CN104130000A - 一种感应电炉用尖晶石系炉衬耐火材料及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及感应电炉炉衬技术领域，它公开了一种感应电炉用尖晶石系炉衬耐火材料及其制作方法，所述感应电炉用尖晶石系炉衬耐火材料包括以下重量百分比的原料：高纯度镁砂70～90份，氧化铝10～30份，硼酸0.8～1.2份；所述高纯度镁砂按重量百分比计包括以下粒度的高纯度镁砂：粒度为1～3mm的高纯度镁砂20～25％、粒度为4～6mm的高纯度镁砂35～40％、粒度为7～10mm的高纯度镁砂15～20％和粒度为0.2～0.8mm的高纯度镁砂15～20％。本发明以氧化镁为基，在其中配氧化铝，烧结时在氧化镁颗粒之间形成镁铝尖晶石网络，起结合作用，同时减少氧化镁的膨胀系数，防止龟裂，具有良好的致密性，炉衬气孔率小，体积密度大，均匀性高，烧结性好和耐激冷激热性好。

Description

一种感应电炉用尖晶石系炉衬耐火材料及其制作方法

技术领域

本发明涉及感应电炉炉衬技术领域，尤其涉及到一种感应电炉用尖晶石系炉衬耐火材料及其制作方法。

背景技术

感应电炉用炉衬耐火材料，在熔炼过程中将影响钢液或铁液的冶金质量(夹杂物)和生产成本(炉衬寿命)，应给予足够的重视并选好相关炉衬耐火材料。感应电炉用炉衬耐火材料品种很多，按其性能可分为酸性(石英砂)，碱性(镁砂)和中性(氧化铝)炉衬，碱性和中性兼顾的冰晶石系耐火炉衬。选用耐火材料时，主要要考虑所熔炼钢种或铁种的化学成分和质量要求，同时也要考虑生产成本。一般说来熔炼钢时，溶化温度较高，对磷硫的要求严格，多数采用中性或碱性耐火材料以及碱性和中性兼顾的冰晶石系耐火材料，很少采用酸性材料而铸铁多数选用酸性炉衬材料。尖晶石系炉衬材料的特点是耐火度高，热膨胀系数小，目前广泛用作炼钢用感应炉的炉衬材料，尤其是大型感应炉上。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种感应电炉用尖晶石系炉衬耐火材料及其制作方法，具有优异的耐高温性、耐腐蚀性和化学稳定性，原料来源方便，制作简单。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种感应电炉用尖晶石系炉衬耐火材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：高纯度镁砂70～90份，氧化铝10～30份，硼酸0.8～1.2份；所述高纯度镁砂按重量百分比计包括以下粒度的高纯度镁砂：粒度为1～3mm的高纯度镁砂20～25％、粒度为4～6mm的高纯度镁砂35～40％、粒度为7～10mm的高纯度镁砂15～20％和粒度为0.2～0.8mm的高纯度镁砂15～20％。

作为优选的，包括以下重量份的原料：高纯度镁砂75～85份，氧化铝15～30份，硼酸0.8～1.2份。

作为优选的，所述高纯度镁砂按重量百分比计包括以下粒度的高纯度镁砂：粒度为2mm的高纯度镁砂22％、粒度为5mm的高纯度镁砂38％、粒度为8mm的高纯度镁砂20％和粒度为0.5mm的高纯度镁砂20％。

作为优选的，所述高纯度镁砂按重量百分比计包括以下粒度的高纯度镁砂：粒度为1.5mm的高纯度镁砂25％、粒度为4.5mm的高纯度镁砂40％、粒度为9mm的高纯度镁砂17％和粒度为0.6mm的高纯度镁砂18％。

一种感应电炉用尖晶石系炉衬耐火材料的制作方法，其特征在于，包括以下顺序步骤：

(1)按所述重量份进行称取各原料：高纯度镁砂，氧化铝，硼酸；

(2)将高纯度镁砂破碎；

(3)将破碎后的高纯度镁砂过振动筛，所述高纯度镁砂包含以下粒度：粒度为1～3mm的高纯度镁砂、粒度为4～6mm的高纯度镁砂、粒度为7～10mm的高纯度镁砂和粒度为0.2～0.8mm的高纯度镁砂；

