CN104075563B - 一种感应炉用复合炉胆及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种感应炉用复合炉胆及其制造方法，复合炉胆由外炉胆、过渡层、内炉胆3部分组成。制造方法将镁砂、刚玉砂、石英砂，铝矾土熟料砂耐火材料按一定粒度和质量配比并与硼酸混合，加水搅拌30min以上；采用3种不同规格的模具分层压制，依次采用外层模具压制外炉胆，采用中层模具压制过渡层，采用内层模具压制内炉胆，最后整体成型，炉胆外形为圆柱形，经过100～700℃干燥和保温2～6小时。本发明的复合炉胆兼顾了酸性炉胆、中性炉胆、碱性炉胆的优点，具有安装方便、使用安全；省电、节能；使用寿命长、适应性强等特点。<!--1-->
Description
技术领域
本发明涉及一种复合炉胆及其制造方法，尤其是用于感应炉熔炼。
背景技术
感应电炉的炉胆是在一系列物理、化学交织作用条件下进行工作的。在工作过程中，它承受熔炼过程中的高温作用和炉渣的化学侵蚀，加料时，炉料对其的冲击，以及间断生产时温度产生的急冷、急热变化等原因，使炉胆产生裂纹、局部侵蚀、局部剥落等因素引起“漏钢”、“穿炉”等，目前，感应炉所用炉胆按照耐火材料组成划分和按照制作工艺划分主要有以下几种形式，具体如下：
1.按照耐火材料组成：
1.1碱性炉胆：以碱性氧化物(如氧化镁)作为筑炉材料的碱性炉胆，该炉胆可用于铸钢及冶炼各种合金，适应性强耐火度高，但物性稳定性能差，容易产生裂纹。
1.2以酸性氧化物(如硅砂)作筑炉材料的酸性炉胆，适用于铸铁，物性稳定性较好，耐急冷、急热性能好，但它的耐火度不高，使其在高温合金冶炼上受限制。
1.3以中性氧化物(如氧化铝)为代表的中性炉胆，此炉胆可用于铸钢和铸铁，适应性强，热稳定性较好，但耐炉渣侵蚀性能较差，使用寿命较短。
2.按照制作工艺：
2.1捣打炉胆：是采用镁砂或刚玉砂、石英砂，铝矾土熟料砂等一定颗粒的耐火材料和添加剂(硼酸、卤水等)，按一定配比混匀，采用人工捣打的方法进行制作炉胆，然后采用烘炉、烧结工艺使炉胆成型，该炉胆在使用过程中可进行修补，其炉胆尺寸、炉胆材质可跟据需要进行调整，操作灵活、适应性强，制作工艺复杂，人为影响因素较大，炉胆使用寿命不稳定等问题。
2.2预制炉胆：是采用镁砂或刚玉砂、石英砂，铝矾土熟料砂等一定颗粒的耐火材料和添加剂(硼酸、卤水等)，按一定配比混匀，采用专用模具压制成型的整体结构。
中国专利(专利号CN96239123.9)公开了一种名称为“工频、中频感应炉用炉胆”其特征是：本实用新型由炉胆体和炉胆底构成，炉胆体和炉胆底是采用镁砂或刚玉砂、石英砂，铝矾土熟料砂等一定颗粒的耐火材料，按一定配比，用专用模具压制成型的整体结构，炉胆体外形为圆柱形，直径为Φ250～700mm，上口壁厚为25～90mm，下口壁厚为25～90mm，高为400～1000mm，炉胆底厚为40～200mm，本实用新型与捣制炉衬相比，具有安装方便，使用安全，寿命长，可节电15％左右，每炉熔炼时间可缩短20％左右。上述新型虽然在制作工艺上采用压制成型工艺，其炉胆具有安装方便，使用安全，寿命长等优点，但在材质上仍采用镁砂或刚玉砂、石英砂等单一耐火材料，因此，由材质带来的问题得不到根本的解决，其适应性不强等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种感应炉用复合炉胆及其制造方法，针对现有感应炉用炉胆存在的技术问题，通过一种复合的方式提供一种适应性强，能够整体更换，安装方便，使用安全，使用寿命长的炉胆。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种感应炉用复合炉胆，由外炉胆、过渡层、内炉胆三部分组成。
该感应炉用复合炉胆的制造方法：是采用镁砂、刚玉砂、石英砂，铝矾土熟料砂耐火材料按一定粒度和质量进行配比并与粘结剂硼酸混合，加水搅拌30min以上；采用3种不同规格的模具分层压制，依次采用外层模具压制外炉胆，采用中层模具压制过渡层，采用内层模具压制内炉胆，最后整体成型，炉胆外形为圆柱形，经过100～700℃干燥和保温2～6小时即可。
