(一)石墨坩堝的材質(zhì)種類 石墨坩堝的材質(zhì)大體可分為人造石墨、石墨-粘土材質(zhì)(clay bonded)和石墨-炭化硅材質(zhì)(carbon bonede)。人造石墨坩堝是以石墨電極素材加工而成。

石墨-粘土材質(zhì)坩堝， 是以天然鱗片石墨(crystal graphite)和粘土(clay)為主要成分。 現(xiàn)在僅在鑄鐵、 鑄鋼高溫熔解和貴金屬等少量熔解時使用。 石墨-炭化硅材質(zhì)坩堝，是以天然鱗片石墨和炭化硅(silicon-carbide)為主要成分。在銅合金和鋁

合金等有色金屬熔解的大部分都使用該材質(zhì)的坩堝。 在 1955 年， 日本坩堝株式會社首次在日本開發(fā)、 生產(chǎn)了石墨-炭化硅材質(zhì)坩堝。該材質(zhì)坩堝、與石墨-粘土材質(zhì)比較，因具有優(yōu)良的耐久性，逐漸被其 代替?，F(xiàn)在石墨-炭化硅材質(zhì)坩堝的需求量已占整體的 97%左右。 (二)石墨坩堝的特性 石墨坩堝在原材料、制造等方面都采取了盡可能的手段，來滿足在殘酷條件下的使用。 主要特性列舉如下： （1）高熱傳導(dǎo)性：因使用了熱傳導(dǎo)性較高的石墨等原材料，縮短了熔解時間； （2）耐熱沖擊性：耐熱沖擊性能強，對于急冷急熱，不易破裂； （3）高耐熱性：耐火度高，可耐 1200～1600℃高溫； （4）抗浸蝕性：對抗熔湯的侵蝕性強；

（5）抗機械性沖擊：具有一定的抗機械性沖擊的強度（熔材的投入時等）；

（6）抗氧化性：石墨在氧化氣霧中的高溫時容易氧化，因進行了防止氧化處理，氧化消耗較少； （7）抗粘連性：因為石墨有不易與熔湯粘連的特性，熔湯的浸透和附粘少； （8）金屬污染非常少：因為沒有混入污染熔湯的不純物，金屬污染極少； （9）耐集渣劑(除渣劑)影響：有良好的耐集渣劑(除渣劑)影響性能。 (三)石墨坩堝形狀及容量 在日本，1950 年公布的日本工業(yè)規(guī)格（JIS）中定義了有關(guān)坩堝的形狀、容量。這是對粘土-石 墨坩堝的 JIS 規(guī)定，對于石墨-炭化硅材質(zhì)的坩堝，也是參照該規(guī)定進行制造生產(chǎn)的。 有關(guān)容量，用 JIS 中所規(guī)定的『番』（#）來表示，定義 1 番（1#）相當(dāng)于熔解 1KG 黃銅的容 量。由此可推算#300 的石墨坩堝熔銅約為 300KG。按鋁合金的比重差換算，同等石墨坩堝熔鋁約為 100KG。 形狀根據(jù)用途，大致可分為： 1、標(biāo)準(zhǔn)型：外口徑與高度之比約為 0.7～0.8 比 1。容量有#8～#4500。

2、長型：比標(biāo)準(zhǔn)型更為細(xì)長型，外口徑與高度的比例約為 0.6～0.7 比 1。容量上有#15～#620。 3、碗型：外口徑比較大，口徑與高度的比例約為 1：1。容量有#250～#5200。最大的可一次熔 解鋁合金約 1.5 噸。

4、帶嘴型：與長型坩堝接上出湯槽的形狀接近。容量有#50～#1800。 5、電爐型：圓筒形而且比較細(xì)長，外口徑與高度的比例約為 0.6：1。容量有#60～#5000。 (四)石墨坩堝的用途 使用坩堝，最適合多種類少數(shù)量的合金熔解。也就是說要想改變合金的種類時，只需要交換石

墨坩堝即可。其他的熔解方法像反射爐和非坩堝式感應(yīng)爐進行熔解時，適合于單一合金的大量熔解， 如果變換熔解合金種類時，如果不更換內(nèi)襯的耐火材料，會發(fā)生金屬污染。 以下講述占大多數(shù)使用石墨坩堝的銅合金和鋁合金熔解用坩堝。 1）銅合金熔解用坩堝 對于銅和銅合金來說，重要的是迅速（快速）熔解。因銅在高溫中容易氧化，時間拖長，熔湯 被氧化，會造成鑄件品質(zhì)不良原因的發(fā)生。當(dāng)然坩堝爐的燃燒氣霧的調(diào)整也是重要的，從石墨坩堝

的形狀來看，長型的吸熱性好，可以縮短熔解時間。但考慮到在從定置陸中用湯匙舀出熔湯作業(yè)時， 口部較小，有一定深度的長形也不能說有利。于是，能滿足熔解時間、作業(yè)性這兩方面的標(biāo)準(zhǔn)型坩 堝被廣泛的采用。 近年來，隨著鑄造工廠的環(huán)境設(shè)備不斷完善，機械化程度的不斷提高，油壓可傾式坩堝爐也漸 漸地被采用。特別是在高溫熔解和比重較大的銅合金鑄造工廠內(nèi)，可傾式坩堝爐的普及率較高。 電爐型坩堝，在高（中）頻感應(yīng)爐、低頻感應(yīng)爐中被使用，在爐內(nèi)壁與坩堝之間充填干式耐火 材料。對于高頻感應(yīng)爐，一般使用#100～#1500 左右的石墨坩堝較多，對于低頻感應(yīng)爐，使用#1000 以上的大型坩堝。

