[发明专利]一种大容量真空感应炉用钙质坩埚的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及真空冶金领域，具体为一种大容量(0.5T)真空感应炉用钙质坩埚的制备方法。

背景技术

氧化钙坩埚及制品自发明以来，只能制备出小型成型坩埚，如10kg，18kg，25kg成型坩埚一直应用于真空感应炉的熔炼，目的是进一步提高合金纯净度，小容量的坩埚提纯效果虽十分明显，但都局限于实验室规模的使用，对于企业工程化的应用对于科研工作者来说，一直是个难题。因此，一直未见CaO应用于大容量熔炼中。

发明内容

本发明目的是提供一种大容量(0.5T)真空感应炉用钙质坩埚的制备方法，采用该方法制备出大容量(0.5T)钙质坩埚，使其工程化应用得以实现。

本发明的技术方案如下：

一种大容量真空感应炉用钙质坩埚的制备方法，包括如下步骤：

1)根据线圈的具体尺寸，制备出符合坩埚容量尺寸的普通碳钢封底内衬桶，作为打结坩埚内衬用；

2)将原料CaO砂按5mm以下的粒度混合均匀；

3)采用干湿结合的方法打结坩埚底部，先用干砂，人工捣打和振实器相结合的方法打结厚度为170mm±30mm，接着使用湿砂，人工捣打厚度为30mm±20mm，保证CaO砂粒度均匀，结实；

4)然后，放入内衬桶，在内衬桶和线圈之间再加入湿砂，人工捣打30mm±20mm厚，确保内衬桶壁与桶底连接的圆弧处CaO砂粒度均匀；

5)接着，使用干砂，采用人工捣打和振实器相结合的方法打结壁部，每打30mm±20mm厚，填一次砂，保证CaO砂粒度均匀，结实；

6)往复多次加砂、打结；

7)打结到高出烧结用合金料化清后液面100mm±20mm处，往上至炉口包括炉口均采用传统的MgO坩埚打结方法，打结MgO耐火材料和炉口；

8)最后，将合金料放入内衬桶中，对坩埚进行整体烧结。

所述步骤1)中，内衬桶为壁厚5-12mm的桶形结构。

所述步骤2)中，CaO砂按以下的粒度、重量配比混合均匀：

＜0.1mm       20％～25％；

0.1～0.5mm    25％～30％；

0.5～1mm      20％～30％；

1～3mm        20％～30％；

3～5mm        2％～8％。

所述步骤3)中，按重量百分比计，湿砂由2％～5％的酒精和CaO砂均匀混合而成。

所述步骤8)中，采用如下烧结工艺对坩埚进行整体烧结：

以升温速度20-80℃/分钟升温至300-450℃保温2-4小时后，继续以升温速度20-80℃/分钟升温至500-800℃保温2-4小时，再继续以升温速度5-15℃/分钟的升温至1600-1650℃保温1-3小时。

本发明的优点：

1、本发明打结CaO大容量坩埚，打结工艺简便，制作成本低，坩埚的使用寿命较长。

2、本发明采用热力学稳定性好的CaO制备大容量(0.5T)的坩埚，可使CaO材料在工程化上得以充分的应用，与传统的大容量坩埚相比，能够大幅度降低合金中的氧、硫含量，熔炼出更纯净的合金，使合金具有优异的性能，扩大了氧化钙在真空冶金坩埚方面的使用范围。

3、本发明的出现，使得大容量、高质量合金的真空感应纯净化工艺得以实现，大大降低了以前制造同样高质量合金的成本。

4、本发明采用干湿结合的方法打结坩埚底部和壁部，避免打结过程中出现力度不均匀现象，坩埚更经久耐用、寿命延长。

附图说明

图1为本发明打结坩埚用内衬桶示意图。

图2为本发明坩埚烧结工艺。

图3为本发明实施例1的0.5T坩埚烧结工艺。

图4为本发明实施例1的0.5T坩埚烧结后照片。其中，图4b为图4a的放大图。

具体实施方式

本发明大容量(0.5T)真空感应炉用钙质坩埚的制备方法，包括如下步骤：

1)根据线圈(0.5T)的具体尺寸，制备出壁厚为5mm，符合坩埚容量尺寸的普通碳钢封底内衬桶，作为打结坩埚内衬用；如图1所示，内衬桶为壁厚5-12mm的桶形结构。

2)将按一定粒度配比的CaO砂进一步混合，保证粒度均匀；

3)采用干湿结合的方法打结坩埚底部，先用干砂，人工捣打和振实器相结合的方法打结厚度为170±30mm；接着使用湿砂，人工捣打厚度为30mm±20mm；

4)然后，放入内衬桶，在内衬桶和线圈之间再加入湿砂，人工捣打30mm±20mm厚，确保内衬桶壁与桶底连接的圆弧处CaO砂粒度均匀；