CN107290271A - 利用小型中频炉进行镁碳砖抗侵蚀试验的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用小型中频炉进行镁碳砖抗侵蚀试验的方法，将试样切成长条，记录原始尺寸后绑在模具芯外周面上，组装模具；用刚玉料浇铸、养护、烘干制成坩埚；坩埚固定在中频炉感应线圈中后加入钢块对中频炉进行低温烘烤；至钢块熔化，再加入一定量的熔渣，控制炉内温度在1680±30℃，待熔渣完全熔化开始计时，保温120分钟后倒出钢水及熔渣；坩埚完全冷却后取出，沿侵蚀线横向切开，测量侵蚀线处被侵蚀厚度，与原始尺寸进行对比；将上部坩埚敲开取出试样，显微镜下进行材料变化分析。本发明试验方法简单、直观，可模拟实际生产现场的情况来比较不同工艺配方的镁碳砖或钢包用工作层耐材产品的抗渣侵蚀能力的优劣，对生产及研发工作具有指导意义。

Description

利用小型中频炉进行镁碳砖抗侵蚀试验的方法

技术领域

本发明涉及钢包工作层用耐火材料的试验，尤其是涉及一种利用小型中频炉进行镁碳砖抗侵蚀试验的方法。

背景技术

为满足生产需要，钢包工作层用的各种耐火材料要求具有一定的抗渣侵、抗冲刷和抗剥落性能。由于石墨与炉渣不润湿以及石墨具有良好的导热性,使镁碳砖具有优良的抗渣侵蚀及热震稳定性能而被广泛应用于炼钢生产中。由于目前关于镁碳砖抗渣侵蚀性能方面的研究还不多，不能对各种配方的镁碳砖的抗侵蚀性能进行科学的分析，限制了对镁碳砖更进一步的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既科学又方便操作的利用小型中频炉进行镁碳砖抗侵蚀试验的方法。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的利用小型中频炉进行镁碳砖抗侵蚀试验的方法，包括下述步骤：

第一步，将试样切割成长条形，记录原始尺寸后间隔绑扎在模具芯的外周面上，然后将模具进行组装；用刚玉料进行浇铸后，养护24小时，送入干燥洞烘干48~72小时，制成坩埚；

第二步，将坩埚在中频炉的感应线圈中间固定好，并在坩埚中加入一定量的钢块对中频炉进行低温烘烤；

第三步，至钢块完全熔化后，再加入一定量的熔渣，控制炉内温度在1680±30℃，待熔渣完全熔化后开始计时，保温120分钟后倒出钢水及熔渣；

第四步，待坩埚完全冷却后取出，沿侵蚀线横向切开，测量侵蚀线位置的被侵蚀厚度，并与原始尺寸进行对比；再将上部坩埚敲开，取出试样后，在显微镜下进行材料变化分析。

本发明的优点在于试验方法简单、直观，试验模拟实际生产现场的使用情况来比较不同工艺配方的镁碳砖或钢包用工作层耐材产品的抗渣侵蚀能力的优劣，进而对生产及研发工作进行有针对性的指导。

其优点具体体现在以下几个方面：

1、从宏观上可针对不同工艺的镁碳砖配方的抗渣侵性能提供直观有效的依据。

2、通过显微镜可观测到渣线表面的蚀损情况，分析熔渣和试样之间的相互作用，为材料的高温变化提供一种可靠的分析方式。

3、通过观测气孔变化情况，分析材料在高温下的化学反应对显气孔率的影响，从而判断不同配方的镁碳砖高温作用下材料的致密变化，为镁碳砖组成材料之间的相互影响，提供一种可靠的分析方法。

4、中频感应电炉具有热效率高、熔炼时间短、自动涡流冲刷效果、加热均匀，芯表温差极小，温控精度高、能精确控制金属液的温度和成分等优点。

附图说明

图1是本发明所用坩埚的结构图。

图2是图1的俯视图。

图3是本发明实施例1试验完成后取出的坩埚照片。

图4是图3中标记的镁碳砖侵蚀样品的形貌对比图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做更加详细的说明。

