CN108821786A - 电磁熔炉内衬复合材料的制备方法 - Google Patents

电磁熔炉内衬复合材料的制备方法 Download PDF

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邱泽坚
邱嵘熙
张茗贵
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Abstract

本发明公开了电磁熔炉内衬复合材料的制备方法，方法包括：将碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙以及粘土分别放入球磨机中进行球磨，球磨30‑60min；将石英粉以及氧化铝粉分别放入球磨机中进行球磨；将球磨后的物料与结合剂加入至高混机中，混合得到混料a；将混料a进行混炼，进行机压成型坯体；将成型坯体进行静压处理，干燥；将干燥后的坯体放置于电炉内，通入氮气，烧结，在电炉内冷却至室温，得到电磁熔炉内衬复合材料。本方法制备的复合材料应用于电磁熔炉内衬，其质量好，可使用寿命长，使用寿命平均达到350炉，且耐火温度高，热震稳定性优异。

Description

电磁熔炉内衬复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及炉体材料工艺技术领域，尤其涉及电磁熔炉内衬复合材料的制备方法。
背景技术
随着社会的发展，工业技术的不断进步，电磁熔炉早已经替代了传统的明火式的熔炉。电磁熔炉因其加热速度快，可加热温度高，得到了广泛的应用。
在实际生产中，由于高温、激冷激热、强烈炉渣侵蚀及激烈的电磁搅拌直接刷洗坩埚炉衬，造成感应电炉炉衬极易损伤和损坏，造成炉衬的有效使用寿命短，目前的中频感应电炉的炉龄普遍较低。当炉衬一旦损坏必须重新筑炉，无论大小炉，筑一次炉成本少则上万，多则几万元。
现有的制备方法制备的酸性炉衬材料中石英砂粒度配比例中粗砂较为单一，其石英砂粒度及其配比，使炉衬不易形成致密，而影响使用寿命，故目前炉衬的有效使用寿命平均在220炉左右。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了电磁熔炉内衬复合材料的制备方法。
电磁熔炉内衬复合材料的制备方法，所述方法包括：
将碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙以及粘土分别放入球磨机中进行球磨，球磨30-60min；
将石英粉以及氧化铝粉分别放入球磨机中进行球磨；
将球磨后的石英粉、碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙、氧化铝粉、粘土与结合剂加入至高混机中，混合速度为500-800r/min，混合40-70min，得到混料a；
将混料a进行混炼，进行机压成型坯体；
将成型坯体进行静压处理，静压压力为120-180Mpa，在60-70℃温度下干燥40-120min；
将干燥后的坯体放置于电炉内，通入氮气，在600-800℃温度下，烧结2-4h，再将温度升高至1450-1550℃，烧结5-9h，在电炉内冷却至室温，得到电磁熔炉内衬复合材料。
优选地，所述方法为：
将碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙以及粘土分别放入球磨机中进行球磨，球磨34-58min；
将石英粉以及氧化铝粉分别放入球磨机中进行球磨；
将球磨后的石英粉、碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙、氧化铝粉、粘土与结合剂加入至高混机中，混合速度为540-750r/min，混合50-65min，得到混料a；
将混料a进行混炼，进行机压成型坯体；
将成型坯体进行静压处理，静压压力为130-165Mpa，在63-68℃温度下干燥55-105min；
将干燥后的坯体放置于电炉内，通入氮气，在680-760℃温度下，烧结3-4h，再将温度升高至1490-1530℃，烧结6-8h，在电炉内冷却至室温，得到电磁熔炉内衬复合材料。
优选地，所述方法为：
将碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙以及粘土分别放入球磨机中进行球磨，球磨45min；
将石英粉以及氧化铝粉分别放入球磨机中进行球磨；
将球磨后的石英粉、碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙、氧化铝粉、粘土与结合剂加入至高混机中，混合速度为580r/min，混合59min，得到混料a；
将混料a进行混炼，进行机压成型坯体；
将成型坯体进行静压处理，静压压力为148Mpa，在65℃温度下干燥70min；
将干燥后的坯体放置于电炉内，通入氮气，在730℃温度下，烧结3h，再将温度升高至1520℃，烧结7h，在电炉内冷却至室温，得到电磁熔炉内衬复合材料。
优选地，所述所述硅灰含硅量为92-98％。
优选地，所述石英粉颗粒粒径为小于0.15毫米。
优选地，所述氧化铝粉颗粒粒径为小于15微米。
优选地，所述结合剂为铝酸盐水泥。