(4)将破碎后高纯度镁砂作为骨料先投入搅拌机里，再将氧化铝投入预搅拌处理5—10分钟，最后将硼酸投入搅拌机内，继续搅拌处理20—30分钟即可。

本发明感应电炉用尖晶石系炉衬的筑炉方法：

(1)先在感应圈一侧铺设一层厚度在3～10mm且内加双层玻璃丝纤维布的绝缘板，按炉底尺寸辅设厚度大于2mm的耐火板，将炉体衬料均匀加在耐火板上后进行捣固打结制成炉底，炉底高度控制13～15cm；

(2)将坩埚模放置在感应圈中固定，并与感应圈同心，将炉体衬料均匀加入坩埚模内进行分层捣固打结，在下层捣固打结后在其表面划毛后，用木销钉好后再加入上层的炉体衬料；第一次加约100mm，震实5遍，以后每次加料约90mm，用震动打炉工具震实4遍，直到打满为止，修好炉嘴和出铁槽；

(3)炉衬打筑好后防止24小时后进行烘烤，以90℃/h的速度升温，升温至1000℃保温2～2.5小时后，继续加热至1600～1650℃，保温1～1.5小时即可。

本发明的有益效果：本发明以氧化镁为基，在其中配氧化铝，烧结时在氧化镁颗粒之间形成镁铝尖晶石网络，起结合作用，同时减少氧化镁的膨胀系数，防止龟裂，本发明可以用于各类合金钢的愹炼，尤其是高锰钢的愹炼，具有良好的致密性，炉衬气孔率小，体积密度大，均匀性高，烧结性好和耐激冷激热性好；本发明烘烤时，低温长时间缓慢烘炉，有效防止升温快炉壁开裂；本发明炉衬材料耐火度高于1750℃，软化温度高于1700℃，具有良好的耐腐蚀性、热态稳定性、化学稳定性和机械性能，绝缘性好，施工能好、烧结性能好、筑炉及维修方便。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。

实施例一：

一种感应电炉用尖晶石系炉衬耐火材料，包括以下重量份的原料：高纯度镁砂85份，氧化铝25份，硼酸0.8份；所述高纯度镁砂按重量百分比计包括以下粒度的高纯度镁砂：粒度为2mm的高纯度镁砂22％、粒度为5mm的高纯度镁砂38％、粒度为8mm的高纯度镁砂20％和粒度为0.5mm的高纯度镁砂20％。

所述的感应电炉用尖晶石系炉衬耐火材料的制作方法包括以下顺序步骤：

(1)按所述重量份进行称取各原料：高纯度镁砂，氧化铝，硼酸；

(2)将高纯度镁砂破碎；

(3)将破碎后的高纯度镁砂过振动筛，按重量百分比及，所述高纯度镁砂包含以下粒度：粒度为2mm的高纯度镁砂22％、粒度为5mm的高纯度镁砂38％、粒度为8mm的高纯度镁砂20％和粒度为0.5mm的高纯度镁砂20％；

(4)将破碎后高纯度镁砂作为骨料先投入搅拌机里，再将氧化铝投入预搅拌处理5分钟，最后将硼酸投入搅拌机内，继续搅拌处理20分钟即可。

本发明感应电炉用尖晶石系炉衬的筑炉方法：

(1)先在感应圈一侧铺设一层厚度在3～10mm且内加双层玻璃丝纤维布的绝缘板，按炉底尺寸辅设厚度大于2mm的耐火板，将炉体衬料均匀加在耐火板上后进行捣固打结制成炉底，炉底高度控制13～15cm；

(2)将坩埚模放置在感应圈中固定，并与感应圈同心，将炉体衬料均匀加入坩埚模内进行分层捣固打结，在下层捣固打结后在其表面划毛后，用木销钉好后再加入上层的炉体衬料；第一次加约100mm，震实5遍，以后每次加料约90mm，用震动打炉工具震实4遍，直到打满为止，修好炉嘴和出铁槽；

