專利名稱：：一種大容量真空感應(yīng)爐用鈣質(zhì)坩堝的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及真空冶金領(lǐng)域，具體為一種大容量(0.5T)真空感應(yīng)爐用鈣質(zhì)坩堝的制備方法。
背景技術(shù)：
：氧化轉(zhuǎn)坩堝及制品自發(fā)明以來，只能制備出小型成型坩堝，如10kg，18kg，25kg成型坩堝一，用于真空感應(yīng)爐的熔煉，目的是進(jìn)一步提高合金純凈度，小容量的坩堝提純效果雖十分明顯，但都局限于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的使用，對于企業(yè)工程化的應(yīng)用對于科研工作者來說，一直是個難題。因此，一直未見CaO應(yīng)用于大容量熔煉中。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是提供一種大容量(0.5T)真空感應(yīng)爐用鈣質(zhì)坩堝的制備方法，采用該方法制備出大容量(0.5T)鈣質(zhì)坩堝，使其工程化應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種大容量真空感應(yīng)爐用鈣質(zhì)坩堝的制備方法，包括如下步驟1)根據(jù)線圈的具體尺寸，制備出符合坩堝容量尺寸的普通碳鋼封底內(nèi)襯桶，作為打結(jié)坩堝內(nèi)襯用；2)將原料CaO砂按5mm以下的粒度混合均勻；3)采用干濕結(jié)合的方法打結(jié)坩堝底部，先用干砂，人工搗打和振實(shí)器相結(jié)合的方法打結(jié)厚度為170mmi30mm，接著使用濕砂，人工搗打厚度為30mmi20mm，保證CaO砂粒度均勻，結(jié)實(shí)；4)然后，放入內(nèi)襯桶，在內(nèi)襯桶和線圈之間再加入濕砂，人工搗打30mm士20mm厚，確保內(nèi)襯桶壁與桶底連接的圓弧處CaO砂粒度均勻；5)接著，使用千砂，釆用人工搗打和振實(shí)器相結(jié)合的方、法打結(jié)壁部，每打430mmi20mm厚，填一次砂，保證CaO砂粒度均勻，結(jié)實(shí)；6)往復(fù)多次加砂、打結(jié)；7)打結(jié)到高出燒結(jié)用合金料化清后液面100mmi20mm處，往上至爐口包括爐口均采用傳統(tǒng)的MgO坩堝打結(jié)方法，打結(jié)MgO耐火材料和爐口；8)最后，將合金料放入內(nèi)襯桶中，對坩堝進(jìn)行整體燒結(jié)。所述步驟l)中，內(nèi)襯桶為壁厚5-12mm的桶形結(jié)構(gòu)。所述步驟2)中，CaO砂按以下的粒度、重量配比混合均勻<0.1匪20%~25%;0.1~0.5醒25%~30%;0.5、1腿20%~30%;13醒20%~30%;35匪2%~8%。所述歩驟3)中，按重量百分比計，濕砂由2%5%的酒精和CaO砂均勻混合而成。所述步驟8)中，采用如下燒結(jié)工藝對坩堝進(jìn)行整體燒結(jié)以升溫速度20-8(TC/分鐘升溫至300-45(TC保溫2-4小時后，繼續(xù)以升溫速度20-80。C/分鐘升^M500-80(TC保溫24小時，再繼續(xù)以升溫速度5-15。C/分鐘的升溫至1600-1650。C保溫1-3小時。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明打結(jié)CaO大容量坩堝，打結(jié)工藝簡便，制作成本低，坩堝的使用壽命較長。2、本發(fā)明采用熱力學(xué)穩(wěn)定性好的CaO制備大容量(0.5T)的坩堝，可使CaO材料在工程化上得以充分的應(yīng)用，與傳統(tǒng)的大容量坩堝相比，能夠大幅度降低合金中的氧、硫含量，熔煉出更純凈的合金，使合金具有優(yōu)異的性能，擴(kuò)大了氧化鈣在真空冶金坩堝方面的使用范圍。3、本發(fā)明的出現(xiàn)，使得大容量、高質(zhì)量合金的真空感應(yīng)純凈化工藝得以實(shí)現(xiàn)，大大降低了以前制造同樣高質(zhì)量合金的成本。4、本發(fā)明采片]千濕結(jié)合的方^去打結(jié)坩堝底部和壁部，避免打結(jié)過程中出勁i力度不均勻現(xiàn)象，坩堝更經(jīng)久耐用、壽命延長。圖1為本發(fā)明打結(jié)坩堝用內(nèi)襯桶示意圖。圖2為本發(fā)明坩堝燒結(jié)工藝。圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的0.5T柑堝燒結(jié)工藝。圖4為本發(fā)明實(shí)施例1的0.5T坩堝燒結(jié)后照片。其中，圖4b為圖4a的放大圖。具體實(shí)式本發(fā)明大容量(0.5T)真空感應(yīng)爐用鈣質(zhì)坩堝的制備方法，包括如下步驟1)根據(jù)線圈(0.5T)的具體尺寸，制備出壁厚為5mm，符合柑堝容量尺寸的普通石媽,寸底內(nèi)襯桶，作為打結(jié)坩堝內(nèi)襯用;如圖1所示，內(nèi)襯桶為壁厚5-12mm的桶形結(jié)構(gòu)。2)將按一定粒度配比的CaO砂進(jìn)一步混合，保證粒度均勻；3)采用千濕結(jié)合的方法打結(jié)坩堝底部，先用干砂，人工搗打和振實(shí)器相結(jié)合的方法打結(jié)厚度為170i30mm;接著使用濕砂，人工搗打厚度為30mm±20mm;4)然后，放入內(nèi)襯桶，在內(nèi)襯桶和線圈之間再加入濕砂，人工搗打30mm士20mm厚，確保內(nèi)襯桶壁與桶底連接的圓弧處CaO砂粒度均勻；5)接著使用干砂，采用人工搗打和振實(shí)器相結(jié)合的方法打結(jié)壁部，每打30mm士20mm厚，填一次砂，保證CaO砂粒度均勻，結(jié)實(shí)；6)往復(fù)多次加砂、打結(jié)；7)打結(jié)到高出燒結(jié)用合金料化清后液面100mm±20mm處，往上至爐口包括爐口均采用傳統(tǒng)的MgO坩堝打結(jié)方法，打結(jié)MgO耐火材料和爐口；8)最后將合金料放入內(nèi)襯桶中，將真空感應(yīng)爐通電，功率80kw-360kw，采用一定的燒結(jié)工藝，對坩堝進(jìn)行整體燒結(jié)。如圖2所示，坩堝燒結(jié)工藝如下以升溫速度20-8(TC/分鐘升溫至300-45(TC保溫2-4小時后，繼續(xù)以升溫速度20-80。C/分鐘升溫至500-80(TC保溫2-4小時，再繼續(xù)以升溫速度5-15T7分鐘的升溫至1600-165(TC保溫1-3小時。本發(fā)明中，采用千砂或濕砂打結(jié)時，緊實(shí)程度達(dá)到普通直空感7立爐用坩堝的標(biāo)準(zhǔn)即可。實(shí)施例1采用上述方法打結(jié)0.5T轉(zhuǎn)質(zhì)坩堝，具體步驟如下1)根據(jù)0.5T容量線圈的具體尺寸，制備出如圖1所示形狀的內(nèi)襯桶，其具體參數(shù)桶口內(nèi)徑A二460mm，桶底外徑B二420mm，桶壁高度C=1000mm，壁厚D二5mm，桶壁與桶底的圓角R=20mm;2)將按表3的粒度配比混合的CaO砂進(jìn)一步混合，保證粒度均勻；表3CaO砂的粒度配比粒度(謹(jǐn))O.l0.1450.5~11~33~5重量百分比20%25%25%255%3)采用干濕結(jié)合的方法打結(jié)柑堝底部，先用干砂，人工搗打和振實(shí)器相結(jié)合的方法打結(jié)厚度為170mm，接著使用濕砂，人工搗打厚度為30mm，濕砂的配比如表4:表4濕砂的配比成分酒精混合后的CaO砂重量百分比(wt0/。)3%余本實(shí)施例中，CaO砂的粒度見表3，按上述配比攪拌均勻，即獲f敷顯砂。4)然后，放入內(nèi)襯桶，在內(nèi)襯桶和線圈之間再加入濕砂，人工搗打30mm厚，確保內(nèi)襯桶壁與桶底連接的圓弧處CaO砂粒度均勻；5)接著JOT千砂，采用人工搗打和振實(shí)器相結(jié)合的方法打結(jié)壁部，每打30mm厚，填一次砂，保證CaO砂粒度均勻，結(jié)實(shí)；6)往復(fù)多次加砂、打結(jié)；7)打結(jié)到高出燒結(jié)用合金料化清后液面100mm處，往上至爐口包括爐口均采用傳統(tǒng)的MgO坩堝打結(jié)方法，打結(jié)MgO耐火材料，頂部打結(jié)MgO耐火材料的目的是避免使用CaO材料爐口燒結(jié)不好；8)最后將合金料放入內(nèi)襯桶中，采用如圖3的燒結(jié)工藝，對塒堝進(jìn)行整體燒7結(jié)以升^I度3(rC/分鐘升溫至30(TC保溫3小時后，繼續(xù)以升溫速度50。C/分鐘升溫至60(TC保溫2小時后，繼續(xù)以升溫速度5"C/分鐘的升溫至160(TC保溫1小時。燒結(jié)后坩堝照片如圖4所示。9)坩堝的使用情況(表5)表5<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實(shí)施例2與實(shí)施例1不同之處在于，燒結(jié)工藝如下以升溫速度40。