CN104130001A - 一种感应电炉用中性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中性炉衬耐火材料及其制作方法，所述感应电炉用中性炉衬耐火材料包括以下重量百分比的原料：高铝矾土熟料50～75％，高纯石英砂20～30％，氧化铝1～3％，粘合剂5～15％；所述高铝矾土熟料按重量百分比计包括以下粒度的高铝矾土熟料：粒度为0～3mm的高铝矾土熟料15～25％、粒度大于3mm小于等于5mm的高铝矾土熟料40～70％、粒度为6～8mm的高铝矾土熟料15～25％。本发明使用高铝矾土熟料作为骨料，合理配比不同的粒度，并配以高纯度石英砂和少量氧化铝，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

一种感应电炉用中性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中性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，多数采用碱性或中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。常用的中性耐火材料炉衬为氧化铝，氧化铝的炉衬具有良好的抗裂特性和抗酸性炉渣侵蚀的能力，但不易造碱性渣，并炉衬的烧结性能较差，因此炉衬寿命不高，目前我国用氧化铝炉衬的不多，国外也很少使用。

中国专利201310718315.5公开了一种烧结钕铁硼永磁材料熔炼用中频感应炉中性炉衬，使用的原料以高铝质铝矾土熟料为主，加入镁砂粉和外加剂，按比例混合、搅拌均匀，经打结、烘炉而制成。该发明所得中性炉衬具有高耐火度、优异的化学性质稳定性和体积稳定性、耐热冲击性好、筑炉简便快捷，烘炉时间短、炉龄长、综合成本低等特点。但是该发明不能广泛使用，该发明耐腐蚀性差，在筑炉烧结时易发生粒度偏析，体积密度小，均匀度差。

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中性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：

一种感应电炉用中性炉衬耐火材料，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：高铝矾土熟料50～75％，高纯石英砂20～30％，氧化铝1～3％，粘合剂5～15％；所述高铝矾土熟料的各化学成分百分含量为：氧化铝83～90％，氧化铁0～1.2％，氧化钾0～0.66％，氧化硅4～9％，氧化镁4～9％；所述高铝矾土熟料按重量百分比计包括以下粒度的高铝矾土熟料：粒度为0～3mm的高铝矾土熟料15～25％、粒度大于3mm小于等于5mm的高铝矾土熟料40～70％、粒度为6～8mm的高铝矾土熟料15～25％。

作为优选的，所述感应电炉用中性炉衬耐火材料包括以下重量百分比的原料：高铝矾土熟料55～70％，高纯石英砂20～25％，氧化铝1～3％，粘合剂5～10％。

作为优选的，所述高铝矾土熟料按重量百分比计包括以下粒度的高铝矾土熟料：粒度为2mm的高铝矾土熟料20％、粒度为5mm的高铝矾土熟料68％、粒度为7mm的高铝矾土熟料12％。

作为优选的，所述高铝矾土熟料按重量百分比计包括以下粒度的高铝矾土熟料：粒度为1.5mm的高铝矾土熟料22％、粒度为4mm的高铝矾土熟料60％、粒度为6.5mm的高铝矾土熟料18％。

作为优选的，所述粘合剂为水玻璃。

一种感应电炉用中性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)按所述重量百分比进行称取各原料：高铝矾土熟料，高纯石英砂，氧化铝，粘合剂；

(2)将高铝矾土熟料、高纯度石英砂分别破碎；

(3)将破碎后的高铝矾土熟料过振动筛，所述高铝矾土熟料包含以下粒度：粒度为0～3mm的高铝矾土熟料、粒度大于3mm小于等于5mm的高铝矾土熟料、粒度为6～8mm的高铝矾土熟料；

(4)将破碎后的高纯度石英砂过振动筛，要求高纯度石英砂粒度为0.5～1.5mm。

(5)将破碎后高铝矾土熟料作为骨料先投入搅拌机里，再将高纯度石英砂投入预搅拌处理5—10分钟，最后将氧化铝和粘合剂投入搅拌机内，继续搅拌处理20—30分钟即可。

本发明感应电炉用中性炉衬的筑炉方法：

(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120mm，震实5遍，以后每次加料约100mm，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80℃/h的速度升温，升温至900℃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：(1)本发明使用高铝矾土熟料作为骨料，合理配比不同的粒度，并配以高纯度石英砂和少量氧化铝，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；(2)高铝矾土熟料含有氧化镁，在高温下有效防止炉衬材料生成玻璃相而软化；(3)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；(4)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：

一种感应电炉用中性炉衬耐火材料，包括以下重量百分比的原料：高铝矾土熟料55％，高纯石英砂30％，氧化铝3％，粘合剂12％；所述高铝矾土熟料的各化学成分百分含量为：氧化铝85％，氧化铁0.8％，氧化钾0.2％，氧化硅7％，氧化镁7％。

