CN104163641A

CN104163641A - 一种耐用型中频炉酸性炉衬材料及其制作方法

Info

Publication number: CN104163641A
Application number: CN201410356257.0A
Authority: CN
Inventors: 汪德发
Original assignee: Ningguo Kaiyuan Electric Power Co Ltd & Anti-Friction Material Plant
Current assignee: Ningguo Kaiyuan Electric Power Co Ltd & Anti-Friction Material Plant
Priority date: 2014-07-24
Filing date: 2014-07-24
Publication date: 2014-11-26

Abstract

本发明涉及中频炉炉衬技术领域，它公开了一种耐用型中频炉酸性炉衬材料及其制作方法，所述炉衬材料包括以下重量份的原料：高纯度石英砂100份，镁砂粉5～7份，氧化锆0.08份，硼酸0.8～1.2份；所述高纯度石英砂按重量百分比包括以下粒度的高纯度石英砂：粒度为5～10目的高纯度石英砂15～25％、粒度为15～30目的高纯度石英砂15～25％、粒度为35～40目的高纯度石英砂15～25％、粒度为45～50目的高纯度石英砂10～20％以及粒度为60～70目的高纯度石英砂5～8％和粒度在200目的8～10％高纯度石英砂。本发明使用不同的粒度高纯度石英砂，中频炉炉衬气孔率小，致密性高，烧结性好和耐激冷激热性好。

Description

一种耐用型中频炉酸性炉衬材料及其制作方法

技术领域

本发明涉及中频炉炉衬技术领域，尤其涉及到一种耐用型中频炉酸性炉衬材料及其制作方法。

背景技术

中频感应炉因其操作维护简单，元素熔炼损耗少、成分易控制等优点，常被一些中小企业选择为熔炼设备，延长中频炉炉衬寿命，是目前降低成本、提高效率的首要问题之一。中频感应炉炉衬质量好坏不仅影响炉衬使用寿命，同时直接影响所熔化材质熔液的冶金质量，炉衬主要影响被熔化材质熔液中的夹杂物含量和有害气体含量，从而将影响铸件冶金质量,同时影响企业的直接生产成本。

中国专利201210085401.2公开了一种中频感应电炉的酸性炉衬材料及其筑炉方法，炉体衬料组份按质量份数比为石英砂与硼酸的配比100∶0.8-1.3；石英砂按质量百分比为粒度3-5目的5-11％石英砂、粒度大于5-10目的18-22％石英砂、粒度大于10-20目的20-30％石英砂、粒度大于20-40目的10-20％石英砂以及粒度大于40-70目的5-11％石英砂和粒度在270目的25-30％石英砂；炉领与炉嘴材料组份包括粒度6-10目的5-20％的石英砂、粒度大于10-20目30-50％的石英砂以及30-50％的耐火泥和4-7％的水玻璃。该发明通过调节不同粒径高纯度石英砂的比配以及适量增加细石英砂以抵消硼酸减少对炉衬的不良影响，通过适量的不同粒径的粗石英砂，使炉衬的骨架更加合理，故能通过多种不同粒径的石英砂，提高炉衬的密度，使炉衬具有较好的强度，同时由于炉衬组织密集，也提高炉衬的抗侵蚀性。但是该发明石英砂粗粒度砂粒过多，打结密度差，在与金属接触的表面难以形成稳固和完整的烧结层，并使炉衬烧结时膨胀较大，容易引起炉衬破裂，孔隙率增加，影响炉衬寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种使用寿命长，热态稳定性、化学稳定性和机械性能优异的耐用型中频炉酸性炉衬材料及其制作方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种耐用型中频炉酸性炉衬材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：高纯度石英砂100份，镁砂粉5～7份，氧化锆0.08份，硼酸0.8～1.2份；所述高纯度石英砂按重量百分比包括以下粒度的高纯度石英砂：粒度为5～10目的高纯度石英砂15～25％、粒度为15～30目的高纯度石英砂15～25％、粒度为35～40目的高纯度石英砂15～25％、粒度为45～50目的高纯度石英砂10～20％以及粒度为60～70目的高纯度石英砂5～8％和粒度在200目的8～10％高纯度石英砂。

优选的，所述炉衬原料的高纯度石英砂按重量百分比包括以下粒度的高纯度石英砂：粒度为5～8目的高纯度石英砂18～22％、粒度为20～25目的高纯度石英砂18～22％、粒度为38目的高纯度石英砂18～22％、粒度为48～50目的高纯度石英砂16～18％以及粒度为63～66目的高纯度石英砂6～8％和粒度在200目的8～10％高纯度石英砂。

