熔铸砖的熔炼和浇铸工艺

　　熔铸砖用配合料的熔化是在电弧炉中闭弧下熔炼，利用电弧发电时，在较小的空间里集中巨大的能量而获得3000℃以上的高温，将物料很快地熔化。制造熔铸砖一般用三相电弧炉。

　　当电弧炉一次电压选定后，采用二次电压决定电弧的长度，电弧电压与电弧之间的关系可用式(1)表示：

　　Vn=α+βL (1)

　　式中Vn——电弧电压;

　　α——阳极区与阴极区电压降之和，V、α值取决于电极参数、介质等;

　　β—弧柱电压梯度等;

　　L——电弧长度。

　　从上式中可以看出：电弧电压与弧长呈线性关系，改变二次电压、弧长随之改变。通过试验确定熔化α、β-Al2O3砖的适宜电压和电流，可使石墨电极在空气介质中保持30〜50mm弧长，制品外观呈白色。

　　当所有的配合料都熔化并达到熔体表面很洁净时，就可进行浇铸。

　　浇铸时的熔体，既要保证有良好的流动性，又要避免过热，因为过热会促使熔体吸收气体，铸入模后的收缩率就会相应增大，铸件也就会产生缩孔和开裂。因此，当熔体温度过高时，可让其在炉内停留数分钟到数十分钟，或者浇铸时，调节熔体流股的粗细，让其达到适合的温度。放出熔体之前，清洗出液口及排出嘴，停止炉壳冷却和供电。浇铸时倾斜炉体，使熔体从出液口流出，经流料槽铸人预制和装配好的耐火模型中。开始以粗而有力的流股，然后以细长的流股入模，直到填满接上面的冒口，其体积达到熔铸砖体积的30%。长×宽为600mm×300mm、厚200mm的方砖，浇铸时间30〜40s，而厚250mm的方砖为40〜50s，浇铸速度和浇铸时间依铸模材料和铸模尺寸不同而不同，浇铸太快会导致模型积料，而且在以后会出现开裂，浇铸太慢会助长铸件表面波纹形节疤和密度降低。石英砂模和刚玉砂模分别是用多级石英砂及其细粉和多级刚玉砂及其细粉料，用水玻璃做结合剂，手工捣打或机压成型拼装式的模板，让其在供房中干燥硬化。

　　可控退火是将表皮已经硬化的铸件，脱去铸模或带模放进小型隧道窑中，按规定的退火曲线进行缓慢冷却。窑的温度自前部向后部逐渐递降。前部的预热温度应控制在材料的结晶温度附近。铸件入窑后，已硬化的表层吸收窑的热量，使铸件内部与表层之间的温度差减到小。以后按要求控制冷却速度，在窑内冷却时间，应根据铸件尺寸大小，一般为3〜5天。可控退火的铸件质量一般比自然退火的为好。

　　α、β-Al2O3熔铸砖配料的熔化温度在2000℃以上，熔铸α、β-Al2O3铸件凝固时，结晶温度范围窄，先部分α-Al2O3晶体析出，因为Na2O的存在，使α-Al2O3和β-Al2O3晶相可同时析出。而泽Al2O3组成在1000℃以上时，α-Al2O3完全转变成β-Al2O3时，体积膨胀。

　　熔铸α、β-Al2O3铸件在模型中自然冷却时，温度下降，如图1所示。由于热应力很大，足以使铸件掉边、掉角、开裂报废。利用隧道式可调温电阻炉进行退火,按照有效而经济的退火起始温度和降温速率，从外部补充足够的热量，以降低铸件内温差，减小热应力，一般退火温度曲线如图2所示，退火起始温度1250〜1400℃，并在此温度下保温2〜4h，然后以15〜60℃/h的速度降温，800℃以下自然冷却，铸件在炉内停留2~3昼夜可以出砖，砖内表面温度在100℃以下。

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