所述的感应电炉用中性炉衬耐火材料的制作方法包括以下顺序步骤：

(1)按所述重量百分比进行称取各原料：高铝矾土熟料高纯石英砂，氧化铝，粘合剂；

(2)将高铝矾土熟料、高纯度石英砂分别破碎；

(3)将破碎后的高铝矾土熟料过振动筛，按重量百分比机，所述高铝矾土熟料包含以下粒度：粒度为2mm的高铝矾土熟料20％、粒度为5mm的高铝矾土熟料68％、粒度为7mm的高铝矾土熟料12％；

(4)将破碎后的高纯度石英砂过振动筛，要求高纯度石英砂粒度为0.5mm。

(5)将破碎后高铝矾土熟料作为骨料先投入搅拌机里，再将高纯度石英砂投入预搅拌处理5分钟，最后将氧化铝和粘合剂投入搅拌机内，继续搅拌处理20分钟即可。

本发明感应电炉用中性炉衬的筑炉方法：

(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120mm，震实5遍，以后每次加料约100mm，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80℃/h的速度升温，升温至900℃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：

一种感应电炉用中性炉衬耐火材料，包括以下重量百分比的原料：高铝矾土熟料60％，高纯石英砂24％，氧化铝1％，粘合剂15％；所述高铝矾土熟料的各化学成分百分含量为：氧化铝83％，氧化铁0.95％，氧化钾0.55％，氧化硅8.5％，氧化镁7％；所述高铝矾土熟料按重量百分比计包括以下粒度的高铝矾土熟料：粒度为1.5mm的高铝矾土熟料22％、粒度为4mm的高铝矾土熟料60％、粒度为6.5mm的高铝矾土熟料18％。

所述的感应电炉用中性炉衬耐火材料的制作方法包括以下顺序步骤：

(1)按所述重量百分比进行称取各原料：高铝矾土熟料高纯石英砂，氧化铝，粘合剂；

(2)将高铝矾土熟料、高纯度石英砂分别破碎；

(3)将破碎后的高铝矾土熟料过振动筛，按重量百分比机，所述高铝矾土熟料包含以下粒度：粒度为1.5mm的高铝矾土熟料22％、粒度为4mm的高铝矾土熟料60％、粒度为6.5mm的高铝矾土熟料18％；

(4)将破碎后的高纯度石英砂过振动筛，要求高纯度石英砂粒度为1.5mm。

(5)将破碎后高铝矾土熟料作为骨料先投入搅拌机里，再将高纯度石英砂投入预搅拌处理10分钟，最后将氧化铝和粘合剂投入搅拌机内，继续搅拌处理30分钟即可。

实施例三：

一种感应电炉用中性炉衬耐火材料，包括以下重量百分比的原料：高铝矾土熟料72％，高纯石英砂20％，氧化铝2％，粘合剂6％；所述高铝矾土熟料的各化学成分百分含量为：氧化铝85％，氧化铁1.2％，氧化钾0.2％，氧化硅6.6％，氧化镁8％；所述高铝矾土熟料按重量百分比计包括以下粒度的高铝矾土熟料：粒度为0.5mm的高铝矾土熟料15％、粒度3.5mm的高铝矾土熟料70％、粒度为6mm的高铝矾土熟料15％。

所述感应电炉用中性炉衬耐火材料的制作方法包括以下顺序步骤：

(1)按所述重量百分比进行称取各原料：高铝矾土熟料，高纯石英砂，氧化铝，粘合剂；

(2)将高铝矾土熟料、高纯度石英砂分别破碎；

(3)将破碎后的高铝矾土熟料过振动筛，所述高铝矾土熟料包含以下粒度：粒度为0.5mm的高铝矾土熟料15％、粒度3.5mm的高铝矾土熟料70％、粒度为6mm的高铝矾土熟料15％；

(4)将破碎后的高纯度石英砂过振动筛，要求高纯度石英砂粒度为1mm。

(5)将破碎后高铝矾土熟料作为骨料先投入搅拌机里，再将高纯度石英砂投入预搅拌处理6分钟，最后将氧化铝和粘合剂投入搅拌机内，继续搅拌处理25分钟即可。

实施例四：

一种感应电炉用中性炉衬耐火材料，包括以下重量百分比的原料：高铝矾土熟料65％，高纯石英砂23％，氧化铝2％，粘合剂10％；所述高铝矾土熟料的各化学成分百分含量为：氧化铝90％，氧化硅5％，氧化镁5％；所述高铝矾土熟料按重量百分比计包括以下粒度的高铝矾土熟料：粒度为3mm的高铝矾土熟料25％、粒度大于4.5mm的高铝矾土熟料50％、粒度为8mm的高铝矾土熟料25％。

所述感应电炉用中性炉衬耐火材料的制作方法包括以下顺序步骤：

(1)按所述重量百分比进行称取各原料：高铝矾土熟料，高纯石英砂，氧化铝，粘合剂；

(2)将高铝矾土熟料、高纯度石英砂分别破碎；

(3)将破碎后的高铝矾土熟料过振动筛，所述高铝矾土熟料包含以下粒度：粒度为3mm的高铝矾土熟料25％、粒度大于4.5mm的高铝矾土熟料50％、粒度为8mm的高铝矾土熟料25％；

