就是我们常说的气孔。他(tā)们不外来自四个方面:即炉料、熔化过程、铸型材料、浇铸过程。
这里就铸型和浇铸对气孔的影响进行讨论。 由铸型材料引发的气孔和铸型接触的铸件边缘,常见的气孔有(yǒu)两种:
1) 垂直于型壁而密集的皮下蜂窝状气孔是由于砂型工作面潮湿引起的。水是发气物(wù)质,一个单位體(tǐ)积的水被加热到1000度变成水蒸气,在压力保持不变时體(tǐ)积增大1700倍。如果加热到浇铸温度,可(kě)能(néng)要达到近万倍。所以砂型表面上的水突然生成这么多(duō)的气體(tǐ)将形成一个高压,使气體(tǐ)侵入正在凝固的边缘熔體(tǐ),并向阻力小(xiǎo)的方向延伸,于是变成了長(cháng)条形状。因此,浇铸操作中,禁止使用(yòng)潮湿的铸型。
2) 皮下圆形气孔,多(duō)是离边缘10毫米以内的单个圆形气泡,这是由于砂型粘接剂在与熔體(tǐ)接触时分(fēn)解产生大量的气體(tǐ),一部分(fēn)从砂型空隙逸出,一部分(fēn)由于瞬时型腔排气不畅,压力而侵入熔體(tǐ),所以浇铸时注意型腔排气是很(hěn)重要的,当然提高砂型的透气性(例如用(yòng)圆形砂粒清洗沙中尘土,背面的透气性要大于工作面的等等),是指从里向外不断扩大更為(wèi)重要。
这类气孔有(yǒu)三种:浇铸口面空壳、泡沫层内部针孔等。
快速浇铸时,型腔排气不畅,于是在砖顶面死角处形成气袋,凝固后,即成為(wèi)只有(yǒu)一层薄壳的大面积气袋层,在废品分(fēn)析中称之為(wèi)空壳。為(wèi)了防止空壳的形成,所以浇铸操作除了时间限定外,还具體(tǐ)提要求浇铸流股先粗后细,先快后慢。但在接近充满型时,适当快一点,否则上边角会出现浇不足,而型盖為(wèi)避免被熔體(tǐ)形成的静压顶开,都要压上重物(wù)或人力压住。
铸型内落入保温材料等杂物(wù),与落入型腔的段熔液反应生成一个僵化的气泡层,浮于液面上,一直上浮到型腔顶面,凝固后形成铸口面的气泡层,故浇铸前检查并保持型腔清洁。
针孔往往发生于浇铸的块砖,这是因為(wèi)炉嘴區(qū)没有(yǒu)清理(lǐ)干净,混有(yǒu)生料或石墨炉嘴氧化露头粉末等,与熔液急剧反应后浇入铸型,由于熔液黏度大,这些气泡不能(néng)上浮,便不规则的留在熔液里。所以浇铸时保持熔液通道的清洁也是不能(néng)忽视的。其他(tā)条件引发的气孔常见的是炉料潮湿和熔融温度不足,使铸件成為(wèi)缩孔分(fēn)散型或称面包型。此外还有(yǒu)不被人们注意的操作,例如(1)浇铸前串动了電(diàn)极,使大量石墨粉落入炉内,结果造成在铸件夹杂气孔而不致密;(2)带電(diàn)浇铸,在電(diàn)极同熔液继续反应的情况下料液是不致密的,显然铸件也不会致密;(3)带生料浇铸,特别是炉口前區(qū)有(yǒu)生料时浇铸,生料进入铸件,除破坏岩相结构外,也产生气孔。
铸件形成缩孔、缩松、内应力、裂纹、变形等缺陷都与熔液凝固时发生的收缩有(yǒu)关。铸件的收缩可(kě)分(fēn)為(wèi)液态收缩、凝固收缩、固态收缩三个阶段。对固定成分(fēn)的AZS来说,其液相線(xiàn)温度是个常数,因此浇铸温度越高,液态體(tǐ)积收缩就越大。凝固收缩则表现為(wèi)型腔内液面的继续下降,所以凝固收缩加上液态收缩,就是铸件产生缩孔的基本原因。由此比重差已知AZS这部分(fēn)的體(tǐ)积收缩可(kě)达12%-15%。