C/併中升溫至400。C保溫4小時后，繼續(xù)以升溫速度60tV分鐘升溫至70(TC保溫4小時，再繼續(xù)以升溫速度10。C/分鐘的升溫至162(TC保溫3小時。實(shí)施例3與實(shí)施例1不同之處在于，燒結(jié)工藝如下以升溫速度6CTC/分鐘升溫至45(TC保溫2小時后，繼續(xù)以升溫速度8(TC/分鐘升顯至80(TC保溫3小時，再繼續(xù)以升溫速度15。C/分鐘的升溫至165(TC保溫2小時。權(quán)利要求1、一種大容量真空感應(yīng)爐用鈣質(zhì)坩堝的制備方法，其特征在于，包括如下步驟1)根據(jù)線圈的具體尺寸，制備出符合坩堝容量尺寸的普通碳鋼封底內(nèi)襯桶，作為打結(jié)坩堝內(nèi)襯用；2)將原料CaO砂按5mm以下的粒度混合均勻；3)采用干濕結(jié)合的方法打結(jié)坩堝底部，先用干砂，人工搗打和振實(shí)器相結(jié)合的方法打結(jié)厚度為170mm±30mm，接著使用濕砂，人工搗打厚度為30mm±20mm，保證CaO砂粒度均勻，結(jié)實(shí)；4)然后，放入內(nèi)襯桶，在內(nèi)襯桶和線圈之間再加入濕砂，人工搗打30mm±20mm厚，確保內(nèi)襯桶壁與桶底連接的圓弧處CaO砂粒度均勻；5)接著，使用干砂，采用人工搗打和振實(shí)器相結(jié)合的方法打結(jié)壁部，每打30mm±20mm厚，填一次砂，保證CaO砂粒度均勻，結(jié)實(shí)；6)往復(fù)多次加砂、打結(jié)；7)打結(jié)到高出燒結(jié)用合金料化清后液面100mm±20mm處，往上至爐口包括爐口均采用傳統(tǒng)的MgO坩堝打結(jié)方法，打結(jié)MgO耐火材料和爐口；8)最后，將合金料放入內(nèi)襯桶中，對坩堝進(jìn)行整體燒結(jié)。2、按照權(quán)利要求1所述的大容量真空感應(yīng)爐用鈣質(zhì)坩堝的制備方法，其特征在于，所述步驟l)中，內(nèi)襯桶為壁厚5-12mm的桶形結(jié)構(gòu)。3、按照權(quán)利要求1所述的大容量真空感應(yīng)爐用鈣質(zhì)坩堝的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中，CaO砂按以下的粒度、重量配比混合均勻<0.〗匪20%~25%;0.145誦250/"0%;0.51誦20%~30%;13mm20%30%;3~5誦2%8%。4、按照權(quán)利要求1所述的大容量真空感應(yīng)爐用鈣質(zhì)坩堝的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中，按重量百分比計，濕砂由2%~5%的酒精和CaO砂均勻混合而成。5、按照權(quán)利要求1所述的大容量真空感應(yīng)爐用拷質(zhì)坩堝的制備方法，其特征在于，所述步驟8)中，采用如下燒結(jié)工藝對塒堝進(jìn)行整體燒結(jié)以升溫速度20-8CTC/分鐘升溫至300-45(TC保溫24小時后，繼續(xù)以升溫速度20-8(TC/辦中升溫至500-80(TC保溫2-4小時，再繼續(xù)以升溫速度5-15tV^H中的升溫至1600-165(TC保溫1-3小時。全文摘要本發(fā)明涉及真空冶金領(lǐng)域，具體為一種大容量(0.5T)真空感應(yīng)爐用鈣質(zhì)坩堝的制備方法。首先，根據(jù)線圈(0.5T)的具體尺寸，制備出符合坩堝容量尺寸的普通碳鋼封底內(nèi)襯桶；然后，將CaO砂混合均勻，采用干濕結(jié)合的方法打結(jié)坩堝底部和壁部，打結(jié)到高出燒結(jié)用合金料化清后液面100mm處，往上至爐口包括爐口均采用傳統(tǒng)的MgO坩堝打結(jié)方法，打結(jié)MgO耐火材料；最后，將合金料放入內(nèi)襯桶中，采用一定的燒結(jié)工藝，對坩堝進(jìn)行整體燒結(jié)。本發(fā)明大容量鈣質(zhì)坩堝的制備方法，可以打結(jié)出長壽命、大容量鈣質(zhì)坩堝，有效的提高真空感應(yīng)熔煉高溫合金的純度，制備出性能優(yōu)異的合金材料，擴(kuò)大了氧化鈣在真空冶金坩堝方面的使用范圍。文檔編號F27B14/00GK101644534SQ200810012730公開日2010年2月10日申請日期2008年8月8日優(yōu)先權(quán)日2008年8月8日發(fā)明者萬柏方,奎劉,張建國,張順南,李依依,馬穎澈,明高申請人:中國科學(xué)院金屬研究所