优选的，所述炉衬原料的高纯度石英砂按重量百分比包括以下粒度的高纯度石英砂：粒度为7目的高纯度石英砂22％、粒度为28目的高纯度石英砂24％、粒度为38目的高纯度石英砂20％、粒度为46目的高纯度石英砂20％以及粒度为68目的高纯度石英砂6％和粒度在200目的8％高纯度石英砂。

优选的，所述炉衬原料的高纯度石英砂按重量百分比包括以下粒度的高纯度石英砂：粒度为6目的高纯度石英砂18％、粒度为25目的高纯度石英砂22％、粒度为36目的高纯度石英砂25％、粒度为45目的高纯度石英砂18％以及粒度为68目的高纯度石英砂8％和粒度在200目的9％高纯度石英砂。

更有选的，所述高纯度石英砂包括以下重量百分比的化学成分：SiO₂99.5％，Al₂O₃0.3％，Fe₂O₃0.04％，ZrO₂0.06％，杂质0.1％。

一种耐用型中频炉酸性炉衬材料的制作方法，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：高纯度石英砂100份，镁砂粉5～7份，硼酸0.8～1.2份；

(2)将高纯度石英砂破碎；

(3)将破碎后的高纯度石英砂颗粒过振动筛，要求高纯度石英砂包含以下六种粒度：粒度为5～10目的高纯度石英砂、粒度为15～30目的高纯度石英砂、粒度为35～40目的高纯度石英砂、粒度为45～50目的高纯度石英砂以及粒度为60～70目的高纯度石英砂和粒度在200目的高纯度石英砂；

(4)将破碎后高纯度石英砂粉料作为骨料先投入搅拌机里，再将镁砂粉投入预混处理5～10分钟，最后将硼酸和氧化锆投入搅拌机内，继续搅拌处理20～30分钟即可。

本发明耐用型中频炉酸性炉衬的筑炉方法：

(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)本发明使用高纯度石英砂，并合理配比不同的粒度，中频炉炉衬气孔率小，致密性高，烧结性好和耐激冷激热性好；(2)在炉衬材料中加入镁砂粉，在高温下有效防止炉衬材料生成玻璃相而软化，加入硼酸可降低炉衬材料的烧结温度，促进尖晶石的形成；(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1720℃，软化温度高于1700℃，具有良好的热态稳定性、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：

一种耐用型中频炉酸性炉衬材料，包括以下重量份的原料：高纯度石英砂100份，镁砂粉6份，氧化锆0.08份，硼酸1.0份；所述高纯度石英砂包括以下重量百分比的化学成分：SiO₂99.5％，Al₂O₃0.3％，Fe₂O₃0.04％，ZrO₂0.06％，杂质0.1％；所述高纯度石英砂按重量百分比包括以下粒度的高纯度石英砂：粒度为7目的高纯度石英砂22％、粒度为28目的高纯度石英砂24％、粒度为38目的高纯度石英砂20％、粒度为46目的高纯度石英砂20％以及粒度为68目的高纯度石英砂6％和粒度在200目的8％高纯度石英砂。

所述耐用型中频炉酸性炉衬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：高纯度石英砂100份，镁砂粉6份，硼酸1.0份；

(2)将高纯度石英砂破碎；

(3)将破碎后的高纯度石英砂颗粒过振动筛，按所述要求称取不同粒度的高纯石英砂；

本发明耐用型中频炉酸性炉衬的筑炉方法：

实施例二：

一种耐用型中频炉酸性炉衬材料，包括以下重量份的原料：高纯度石英砂100份，镁砂粉5份，氧化锆0.08份，硼酸0.8份；所述高纯度石英砂包括以下重量百分比的化学成分：SiO₂99.5％，Al₂O₃0.3％，Fe₂O₃0.04％，ZrO₂0.06％，杂质0.1％；所述高纯度石英砂按重量百分比包括以下粒度的高纯度石英砂：粒度为6目的高纯度石英砂18％、粒度为25目的高纯度石英砂22％、粒度为36目的高纯度石英砂25％、粒度为45目的高纯度石英砂18％以及粒度为68目的高纯度石英砂8％和粒度在200目的9％高纯度石英砂。

实施例三：

一种耐用型中频炉酸性炉衬材料，包括以下重量份的原料：高纯度石英砂100份，镁砂粉7份，氧化锆0.08份，硼酸1.2份；所述高纯度石英砂包括以下重量百分比的化学成分：SiO₂99.5％，Al₂O₃0.3％，Fe₂O₃0.04％，ZrO₂0.06％，杂质0.1％；所述高纯度石英砂按重量百分比包括以下粒度的高纯度石英砂：粒度为5目的高纯度石英砂15％、粒度为15目的高纯度石英砂25％、粒度为35目的高纯度石英砂25％、粒度为45目的高纯度石英砂20％以及粒度为60目的高纯度石英砂5％和粒度在200目的10％高纯度石英砂。