缩孔的形成:熔融液在铸型内发生自型壁开始逐层凝固时,如果由液态收缩和固态收缩引起的熔液减少,得不到补充,在铸件后凝固的地方就会出现集中缩孔。
当铸件边缘温度降到固相線(xiàn)温度以下时,铸件表面变形成一层硬壳,形成一个包着溶液的密封容器。当进一步冷却时,壳内熔液一方面因温度继续降低发生液态收缩,另一方面由于硬壳增厚而产生凝固收缩,这两者的收缩因得不到补充而使液面降低。另外,固态壳同样因温度降低而发生固态收缩,使铸件外表尺寸缩小(xiǎo)。由于AZS熔液的液态收缩和凝固收缩都大大超过外壳的固态收缩,所以在重力作用(yòng)下,页面将与外壳的顶面脱离,出现缩孔。随着凝固继续进行,硬壳不断加厚,液面将不断下降,待熔液全部凝固后,在铸件的铸口下方,核心部分(fēn)就形成一个缩孔。
如果硬壳内的溶液中气體(tǐ)量少,那么当液面和壳顶面脱离时,缩孔就形成真空,上表面的薄壳在大气压力作用(yòng)下就可(kě)能(néng)向缩孔方向凹陷进去,此时的缩孔就应包括外面的缩凹和内部的缩孔两个部分(fēn)。
影响缩孔體(tǐ)积的因素包括:熔液本身收缩大,则缩孔容积大;熔液本身凝固收缩大,则缩孔體(tǐ)积大;熔液本身固态收缩大,则缩孔容积减小(xiǎo);浇铸速度越缓慢,缩孔體(tǐ)积就越小(xiǎo);铸型的激冷能(néng)力越大,缩孔體(tǐ)积越小(xiǎo)。
缩松是指铸件缩孔的下方,分(fēn)散的细小(xiǎo)空洞或密集的粗晶,或粗大的结晶群體(tǐ)等,肉眼能(néng)看到的都称為(wèi)缩松。缩松的形成主要与熔液成分(fēn),结晶凝固特点以及铸件的凝固顺序有(yǒu)关,当铸件结晶性很(hěn)强时,在后凝固的缩孔处变自由的生長(cháng)出粗大的结晶,AZS这部分(fēn)往往是粗大的柱状刚玉晶體(tǐ),晶面上長(cháng)有(yǒu)六边形的斜锆石晶體(tǐ)。当细長(cháng)的铸件周边凝固,熔液补缩困难时,其下部便产生轴線(xiàn)缩松。
制定合理(lǐ)的浇铸工艺来有(yǒu)效的控制凝固过程,建立良好的补缩条件,尽可(kě)能(néng)的使缩松转化為(wèi)集中缩孔,使它移向铸件后凝固的地方,这样就可(kě)以在其上加一个冒口,使缩孔后移入冒口内,从而获得致密的制品。
凝固过程分(fēn)為(wèi)顺序凝固和逐层凝固两种方式:所谓控制凝固过程就是把自然的逐层凝固(表面层先凝固,逐渐向铸件中心長(cháng)厚)人為(wèi)的从铸件遠(yuǎn)离冒口的末端區(qū)到冒口之间,建立一个逐渐递增的温度梯度,使末端區(qū)先凝固,然后按顺序向着冒口方向凝固,即实现顺序凝固,以达到熔液补缩,将缩孔引入冒口的目的。顺序凝固,容易使铸件不同部位,存在较大温差,从而使铸件出现裂纹和残留应力等缺陷的倾向。
对铸件凝固收缩进行补给的非铸體(tǐ)本體(tǐ)的附加部分(fēn)称為(wèi)冒口。冒口有(yǒu)减小(xiǎo)缩孔和排气以及做观察孔的作用(yòng)。冒口的大小(xiǎo)、形状、数量,保证他(tā)是凝固慢的部分(fēn),并有(yǒu)足够的容积,容纳足够的熔液,以补充铸件在凝固过程中发生的體(tǐ)积收缩。