试验目的：对比普通镁碳砖（记为1号）和改性结合剂加工的镁碳砖（记为2号）的抗侵蚀情况。

第一步，准备阶段

选取普通镁碳砖和改性结合剂加工的镁碳砖各三块，分别切成20mm×20mm×200mm大小的样条1,并对每个样条1进行原始尺寸测量，记录数据，并在样条上做好标记。将样条均匀绑在模具芯2上，模具芯2为空心带底的锥筒形，底部内径80mm，顶部内径80mm，高201mm，外模3用两个半圆组装成内径160mm、高270mm的圆筒形；将模具组装好后，用刚玉浇注料4（或浇铸座砖料）在振动台上浇铸成型，浇铸时同样记录对应样条所处的坩埚位置，信息记录准确后，养护24小时，送入干燥洞烘干48~72小时，制成坩埚，如图1、2所示；

第二步，烘炉升温阶段

将坩埚在中频炉感应线圈中间固定好，并在坩埚中加入4~12kg钢锭，再将设备的循环水打开，等完全循环正常后，开始升温。升温分三个阶段，第一阶段设置温度300℃，保温烘炉20分钟，第二阶段设置温度800℃，保温10分钟左右，等坩埚温度接近钢锭温度时，继续升温，第三阶段设置温度为1100℃，保持温度10分钟左右，目的是为了保证镁碳砖试条不至于因温度突升造成断裂。三个阶段的中频电流约为18A，26A，37A；

第三步，熔炼阶段

将中频炉的中频电流调节到48A左右，等待钢锭熔融，由于线圈内部磁感线分布存在不均，会出现下部先熔，需要用探渣棒轻捣钢锭，使之与下部液面接触，继续熔炼。直到坩埚中的钢锭完全融化，加入所选取好成分的熔渣200~600g，控制炉内温度在1680±30℃，待熔渣完全熔化后开始计时，并时刻关注渣线部位的液面情况，持续侵蚀120分钟之后，将钢液倒进事先准备好的倒渣盆中。待坩埚完全冷却后取出坩埚，如图3所示，进行切割、测量等进一步分析。本过程完全模拟钢厂炼钢环境，对产品试验提供了可靠的保证。

第四步，结果分析阶段

将坩埚沿渣线位置切开，测量试条被侵蚀后的尺寸，并对应记录在原先测量的原始尺寸位置，进行对比。再将上半部分坩埚轻轻敲开，取出上半部分试条，在高倍显微镜下面进行材料变化分析，通过对比，更直观表现出不同工艺的镁碳砖的高温侵蚀情况。如图4即可看出材料的变化情况：2号标记的改性结合剂加工的镁碳砖抗侵蚀能力优于1号标记的普通镁碳砖。通过显微镜分析，改性结合剂加入后，Al主要与Mg结合生成了Al₂O₃-MgO系高熔点化合物，这些高熔点化合物使脱碳层较为致密,从以上分析可见,利用改性结合剂生产出的镁碳砖能大大提高抗侵蚀性能。

附：本发明所测试的普通镁碳砖和改性结合剂镁碳砖的理化指标见下表：

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Claims (1)

1.一种利用小型中频炉进行镁碳砖抗侵蚀试验的方法，其特征在于：包括下述步骤：

第一步，将试样切割成长条形，记录原始尺寸后间隔绑扎在模具芯的外周面上，然后将模具进行组装；用刚玉料进行浇铸后，养护24小时，送入干燥洞烘干48~72小时，制成坩埚；

第二步，将坩埚在中频炉的感应线圈中间固定好，并在坩埚中加入一定量的钢块对中频炉进行低温烘烤；

第三步，至钢块完全熔化后，再加入一定量的熔渣，控制炉内温度在1680±30℃，待熔渣完全熔化后开始计时，保温120分钟后倒出钢水及熔渣；

第四步，待坩埚完全冷却后取出，沿侵蚀线横向切开，测量侵蚀线位置的被侵蚀厚度，并与原始尺寸进行对比；再将上部坩埚敲开，取出试样后，在显微镜下进行材料变化分析。