(3)炉衬打筑好后防止24小时后进行烘烤，以90℃/h的速度升温，升温至1000℃保温2～2.5小时后，继续加热至1600～1650℃，保温1～1.5小时即可。

实施例二：

一种感应电炉用尖晶石系炉衬耐火材料，包括以下重量份的原料：高纯度镁砂90份，氧化铝10份，硼酸1.2份；所述高纯度镁砂按重量百分比计包括以下粒度的高纯度镁砂：粒度为1.5mm的高纯度镁砂25％、粒度为4.5mm的高纯度镁砂40％、粒度为9mm的高纯度镁砂17％和粒度为0.6mm的高纯度镁砂18％。

所述的感应电炉用尖晶石系炉衬耐火材料的制作方法包括以下顺序步骤：

(1)按所述重量份进行称取各原料：高纯度镁砂，氧化铝，硼酸；

(2)将高纯度镁砂破碎；

(3)将破碎后的高纯度镁砂过振动筛，按重量百分比计，所述高纯度镁砂包含以下粒度：粒度为1.5mm的高纯度镁砂25％、粒度为4.5mm的高纯度镁砂40％、粒度为9mm的高纯度镁砂17％和粒度为0.6mm的高纯度镁砂18％；

(4)将破碎后高纯度镁砂作为骨料先投入搅拌机里，再将氧化铝投入预搅拌处理10分钟，最后将硼酸投入搅拌机内，继续搅拌处理30分钟即可。

实施例三：

一种感应电炉用尖晶石系炉衬耐火材料，包括以下重量份的原料：高纯度镁砂80份，氧化铝20份，硼酸1份；所述高纯度镁砂按重量百分比计包括以下粒度的高纯度镁砂：粒度为1mm的高纯度镁砂20％、粒度为4mm的高纯度镁砂40％、粒度为7mm的高纯度镁砂20％和粒度为0.8mm的高纯度镁砂20％。

所述的感应电炉用尖晶石系炉衬耐火材料的制作方法包括以下顺序步骤：

(1)按所述重量份进行称取各原料：高纯度镁砂，氧化铝，硼酸；

(2)将高纯度镁砂破碎；

(3)将破碎后的高纯度镁砂过振动筛，按重量百分比计，所述高纯度镁砂包含以下粒度：粒度为1mm的高纯度镁砂20％、粒度为4mm的高纯度镁砂40％、粒度为7mm的高纯度镁砂20％和粒度为0.8mm的高纯度镁砂20％；

(4)将破碎后高纯度镁砂作为骨料先投入搅拌机里，再将氧化铝投入预搅拌处理9分钟，最后将硼酸投入搅拌机内，继续搅拌处理25分钟即可。

实施例四：

一种感应电炉用尖晶石系炉衬耐火材料，包括以下重量份的原料：高纯度镁砂70份，氧化铝30份，硼酸1.1份；所述高纯度镁砂按重量百分比计包括以下粒度的高纯度镁砂：粒度为3mm的高纯度镁砂24％、粒度为6mm的高纯度镁砂38％、粒度为10mm的高纯度镁砂18％和粒度为0.7mm的高纯度镁砂20％。

所述的感应电炉用尖晶石系炉衬耐火材料的制作方法包括以下顺序步骤：

(1)按所述重量份进行称取各原料：高纯度镁砂，氧化铝，硼酸；

(2)将高纯度镁砂破碎；

(3)将破碎后的高纯度镁砂过振动筛，按重量百分比计，所述高纯度镁砂包含以下粒度：粒度为3mm的高纯度镁砂24％、粒度为6mm的高纯度镁砂38％、粒度为10mm的高纯度镁砂18％和粒度为0.7mm的高纯度镁砂20％；

(4)将破碎后高纯度镁砂作为骨料先投入搅拌机里，再将氧化铝投入预搅拌处理6分钟，最后将硼酸投入搅拌机内，继续搅拌处理22分钟即可。

实施例五：

一种感应电炉用尖晶石系炉衬耐火材料，包括以下重量份的原料：高纯度镁砂75份，氧化铝25份，硼酸0.9份；所述高纯度镁砂按重量百分比计包括以下粒度的高纯度镁砂：粒度为2.5mm的高纯度镁砂23％、粒度为5.5mm的高纯度镁砂37％、粒度为8.5mm的高纯度镁砂20％和粒度为0.4mm的高纯度镁砂20％。