冒口补缩的基本原理(lǐ):铸件在凝固的过程中存在一个朝向冒口的温度梯度,当铸件冒口區(qū)和末端區(qū)是彼此连接时,便可(kě)获得无缩孔的致密铸件。反之,冒口區(qū)和末端區(qū)之间,被一个无温度梯度的中间區(qū)隔开,则中间區(qū)将出现轴線(xiàn)缩松。
冒口设计的内容為(wèi)形状、尺寸和数量以及处置方法。
根据冒口补缩原理(lǐ),冒口是慢凝固的部分(fēn),因此设计冒口时,首先要求他(tā)散热速度小(xiǎo),其形状应在相同體(tǐ)积下具有(yǒu)小(xiǎo)表面积时热量散失就慢。计算表明:球體(tǐ)的表面积小(xiǎo),然后是圆柱體(tǐ)、立方體(tǐ)、依次递增。冒口设计还需考虑实际生产中制作的难易,所以在AZS生产中不用(yòng)球形冒口。
主要是指它的直径和高度,由于铸件形状复杂,大小(xiǎo)不一,其所需冒口不能(néng)相同。因此引入一个补缩模数即冒口體(tǐ)积与铸件體(tǐ)积之比,以控制铸件单重為(wèi)目标来选取冒口的大小(xiǎo)。大容积的冒口对提高铸件容重是有(yǒu)效的,大容积冒口分(fēn)為(wèi)一个大冒口或两个中冒口,或一个冒口用(yòng)完之后再更换一个冒口等多(duō)种形式。
关于冒口的高度,一般认為(wèi)冒口越高,液體(tǐ)静压越大,补缩作用(yòng)也越明显。实际上,如果冒口过高便会抵挡不住熔體(tǐ)静压而发生外凸 ,同事铸件底部退火后有(yǒu)裂纹,所以在不改进其它的工艺条件下片面的提高冒口高度是不可(kě)取的。根据AZS的缩孔缩松占有(yǒu)浇铸高度一半的规律,认為(wèi)冒口高度的设计原则应是与铸件的高度一致,即二者之比為(wèi)1:1。
一般一个铸件选用(yòng)一个冒口,普通浇铸中铸件長(cháng)在700毫米以上者则选用(yòng)两个冒口,冒口的处置方法有(yǒu)两种:冷割除和热铲除。冷割除冒口:当冒口连同铸件在一起退火,则冒口的铲除用(yòng)用(yòng)金刚石锯片切割。热铲除冒口:铸件浇铸完毕后,等待冒口补缩结束后立即将冒口除掉,并用(yòng)砂型板盖上铸口,然后退火。热铲除冒口的时间控制是很(hěn)重要的,过早则冒口作用(yòng)减小(xiǎo),熔液外溢,铸口凸起增大冷加工量:反之过晚,铸件易产生内裂,故根据砖型大小(xiǎo),冒口的大小(xiǎo),一般控制这段时间為(wèi)12-40分(fēn)钟,保持铸口面略低于铸件表面且平整美观。
铸件保温退火过程就是铸件从液态转為(wèi)固态的过程,可(kě)分(fēn)為(wèi)四个阶段:
1) 阶段:铸件外壳硬化而核心处处与液态,可(kě)以随意流动。这时即使有(yǒu)外力作用(yòng)裂纹立即被熔液所弥合。
2) 第二阶段:铸件大部分(fēn)处于固态,少量处于液态,铸件核心析出的固相已形成了完整的骨架并具有(yǒu)一定的强度,但液态玻璃相很(hěn)弱,这时如果有(yǒu)较大的应力,结晶骨架将被破坏,而孤立的粘稠的玻璃液又(yòu)不能(néng)去填充它,于是形成裂纹,一般称為(wèi)热裂。
3) 第三阶段:铸件全部凝固,处于塑性状态,这时如有(yǒu)微小(xiǎo)的应力发生,可(kě)被玻璃相发生的塑性形变所吸收。如果应力较大超过了玻璃相的强度极限,便会形成裂纹,这种裂纹也成為(wèi)热裂。
