[發明專利]真空感應熔煉爐用坩堝的制備方法

有效

• 申請號: 202110359817.8
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN112964062B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 胡顯軍;成建強;顧曄;劉建民
• 申請（專利權）人: 江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: F27B14/10
• 分類號: F27B14/10
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 郭紅巖

1.一種真空感應熔煉爐用坩堝的制備方法，其特征在于，包括依序進行的搗打坩堝工序和烘烤燒結工序；

所述搗打坩堝工序包括：

在真空感應熔煉爐中感應圈內的底部，采用耐火材料打結出坩堝底，將所述坩堝底上表面的耐火材料刮平；

將以坩堝內腔尺寸作為外形尺寸制作的模芯在所述坩堝底上居中放置，而后向模芯和感應圈之間的空腔中逐層加料并夯實，以形成坩堝壁；其中，每當向模芯和感應圈之間的空腔中加入厚度為5～10cm的一層耐火材料，使用振動器夯實，而后將該層耐火材料的上部1～3cm劃松，再加入下一層耐火材料；

使用預制的成型磚在所述坩堝壁上方制備出坩堝嘴；或者將與水均勻混合后的耐火材料置于所述坩堝壁上方的坩堝嘴預設位置處并且夯實，而后整形出坩堝嘴；

所述模芯為鐵模芯；在所述烘烤燒結工序中，將所述感應圈通電，以感應加熱所述鐵模芯及布在所述鐵模芯內的爐料，所述爐料選用工業純鐵，至所述鐵模芯及所述爐料全部熔化后出鋼，得到燒結后的坩堝；

所述烘烤燒結工序包括先后進行的：

(1)非真空烘烤階段

將所述感應圈通電，根據布置在所述鐵模芯的側壁的爐壁熱電偶所感測坩堝壁的溫度T1，控制所述感應圈持續加熱，直至T1達到第一預設溫度T01，所述第一預設溫度T01小于鐵的熔點；

(2)真空燒結階段

將所述感應圈斷電，將爐壁熱電偶拔出，而后將所述真空感應熔煉爐合爐并抽真空，再在維持真空狀態下，控制所述感應圈持續感應加熱所述鐵模芯及所述爐料，直至所述鐵模芯及所述爐料全部熔化；在所述鐵模芯及所述爐料熔化后，根據真空感應熔煉爐自帶的浸入式熱電偶所感測到的鐵水的溫度T2，控制所述感應圈的送電功率。

2.根據權利要求1所述的真空感應熔煉爐用 坩堝的制備方法，其特征在于，所述耐火材料包括氧化鋁；

在所述“將與水均勻混合后的耐火材料置于所述坩堝壁上方的坩堝嘴預設位置處并且夯實”中，按照水重量為耐火材料重量的2％～8％的比例，將耐火材料和水混合并攪拌均勻。

3.根據權利要求1所述的真空感應熔煉爐用坩堝的制備方法，其特征在于，所述鐵模芯的側壁的內壁面設有防護管，或者其側壁的壁內部設有空腔，所述防護管或者所述空腔自所述鐵模芯的上邊沿向下延伸；爐壁熱電偶布置在所述防護管或所述空腔中。

4.根據權利要求3所述的真空感應熔煉爐用坩堝的制備方法，其特征在于，所述防護管或者所述空腔在豎直方向上的延伸高度不小于所述坩堝內腔的深度的0.55～0.65倍；所述爐壁熱電偶的探測頭自上而下伸入所述防護管或者所述空腔中，并向下延伸的高度為所述坩堝內腔的深度的0.55～0.65倍。

5.根據權利要求1所述的真空感應熔煉爐用坩堝的制備方法，其特征在于，

所述第一預設溫度T01為1100±20℃。

6.根據權利要求5所述的真空感應熔煉爐用坩堝的制備方法，其特征在于，所述非真空烘烤階段包括依序進行的：

第一升溫段，所述坩堝壁的溫度T1以130～160℃/h的加熱速率升高至500±20℃；

第一保溫段，所述坩堝壁的溫度T1在500±20℃維持2～3h；

第二升溫段，所述坩堝壁的溫度T1以130～160℃/h的加熱速率升高至1100±20℃；

第二保溫段，所述坩堝壁的溫度T1在1100±20℃維持2～3h。

7.根據權利要求5所述的真空感應熔煉爐用坩堝的制備方法，其特征在于，所述真空燒結階段包括在維持真空狀態下依序進行的：

化料升溫段，所述感應圈感應加熱所述鐵模芯及所述爐料，直至所述鐵模芯及所述爐料全部熔化成鐵水，此時所述鐵水的溫度T2維持至少30min恒定不變；

再升溫段，所述鐵水的溫度T2升高至1680±20℃；

再保溫段，所述鐵水的溫度T2在1680±20℃維持1～2h；

攪拌出鋼段，將所述感應圈斷電后，并將所述真空感應熔煉爐切換至攪拌模式以對鐵水進行攪拌，攪拌均勻后調整所述鐵水的溫度T2至1620±30℃，而后在所述感應圈通電的狀態下出鋼。

8.根據權利要求7所述的真空感應熔煉爐用坩堝的制備方法，其特征在于，在所述非真空烘烤階段中，在將所述感應圈通電之前，所述爐料在所述鐵模芯內以下緊上松的方式布置，且其上表面不低于坩堝的上邊沿；

并且，所述化料升溫段中，在所述鐵模芯及所述爐料全部熔化成鐵水之前，通過所述真空感應熔煉爐的加料室，使用加料桶在真空狀態下向坩堝中再次補料。