所述的感应电炉用尖晶石系炉衬耐火材料的制作方法包括以下顺序步骤：

(1)按所述重量份进行称取各原料：高纯度镁砂，氧化铝，硼酸；

(2)将高纯度镁砂破碎；

(3)将破碎后的高纯度镁砂过振动筛，按重量百分比计，所述高纯度镁砂包含以下粒度：粒度为2.5mm的高纯度镁砂23％、粒度为5.5mm的高纯度镁砂37％、粒度为8.5mm的高纯度镁砂20％和粒度为0.4mm的高纯度镁砂20％；

(4)将破碎后高纯度镁砂作为骨料先投入搅拌机里，再将氧化铝投入预搅拌处理8分钟，最后将硼酸投入搅拌机内，继续搅拌处理28分钟即可。

本发明以氧化镁为基，在其中配氧化铝，烧结时在氧化镁颗粒之间形成镁铝尖晶石网络，起结合作用，同时减少氧化镁的膨胀系数，防止龟裂，本发明可以用于各类合金钢的愹炼，尤其是高锰钢的愹炼，具有良好的致密性，炉衬气孔率小，体积密度大，均匀性高，烧结性好和耐激冷激热性好；本发明烘烤时，低温长时间缓慢烘炉，有效防止升温快炉壁开裂；本发明炉衬材料耐火度高于1750℃，软化温度高于1700℃，具有良好的耐腐蚀性、热态稳定性、化学稳定性和机械性能，绝缘性好，施工能好、烧结性能好、筑炉及维修方便。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种感应电炉用尖晶石系炉衬耐火材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：高纯度镁砂70～90份，氧化铝10～30份，硼酸0.8～1.2份；所述高纯度镁砂按重量百分比计包括以下粒度的高纯度镁砂：粒度为1～3mm的高纯度镁砂20～25％、粒度为4～6mm的高纯度镁砂35～40％、粒度为7～10mm的高纯度镁砂15～20％和粒度为0.2～0.8mm的高纯度镁砂15～20％。

2.根据权利要求1所述的感应电炉用尖晶石系炉衬耐火材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：高纯度镁砂75～85份，氧化铝15～30份，硼酸0.8～1.2份。

3.根据权利要求1所述的感应电炉用尖晶石系炉衬耐火材料，其特征在于，所述高纯度镁砂按重量百分比计包括以下粒度的高纯度镁砂：粒度为2mm的高纯度镁砂22％、粒度为5mm的高纯度镁砂38％、粒度为8mm的高纯度镁砂20％和粒度为0.5mm的高纯度镁砂20％。

4.根据权利要求1所述的感应电炉用尖晶石系炉衬耐火材料，其特征在于，所述高纯度镁砂按重量百分比计包括以下粒度的高纯度镁砂：粒度为1.5mm的高纯度镁砂25％、粒度为4.5mm的高纯度镁砂40％、粒度为9mm的高纯度镁砂17％和粒度为0.6mm的高纯度镁砂18％。

5.一种权利要求1至4之一所述的感应电炉用尖晶石系炉衬耐火材料的制作方法，其特征在于，包括以下顺序步骤：

(1)按所述重量份进行称取各原料：高纯度镁砂，氧化铝，硼酸；

(2)将高纯度镁砂破碎；

(3)将破碎后的高纯度镁砂过振动筛，所述高铝矾土熟料包含以下粒度：粒度为1～3mm的高纯度镁砂、粒度为4～6mm的高纯度镁砂、粒度为7～10mm的高纯度镁砂和粒度为0.2～0.8mm的高纯度镁砂；

(4)将破碎后高纯度镁砂作为骨料先投入搅拌机里，再将氧化铝投入预搅拌处理5—10分钟，最后将硼酸投入搅拌机内，继续搅拌处理20—30分钟即可。