4) 第四阶段:铸件由塑性状态转為(wèi)弹性状态,由于这种转变不是突然发生的,没有(yǒu)一定严格的临界温度,所以把转变温度成弹塑温度范围。
電(diàn)熔锆刚玉砖的裂纹,不管是冷裂还是热裂,都是由铸造应力所引起的。為(wèi)了消除铸造应力,减少铸件在冷却及使用(yòng)过程中开裂的机会就要选用(yòng)合理(lǐ)的退火方法和工艺。
熔铸耐火材料的退火是从1800度浇铸结束后开始的,而真正的退火则是在其弹塑温度1150-1200度以后开始的。退火方法分(fēn)為(wèi)两类:即保温退火法与外供热退火法 。
选用(yòng)适合于铸型長(cháng)度的铁筐,于其底部固定一整块粘土大砖,在铸型外加一个砂箱套(铁板焊接),在铸型与箱套之间填充熟料砂或石英砂,将型固定。实践证明这种结构是合理(lǐ)的,因為(wèi)铸型周围的熟料砂具有(yǒu)绝热作用(yòng)。一是它比原铁筐铸型直接在空气中冷却的散热速度慢的多(duō)。二是厚大的粘土砖在铸型底部吸热降温,有(yǒu)利于形成一个朝向铸口的温度梯度。三是整块粘土砖做底板,有(yǒu)利于铸件底部平整。四是组合铸型用(yòng)熟料砂固定,对铸型壁是面的接触,作用(yòng)力是均匀的铸件不易受震走形、漏型。
隧道退火法是将浇铸好的铸件脱模后直接吊运到隧道窑的窑車(chē)上,按规定的退火制度进行退火。熔铸制品退火用(yòng)的隧道窑与耐火材料烧成隧道窑不同,此窑包括保温带、降温带与冷却带,而没有(yǒu)预热带。在浇铸完成后,铸件应尽快放入隧道窑的保温带中。对铸件保温的目的是使铸件在截面温差合适的情况下凝固冷却。既要使铸件中存在温差以保持逐层凝固特性,又(yòu)要防止因温差过大在逐渐中产生过大的热应力。
通常保温温度应接近铸件脱模后的表面温度,实际保温温度应根据不同产品确定。铸件在隧道窑中的停留时间与推車(chē)制度应根据退火曲線(xiàn)确定。為(wèi)了保证保温温度,在保温带设有(yǒu)烧嘴。為(wèi)了保证冷却带和降温带的降温速度,可(kě)以从保温袋的不同車(chē)位抽出一定量的热风送入冷却带的不同車(chē)位。
電(diàn)熔锆刚玉砖的的发展起步较晚,虽然发展很(hěn)快,但是和國(guó)外的技术比起来还有(yǒu)很(hěn)大差距。電(diàn)熔锆刚玉砖主要用(yòng)于玻璃熔窑,國(guó)外现在生产的锆刚玉砖用(yòng)在玻璃窑上可(kě)使窑龄高达十年以上,而我國(guó)平均窑龄还在五年左右,我们要做的就是改进工艺,克服产品缺陷,研发新(xīn)产品提高产品的使用(yòng)寿命。
郑州荣盛作為(wèi)的耐火材料生产厂家,建厂至今已经有(yǒu)二十年的发展历史,产品性能(néng)优良,公司从业人员160人,其中技术人员12人,年生产能(néng)力达6万吨,拥有(yǒu)轻质、重质材料生产線(xiàn),各种生产、试验、检测设备齐全,其中包括配备有(yǒu)10台400吨至1000吨系列成型压力机,两条(148米長(cháng)和118米長(cháng))高温隧道窑。
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