對于銅合金用坩堝，在生產(chǎn)過程中也特別留意在 1100℃～1250℃的高溫時熔湯的耐蝕性和在爐 內(nèi)高溫霧團中的耐熱沖擊性。 2）輕金屬合金熔解用坩堝 在輕金屬的熔解中，占有相同高的比例是鋁合金壓鑄及鋁合金鑄件的熔解，一部分是鋅合金的 熔解。 對于鋁合金的使用坩堝進行熔解時，有投入冷材，一次全部將熔湯使用完的單爐熔解方式，也

有一邊舀出熔湯，在適當(dāng)?shù)臅r候補填冷材的熔解兼保溫方式、還有接受在集中熔解爐熔解后的熔湯， 只進行保溫等各種方式。單爐熔解和熔解兼保溫方式，適用于鋁合金鑄件。鋁合金鑄件因討嫌 H2 的吸收和氧化物的混入，需要使用比較大的湯勺靜靜地舀出熔湯，因此使用口部較大的標(biāo)準(zhǔn)型坩堝 或碗型坩堝。對于接受熔湯進行保溫方式，一般在壓鑄中比較多見，因使用比較大的給湯勺，所以 使用大型碗狀坩堝多。 可傾式坩堝爐，一般在集中熔解中使用。此外對于切屑廢料的回收熔解，也比較多地使用#3300 石墨坩堝。 以前，壓鑄用鋁合金熔解大部分都使用鑄鐵鍋，因壓鑄的鑄件的 80%以上都是有高度品質(zhì)要求 的汽車零配件，所以漸漸地被石墨坩堝所代替。鐵成分在鋁合金中容易熔解，回爐料經(jīng)反復(fù)熔解使 用，鐵成分被積累，會給鑄件的品質(zhì)帶來影響。因此對金屬沒有污染的石墨坩堝被廣泛的采用。同 時，石墨坩堝的耐久性也有顯著提高，適應(yīng)滿足用戶的要求，對大型坩堝的開發(fā)也得到了進展，從 而促進了石墨坩堝市場需要的增大。 鋁合金因在 700℃～750℃比較低的溫度進行熔解，也是石墨容易氧化的溫度領(lǐng)域，所以特別將

重點防在抗氧化性方面進行配料、生產(chǎn)的。同時，也注意到使用含有氟化物等的除渣劑帶來的影響。 （五）石墨坩堝的使用方法 每一只石墨坩堝都是貫穿著人魂之精神生產(chǎn)制造出來的，應(yīng)該持有愛心得到正確使用。由于使 用方法的不同，有壽命長的，也有短的，也可以說石墨坩堝是具有生命的。 1）坩堝的正確定位方法

2）熔解材料的投入方法 材料應(yīng)像圖所示的一樣，在坩堝內(nèi)縱向排列裝入。鋁錠歪斜與坩堝側(cè)壁接觸，因熱膨脹，坩堝 有發(fā)生被擠破裂的可能性。

熔湯在舀出后，請注意不應(yīng)留殘湯。被凝固的殘湯在下次的熔解時由于急速熱膨脹是造成坩堝

破裂的原因。

對于坩堝內(nèi)的燃燒，一定要注意爐內(nèi)設(shè)計及調(diào)整燃燒器使其在坩臺和坩堝下方進行完全燃燒。 如圖所示，按①～④的順序材質(zhì)變紅是理想的。加熱時，應(yīng)注意不要在過氧化狀態(tài)中進行，盡可能 在短時間內(nèi)進行急速升溫。

還有，除渣劑給石墨坩堝帶來不良影響，也有必要應(yīng)注意使用量不易過多。 （六）坩堝爐的種類及特征

坩堝爐的種類及特性詳見下表：
金屬 區(qū)分 鑄鐵 熔解· 保溫區(qū)分 熔解 熔解 熔解 熔解 熔解 熔解 熔解 熔解 保溫 熔解 保溫 保溫 設(shè)備費用 定置 ◎ ○ × ◎ ◎ ○ × ◎ ◎ ○ ○ ○ 可傾 ◎ ○ × ◎ ◎ ○ × ◎ ◎ ○ ○

燃料區(qū)分 焦碳 重油 感應(yīng) 焦碳

定置、可傾區(qū)分 燃費 定置 可傾(手動) 定置 可傾(手動) 可傾(油壓) 定置 可傾(手動) 定置 可傾(油壓) 定置 可傾(油壓) 可傾(油壓) 定置 可傾(油壓) 定置 可傾(油壓) 定置 可傾(油壓) 定置 可傾(油壓) 定置 △ ○ ○ △ ◎ ◎ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ △

作業(yè)性 × ○ ◎ × ○ ◎ ◎ ○ ○ ◎ ◎ ○

銅及 銅合金

重油 燃?xì)?感應(yīng) 重油

鋁及 鋁合金

燃?xì)?電阻(熱)

◎：好 （七）后言

○：良

△：稍微不良

× ：不良

石墨坩堝與坩堝爐是不能分離的一體。提高坩堝爐的工作效率，對石墨坩堝來說也就是使使用 環(huán)境變得越來越殘酷。相反，由于石墨坩堝的品質(zhì)改良及大型化坩堝的開始，坩堝爐的性能、形態(tài) 也隨之而變化。今后，吸收千變?nèi)f化的用戶需求，創(chuàng)造出石墨坩堝的新天地，還請廣大客戶和用戶 多多支持和助言。