(4)将破碎后的高纯度石英砂过振动筛，要求高纯度石英砂粒度为1.2mm。

(5)将破碎后高铝矾土熟料作为骨料先投入搅拌机里，再将高纯度石英砂投入预搅拌处理8分钟，最后将氧化铝和粘合剂投入搅拌机内，继续搅拌处理28分钟即可。

实施例五：

一种感应电炉用中性炉衬耐火材料，包括以下重量百分比的原料：高铝矾土熟料70％，高纯石英砂20％，氧化铝1.5％，粘合剂8.5％；所述高铝矾土熟料的各化学成分百分含量为：氧化铝90％，氧化铁1％，氧化硅4％，氧化镁5％；所述高铝矾土熟料按重量百分比计包括以下粒度的高铝矾土熟料：粒度为2.5mm的高铝矾土熟料22％、粒度为5mm的高铝矾土熟料58％、粒度为7mm的高铝矾土熟料20％。

所述感应电炉用中性炉衬耐火材料的制作方法包括以下顺序步骤：

(1)按所述重量百分比进行称取各原料：高铝矾土熟料，高纯石英砂，氧化铝，粘合剂；

(2)将高铝矾土熟料、高纯度石英砂分别破碎；

(3)将破碎后的高铝矾土熟料过振动筛，所述高铝矾土熟料包含以下粒度：粒度为2.5mm的高铝矾土熟料22％、粒度为5mm的高铝矾土熟料58％、粒度为7mm的高铝矾土熟料20％；

(4)将破碎后的高纯度石英砂过振动筛，要求高纯度石英砂粒度为0.8mm。

(5)将破碎后高铝矾土熟料作为骨料先投入搅拌机里，再将高纯度石英砂投入预搅拌处理9分钟，最后将氧化铝和粘合剂投入搅拌机内，继续搅拌处理22分钟即可。

本发明使用高铝矾土熟料作为骨料，合理配比不同的粒度，并配以高纯度石英砂和少量氧化铝，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；高铝矾土熟料含有氧化镁，在高温下有效防止炉衬材料生成玻璃相而软化；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 (6)

1.一种感应电炉用中性炉衬耐火材料，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：高铝矾土熟料50～75％，高纯石英砂20～30％，氧化铝1～3％，粘合剂5～15％；所述高铝矾土熟料的各化学成分百分含量为：氧化铝83～90％，氧化铁0～1.2％，氧化钾0～0.66％，氧化硅4～9％，氧化镁4～9％；所述高铝矾土熟料按重量百分比计包括以下粒度的高铝矾土熟料：粒度为0～3mm的高铝矾土熟料15～25％、粒度大于3mm小于等于5mm的高铝矾土熟料40～70％、粒度为6～8mm的高铝矾土熟料15～25％。

2.根据权利要求1所述的感应电炉用中性炉衬耐火材料，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：高铝矾土熟料55～70％，高纯石英砂20～25％，氧化铝1～3％，粘合剂5～10％。

3.根据权利要求1所述的感应电炉用中性炉衬耐火材料，其特征在于，所述高铝矾土熟料按重量百分比计包括以下粒度的高铝矾土熟料：粒度为2mm的高铝矾土熟料20％、粒度为5mm的高铝矾土熟料68％、粒度为7mm的高铝矾土熟料12％。

4.根据权利要求1所述的感应电炉用中性炉衬耐火材料，其特征在于，所述高铝矾土熟料按重量百分比计包括以下粒度的高铝矾土熟料：粒度为1.5mm的高铝矾土熟料22％、粒度为4mm的高铝矾土熟料60％、粒度为6.5mm的高铝矾土熟料18％。

5.根据权利要求1所述的感应电炉用中性炉衬耐火材料，其特征在于，所述粘合剂为水玻璃。

6.一种权利要求1至5之一所述的感应电炉用中性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)按所述重量百分比进行称取各原料：高铝矾土熟料，高纯石英砂，氧化铝，粘合剂；

(2)将高铝矾土熟料、高纯度石英砂分别破碎；

(3)将破碎后的高铝矾土熟料过振动筛，所述高铝矾土熟料包含以下粒度：粒度为0～3mm的高铝矾土熟料、粒度大于3mm小于等于5mm的高铝矾土熟料、粒度为6～8mm的高铝矾土熟料；

(4)将破碎后的高纯度石英砂过振动筛，要求高纯度石英砂粒度为0.5～1.5mm。

(5)将破碎后高铝矾土熟料作为骨料先投入搅拌机里，再将高纯度石英砂投入预搅拌处理5—10分钟，最后将氧化铝和粘合剂投入搅拌机内，继续搅拌处理20—30分钟即可。