爐襯打結(jié)用的砂粒大致上有三個(gè)等級(jí),粗砂粒(2~6)mm,熔點(diǎn)高,約占20%~25%。在爐襯中起骨架作用。粗砂粒比例過(guò)高會(huì)降低電爐的繞結(jié)性能和強(qiáng)度,適當(dāng)提高粗砂粒比例有利于提高爐襯的耐急冷熱性,減少產(chǎn)生裂紋的可能性。 中砂粒(0.5~2.O)mm約占25%~30%,中砂粒的作用是填充粗砂間隙,增加堆積密度,改善燒結(jié)性能,提高強(qiáng)度。 細(xì)砂粒小于0.5mm約占40%~50%,它填充粗、中砂粒之間的空隙。其熔點(diǎn)稍低,燒結(jié)時(shí)首先被硼酸熔化并將粗、中砂粒粘結(jié)起來(lái),故能改善燒結(jié)性,提高致密度。 正常情況下MgO砂的燒結(jié)溫度1750℃,石英砂燒結(jié)溫度1450℃,如果不加任何東西要把這些耐火材料燒結(jié)好是很困難的,為了改善高溫耐火砂粒的燒結(jié)性必須添加助熔劑硼酸(H3BO3),脫水后變?yōu)锽203,(1000~1300)℃時(shí)B203和砂料中的CaO、MgO、Si02等形成低熔點(diǎn)化合物:MgO·B2O3 1142℃,2MgO·B2O3 1342℃,3MgO·B2O3 1366℃,SiO2·B2O3 1200℃,CaO·B2O3 970℃。這些低熔點(diǎn)化合物把松散的砂粒粘結(jié)起來(lái)成為結(jié)構(gòu)致密的燒結(jié)層,并獲得足夠的強(qiáng)度。 硼酸加入量依爐襯材料而定,煉鋼用堿性電爐加(0.8%~1.5%)H3BO3,非真空爐取(1.2%~1.5%)H3BO3,真空爐用(0.8%~1.2%)H3BO3;酸性電爐用(1.5%~2.0%)H3BO3加入煉鋼爐襯,熔煉鑄鐵的酸性電爐取0%~2.5%。注意控制硼酸加入量,因?yàn)槊?%H3BO3使石英砂熔化溫度下降15~20℃,這種作用會(huì)損壞電爐的使用壽命。 燒結(jié)后的爐襯并不是均勻的整體,由于爐襯內(nèi)層溫度最高外層溫度最低,由里向外形成一個(gè)溫度梯度,最里層為完全燒結(jié)層、中間為半燒結(jié)層、最外層為松散層。這種結(jié)構(gòu)對(duì)改善急冷急熱性、減少熱量損失十分有利。 為了使散裝砂粒變成一定致密度的爐襯,必須進(jìn)行認(rèn)真的搗打。小爐子可用工具進(jìn)行人工打結(jié),大爐子則用振動(dòng)筑爐機(jī)打結(jié)。筑爐機(jī)利用空氣馬達(dá)產(chǎn)生每秒1.3×10t次的振動(dòng),產(chǎn)生3-5kg/cm2振動(dòng)力。 特大型爐子不用打結(jié)法成型,而用特制的耐火磚砌筑成電爐,耐火材料多屬堿性耐火磚。