实施例四：

一种耐用型中频炉酸性炉衬材料，包括以下重量份的原料：高纯度石英砂100份，镁砂粉5.5份，氧化锆0.08份，硼酸0.9份；所述高纯度石英砂包括以下重量百分比的化学成分：SiO299.5％，Al2O30.3％，Fe2O30.04％，ZrO20.06％，杂质0.1％；所述高纯度石英砂按重量百分比包括以下粒度的高纯度石英砂：粒度为10目的高纯度石英砂25％、粒度为30目的高纯度石英砂25％、粒度为40目的高纯度石英砂15％、粒度为50目的高纯度石英砂19％以及粒度为70目的高纯度石英砂8％和粒度在200目的8％高纯度石英砂。

实施例五：

一种耐用型中频炉酸性炉衬材料，包括以下重量份的原料：高纯度石英砂100份，镁砂粉6.5份，氧化锆0.08份，硼酸1.1份；所述高纯度石英砂包括以下重量百分比的化学成分：SiO299.5％，Al2O30.3％，Fe2O30.04％，ZrO20.06％，杂质0.1％；所述高纯度石英砂按重量百分比包括以下粒度的高纯度石英砂：粒度为8目的高纯度石英砂20％、粒度为20目的高纯度石英砂20％、粒度为39目的高纯度石英砂18％、粒度为48目的高纯度石英砂15％以及粒度为65目的高纯度石英砂7％和粒度在200目的10％高纯度石英砂。

本发明使用高纯度石英砂，并合理配比不同的粒度，中频炉炉衬气孔率小，致密性高，烧结性好和耐激冷激热性好；在炉衬材料中加入镁砂粉，在高温下有效防止炉衬材料生成玻璃相而软化，加入硼酸可降低炉衬材料的烧结温度，促进尖晶石的形成；本发明炉衬材料耐火度高于1720℃，软化温度高于1700℃，具有良好的热态稳定性、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

1.一种耐用型中频炉酸性炉衬材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：高纯度石英砂100份，镁砂粉5～7份，氧化锆0.08份，硼酸0.8～1.2份；所述高纯度石英砂按重量百分比包括以下粒度的高纯度石英砂：粒度为5～10目的高纯度石英砂15～25％、粒度为15～30目的高纯度石英砂15～25％、粒度为35～40目的高纯度石英砂15～25％、粒度为45～50目的高纯度石英砂10～20％以及粒度为60～70目的高纯度石英砂5～8％和粒度在200目的8～10％高纯度石英砂。

2.根据权利要求1所述的耐用型中频炉酸性炉衬材料，其特征在于，所述炉衬原料的高纯度石英砂按重量百分比包括以下粒度的高纯度石英砂：粒度为5～8目的高纯度石英砂18～22％、粒度为20～25目的高纯度石英砂18～22％、粒度为38目的高纯度石英砂18～22％、粒度为48～50目的高纯度石英砂16～18％以及粒度为63～66目的高纯度石英砂6～8％和粒度在200目的8～10％高纯度石英砂。

3.根据权利要求1所述的耐用型中频炉酸性炉衬材料，其特征在于，所述炉衬原料的高纯度石英砂按重量百分比包括以下粒度的高纯度石英砂：粒度为7目的高纯度石英砂22％、粒度为28目的高纯度石英砂24％、粒度为38目的高纯度石英砂20％、粒度为46目的高纯度石英砂20％以及粒度为68目的高纯度石英砂6％和粒度在200目的8％高纯度石英砂。

4.根据权利要求1所述的耐用型中频炉酸性炉衬材料，其特征在于，所述炉衬原料的高纯度石英砂按重量百分比包括以下粒度的高纯度石英砂：粒度为6目的高纯度石英砂18％、粒度为25目的高纯度石英砂22％、粒度为36目的高纯度石英砂25％、粒度为45目的高纯度石英砂18％以及粒度为68目的高纯度石英砂8％和粒度在200目的9％高纯度石英砂。

5.根据权利要求1所述的耐用型中频炉酸性炉衬材料，其特征在于，所述高纯度石英砂包括以下重量百分比的化学成分：SiO₂99.5％，Al₂O₃0.3％，Fe₂O₃0.04％，ZrO₂0.06％，杂质0.1％。

6.一种权利要求1至5之一所述的耐用型中频炉酸性炉衬材料的制作方法，其特征在于，包括以下顺序步骤：

(2)将高纯度石英砂破碎；