新材料及其应用

一种刚玉坩埚及其制备方法，属于感应炉技术领域。其特征在于，原料重量份组成为：刚玉60~70份、尖晶石20~25份、活性氧化铝3~8份、电熔氧化镁2~5份、红柱石5~10份、结合剂5~8份。本发明的刚玉坩埚中引入的红柱石分解形成的SiO2与刚玉砂细粉、氧化铝微粉中的Al2O3通过反应烧结形成莫来石网络穿插于氧化铝骨料之间，提高了制品热震性和强度。氧化铝微粉及红柱石微粉的引入使莫来石化温度提前至小于1000℃，制品具有较强的中高温强度。基质中引入的尖晶石以及原位形成的尖晶石，对碱性渣的抗侵蚀性抗渗透性增强。

随着国内感应炉朝着高效率、快速熔化、大型化方向发展，炉衬材料要求越来越苛刻。坩埚是精密铸造工业高温感应炉的重要组成部分，是熔化和精炼钢液的容器。坩埚长期与高温钢水、炉渣和气体直接接触，容易被侵蚀损毁，钢液会被污染。熔炼金属是间歇性作业过程，坩埚周期性地承受加热和冷却作用，容易产生裂纹，甚至剥落，导致渗钢而破坏。因此，要求坩埚应具有良好的抗热震性，抗侵蚀性和化学稳定性，以提高使用寿命降低冶炼成本。目前感应炉坩埚的使用寿命较低，国外进口产品一般在100炉左右，并且费用较高。

与现有技术相比，本发明的所具有的有益效果是：发明提供一种用于精密铸造工业高温感应炉用刚玉-尖晶石-莫来石坩埚。本发明的刚玉坩埚中引入的红柱石细粉分解形成的SiO2与刚玉砂细粉、氧化铝微粉中的AL2O3通过反应烧结形成莫来石网络穿插于氧化铝骨料之间，提高了制品热震性和强度。氧化铝微粉及红柱石微粉的引入使莫来石化温度提前至小于1000℃，这样制品同时具有较强的中高温强度。莫来石和镁铝尖晶石的熔点分别为1819℃和2135℃,镁铝尖晶石(MA)属立方晶系，莫来石属斜方晶系，两者的热膨胀和弹性模量存在差异（尖晶石的热膨胀系数为7.6×10-6/℃，莫来石的热膨胀系数为5.3×10-6/℃），因此在尖晶石材料中加入莫来石可以起到复相增韧的作用，两者具有高熔点、非常低的热膨胀性、高的抗热震性和抗熔渣的侵蚀性。