所述外炉胆是采用石英砂为主料，硼酸作为粘结剂其加入量占主料的质量百分比为1％～3％，主料中所用石英砂粒度为0.05～1.5mm的质量百分比为30％～40％，粒度为1.51～4mm的质量百分比为60％～70％，外炉胆厚度为复合炉胆厚度的30％～40％；
所述过渡层是以刚玉砂、铝矾土熟料砂为主料，硼酸作为粘结剂其加入量占主料的质量百分比为1％～5％，主料中所用刚玉砂粒度为0.05～4mm、质量百分比为80％～90％，铝矾土粒度为0.05～4mm、质量百分比为10％～20％，过渡层厚度为复合炉胆厚度的10％～20％；
所述内炉胆是以镁砂为主料，硼酸作为粘结剂其加入量占主料的质量百分比为1％～3％，主料中所用镁砂粒度为0.05～2.5mm的质量百分比为20％～40％，粒度为2.51～4.5mm的质量百分比为60％～80％，内炉胆厚度为复合炉胆厚度的45％～55％。
本发明与现有技术相比其优点，具体如下：
1.采用复合炉胆兼顾了酸性炉胆、中性炉胆、碱性炉胆的优点，其外炉胆采用酸性耐火材料制作，能够对感应器起到强有力的保护作用；过渡层采用中性耐火材料制作，具有良好的热稳定性，能够对内、外炉胆起到很好的连接、过渡作用；内炉胆采用碱性耐火材料制作，具有适应性强，耐火度高的优点。
2.复合炉胆在使用过程中，具有安装方便、使用安全；省电、节能；使用寿命长、适应性强等优点。
附图说明
图1为本发明结构简图；
图2为图1的C向视图。
1：外炉胆；2：过渡层；3：内炉胆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明：
请参阅图1、2所示，本发明包括外炉胆1、过渡层2、内炉胆3三部分组成。
以500kg中频感应炉为例，采用规格为：炉胆壁厚A为60mm、炉胆底厚B为100mm、炉胆高度H为700mm的炉胆进行实验，其复合炉胆规格尺寸及材料组成和粒度比例，见表1、表2
表1：复合炉胆规格尺寸
表2：复合炉胆材料组成和粒度比例
按照表1、表2的制作方案进行配料，将配制好的原料加入水搅拌30min以上，将其混匀好达到压制要求的耐火材料，采用3种不同规格的模具分层压制，首先采用外层模具压制外炉胆，然后采用中层模具压制过渡层，采用内层模具压制内炉胆，最后整体成型、脱模，将成型的炉胆坯在100～700℃进行干燥和保温2～6小时。
采用同一规格的单一材质的炉胆和复合炉胆，在相同工况条件下进行对比实验，其实施效果，见表3
表3：实施效果
从实施效果表3可以看出，复合炉胆更换所需时间与单一材质的预制炉胆相同为60min左右；复合炉胆使用周期为60～75炉次，单一材质的预制炉胆使用周期为30～40炉次，使用寿命提高90％以上；复合炉胆能耗每炉次480～510kw/h，单一材质的预制炉胆能耗580～620kw/h，复合炉胆能耗每炉次可降低15％以上；同时，复合炉胆适应性较单一材质的预制炉胆好。
Claims (2)
1.一种感应炉用复合炉胆，其特征在于由外炉胆、过渡层、内炉胆三部分组成；
所述外炉胆是以石英砂为主料，硼酸作为粘结剂，其加入量占主料的质量百分比为1％～3％，主料中粒度为0.05～1.5mm的石英砂的质量百分比为30％～40％，粒度为1.51～4mm的石英砂的质量百分比为60％～70％，外炉胆厚度为复合炉胆厚度的30％～40％；
所述过渡层是以刚玉砂、铝矾土熟料砂为主料，硼酸作为粘结剂，其加入量占主料的质量百分比为1％～5％，主料中粒度为0.05～4mm的刚玉砂的质量百分比为80％～90％，粒度为0.05～4mm的铝矾土的质量百分比为10％～20％，过渡层厚度为复合炉胆厚度的10％～20％；
所述内炉胆是以镁砂为主料，硼酸作为粘结剂，其加入量占主料的质量百分比为1％～3％，主料中粒度为0.05～2.5mm的镁砂的质量百分比为20％～40％，粒度为2.51～4.5mm的镁砂的质量百分比为60％～80％，内炉胆厚度为复合炉胆厚度的45％～55％。
2.一种用于权利要求1所述的感应炉用复合炉胆的制造方法，其特征在于将上述配比的耐火材料和硼酸混合，加水搅拌30min以上，采用3种不同规格的模具分层压制，依次采用外层模具压制外炉胆，采用中层模具压制过渡层，采用内层模具压制内炉胆，最后整体成型，炉胆外形为圆柱形，经过100～700℃干燥和保温2～6小时。
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