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退火炉内的加热气氛与隔热耐火材料

添加时间:2022年3月16日  浏览次数:

铸件加热连续性退火炉,炉温高达1300℃,而退火炉内的隔热材料又是整个炉体的关键技术之一,在连续退火脱碳气氛中炉内隔热材料起到隔热阻断导热的效果,对节约成本有着重要意义。

近年来,越来越多的轻质隔热耐火材料直接用作各种加热窑炉的工作内衬。另外,有许多热处理均热炉和烧结炉,也开始重视节能保温效果。并为提高产品的质量和满足工艺过程的要求,常常会应用各种保护气氛,如COCO2H2等,其中H2其隔热耐火材料的影响最大。

退火炉隔热材料

金属氧化物(MO)在H2中加热时存在MO+H2M+H2O的化学平衡关系,当水蒸气的含量低于上述化学平衡时,金属氧化物将被氢还原成金属,金属氧化物处于不稳定状态。相反,当水蒸气的含量超过化学平衡的含量时,金属将被氧化生成氧化物,金属氧化物处于稳定状态。在一般的轻质隔热耐火材料中,SiO2AL2O3为主要成分,还含有一些Fe2O3TiO2CaOMgO等杂质。在热处理炉中,为了防止金属工件被氧化,常常利用H2等气氛控制热处理过程。但是,从耐火材料中的组分可能被还原,从而破坏材料的组织结构,使炉衬材料变质损毁。由此,在还原性气氛条件下使用的炉衬材料,最好选用以氧化铝为主要成分的材料或纯氧化铝材料。这里必须加以说明一点,钙长石轻质隔热材料和含钙高铝材料的抗还原性气氛的能力也较强。

在一般轻质隔热耐火材中,常常还含有一些杂质,如Fe2O3TiO2CaOMgO等。Fe2O3FeO在约300℃下很容易逐渐被还原成金属铁,TiO2的还原温度高些,可逐渐被还原:TiO2-Ti3O5-Ti2O3-TiO-Ti。铁和钛的氧化物在炉内气氛作用下发生的氧化-还原反应为逆反应,当气氛的露点和温度发生变化时,可导致氧化-还原反应反复进行,由于体积变化可使材料的组织结构崩溃。由此又可进一步得出,用于还原气氛中的耐火材料炉衬应为杂质含量低,特别是Fe2O3含量尽可能低的材料。

最后还应指出,气氛对隔热保温材料的导热系数有一定影响,为了防止导热系数高的氢气扩散渗入气孔中造成隔热性能降低,在氢气气氛中使用的隔热保温耐火材料最好选用封闭气孔结构型轻质材料,如耐火氧化铝空心球制品的轻质砖。

关键词:退火炉   保温材料   
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