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坩堝是熔煉合金的重要設備之一。它是熔化和精煉金屬液體及固液加熱和反應的容器,是生產高質量鑄件的基礎。
坩堝的搬運和儲存
運送坩堝須使用專用搬運工具,坩堝不能直接在地上滾動。搬運時應避免碰撞,以免損傷釉層,從而影響坩堝的使用壽命。
坩堝須保存在干燥通風的地方,Z好放在木制支架上。避免將坩堝直接放在磚、土壤或水泥地面上。給坩堝保濕會破壞釉層,從而降低坩堝的熔化效率和使用壽命,嚴重時甚至會出現底部脫落。
碳化硅石墨坩堝的特性
(1)導熱快:導熱性能高,可大大縮短冶煉時間和周期,節約能源;
(2)強度高:等靜壓,內部結構無缺陷,物理強度高;
(3)抗氧化:獨特的抗氧化設計,并采用高純度原料保護石墨,抗氧化性能高;
(4)抗侵蝕性:低氣孔率和特殊添加劑,能有效抵抗除渣劑和其他熔體的緩慢;
(5)使用壽命長:與普通石墨粘土坩堝相比,使用壽命可延長3~5倍。
安裝前的準備
(1)檢查坩堝爐內壁和底部是否完好。
(2)檢查爐內是否有殘渣,如有及時清除。
選擇正確的坩堝基座
(1)坩堝底座應與坩堝底部形狀相同,尺寸略大(約2CM)。
(2)根據不同類型的坩堝爐,選擇合適高度的坩堝底座。
(3)避免使用廢棄的坩堝底座,否則坩堝的使用壽命會大大縮短。
坩堝的安裝和固定
(1)安裝燃氣或燃油爐的坩堝,先將坩堝放置在底座上,在坩堝與爐壁頂部之間預留一定的坩堝膨脹空間,并用木塊、紙板等材料固定。調整燃燒器和噴嘴的位置,使火焰對準燃燒室,而不是直接對準坩堝底部;
(2)安裝回轉爐用坩堝時,應在坩堝管口兩側用支撐磚固定坩堝,避免楔住坩堝,同時在支撐磚與坩堝之間墊上3~4mm的紙板等材料,作為坩堝的預膨脹空間;
(3)安裝電阻爐的坩堝放在電阻爐,坩堝底部應高于底排加熱元件。同時,頂部和坩堝之間要用保溫棉密封。
(4)安裝感應爐用坩堝,保證坩堝放在感應線圈,避免局部過熱和裂紋。
坩堝的預熱使用
用正確的方法預熱坩堝可以大大延長坩堝的使用壽命。
(1)根據不同類型的坩堝爐,初次使用坩堝時,需要60-120分鐘將坩堝預熱到200℃左右,干燥60分鐘,不加料。目的是揮發坩堝表面吸收的水分。使用初期防止爆裂。
(2)預熱結束后,盡快將坩堝加熱至800℃(約2小時),并保溫20~30分鐘,然后升高或降低至工作溫度。目的是快速通過石墨坩堝的氧化溫度區。
(3)初次預熱后,坩堝通常不需要再次預熱,除非再次潤濕坩堝。
新坩堝和冷卻了很長時間的坩堝
注意,如果沒有正確預熱,碳化硅石墨坩堝容易受到熱應力的影響。對于大容量熔爐和/或帶有高輸出燃燒器的熔爐,須遵守以下坩堝預熱程序,以避免因熱沖擊而損壞坩堝;
(1)以2小時的加熱速度將空坩堝緩慢加熱至200℃以去除水分;
(2)以2小時的速率將坩堝加熱至600 ℃;
(3)按正常加熱速度將坩堝加熱至800℃。用于鋁保溫的坩堝須在800℃下保溫30 ~ 40分鐘左右,才能使坩堝表面的釉層充分發揮作用。
(4)經過上述步驟后,坩堝即可安全投入正常使用,使用過程中應注意遵守坩堝的安全操作規程。
正常使用后的坩堝
(1)裝爐。
(2)用小功率緩慢加熱至600℃。注意,長時間不使用坩堝時,應按2小時至200℃的加熱速度預熱,并遵守相關操作規程。
(3)用全功率將坩堝加熱到規定溫度,
加熱程序取決于熔爐的頻率、線圈尺寸和熔融金屬的電阻率。熔爐設計和坩堝材料決定了空坩堝能否預熱。如果條件允許,Z好提前加熱坩堝。碳化硅石墨坩堝更容易受到熱沖擊,須緩慢加熱。
注:對于傾斜爐,在使用坩堝之前,須用感應或火焰加熱器將爐頂蓋風干。
對于頻率高于1kHz的熔爐:
(1)建議預熱空坩堝。以Z大功率的20%加熱坩堝,直到坩堝變紅變熱。
(2)加熱功率可在30分鐘后調整至Z大功率的50%。
(3)保持Z大功率的50%,加入金屬塊,直至金屬液充滿坩堝體積的一半。
(4)增加動力。
小心不要使坩堝過熱。當金屬熔化并充滿坩堝時,降低電功率以避免坩堝腐蝕。
對于頻率低于1kHz的熔爐:
(1)空坩堝加熱效率低,需要在預熱坩堝中放入一些金屬塊來提高預熱效果。
(2)按Z大功率的20%加熱坩堝,直至呈紅熱狀態。
(3)如果坩堝在半小時內沒有變紅,請以Z大功率的50%加熱坩堝。
(4)保持Z大功率的50%加熱,只有當金屬液充滿坩堝體積的一半時,才增加加熱功率。
輸入原材料
(1)金屬材料在添加前須干燥。
(2)加料時,要輕輕放下,不要將金屬錠扔或倒入坩堝內,以免損壞坩堝。
(3)將金屬錠垂直放入坩堝中,金屬錠與坩堝壁之間應留有足夠的膨脹空間。不要將金屬錠水平放在坩堝中,以免金屬錠受熱后膨脹,損壞坩堝。
(4)可以在坩堝中加入一些小金屬片,作為大錠的鋪墊。
(5)在連續熔煉過程中,可在坩堝中保留一些熔融金屬以加速熔化。但要避免在少量熔融金屬中加入大塊金屬,以免熔融金屬淬火或凝固,損壞坩堝。
(6)加入液態金屬時,要避免過滿,一般不超過坩堝容量的80%。
添加劑的使用
使用添加劑時,須嚴格遵守添加劑的使用說明。
(1)添加劑只能在金屬材料完全熔化后加入。不要將添加劑放入空坩堝或固體金屬材料中,否則會直接損壞坩堝。
(2)使用添加劑時,須嚴格按照規定的用量添加。添加劑使用過量會大大縮短坩堝的壽命。