本发明的有益效果在于：电磁熔炉内衬复合材料的制备方法，本方法制备的复合材料应用于电磁熔炉内衬，其质量好，可使用寿命长，使用寿命平均达到350炉，且耐火温度高，热震稳定性优异。
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
实施例1
电磁熔炉内衬复合材料，由如下按质量组分组成：
电磁熔炉内衬复合材料的制备方法：
称取组份量的石英粉、碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙、氧化铝粉、粘土以及硅酸盐水泥；
将碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙以及粘土分别放入球磨机中进行球磨，球磨30min，其中，硅灰含硅量为98％；
将石英粉以及氧化铝粉分别放入球磨机中进行球磨，球磨至石英粉颗粒粒径为小于0.15毫米，氧化铝粉颗粒粒径为小于15微米；
将球磨后的石英粉、碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙、氧化铝粉、粘土与硅酸盐水泥加入至高混机中，混合速度为500r/min，混合70min，得到混料a；
将混料a进行混炼，进行机压成型(成型为熔炉内衬)坯体；
将成型坯体进行静压处理，静压压力为180Mpa，在60℃温度下干燥40min；
将干燥后的坯体放置于电炉内，通入氮气，在800℃温度下，烧结2h，再将温度升高至1550℃，烧结5h，在电炉内冷却至室温，得到电磁熔炉内衬复合材料(电磁熔炉内衬)。
实施例2
电磁熔炉内衬复合材料，由如下按质量组分组成：
电磁熔炉内衬复合材料的制备方法：
称取组份量的石英粉、碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙、氧化铝粉、粘土以及硅酸盐水泥；
将碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙以及粘土分别放入球磨机中进行球磨，球磨34min，其中，硅灰含硅量为93％；
将石英粉以及氧化铝粉分别放入球磨机中进行球磨，球磨至石英粉颗粒粒径为小于0.15毫米，氧化铝粉颗粒粒径为小于15微米；
将球磨后的石英粉、碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙、氧化铝粉、粘土与硅酸盐水泥加入至高混机中，混合速度为540r/min，混合65min，得到混料a；
将混料a进行混炼，进行机压成型(成型为熔炉内衬)坯体；
将成型坯体进行静压处理，静压压力为130Mpa，在68℃温度下干燥105min；
将干燥后的坯体放置于电炉内，通入氮气，在680℃温度下，烧结3h，再将温度升高至1490℃，烧结6h，在电炉内冷却至室温，得到电磁熔炉内衬复合材料(电磁熔炉内衬)。
实施例3
电磁熔炉内衬复合材料，由如下按质量组分组成：
电磁熔炉内衬复合材料的制备方法：
称取组份量的石英粉、碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙、氧化铝粉、粘土以及硅酸盐水泥；
将碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙以及粘土分别放入球磨机中进行球磨，球磨60min，其中，硅灰含硅量为92％；
将石英粉以及氧化铝粉分别放入球磨机中进行球磨，球磨至石英粉颗粒粒径为小于0.15毫米，氧化铝粉颗粒粒径为小于15微米；
将球磨后的石英粉、碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙、氧化铝粉、粘土与硅酸盐水泥加入至高混机中，混合速度为800r/min，混合40min，得到混料a；
将混料a进行混炼，进行机压成型(成型为熔炉内衬)坯体；
将成型坯体进行静压处理，静压压力为120Mpa，在70℃温度下干燥120min；
将干燥后的坯体放置于电炉内，通入氮气，在600℃温度下，烧结4h，再将温度升高至1450℃，烧结9h，在电炉内冷却至室温，得到电磁熔炉内衬复合材料(电磁熔炉内衬)。
实施例4
电磁熔炉内衬复合材料，由如下按质量组分组成：
电磁熔炉内衬复合材料的制备方法：
称取组份量的石英粉、碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙、氧化铝粉、粘土以及硅酸盐水泥；
将碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙以及粘土分别放入球磨机中进行球磨，球磨58min，其中，硅灰含硅量为96％；
将石英粉以及氧化铝粉分别放入球磨机中进行球磨，球磨至石英粉颗粒粒径为小于0.15毫米，氧化铝粉颗粒粒径为小于15微米；
将球磨后的石英粉、碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙、氧化铝粉、粘土与硅酸盐水泥加入至高混机中，混合速度为750r/min，混合50min，得到混料a；
将混料a进行混炼，进行机压成型(成型为熔炉内衬)坯体；
将成型坯体进行静压处理，静压压力为165Mpa，在63℃温度下干燥55min；
将干燥后的坯体放置于电炉内，通入氮气，在760℃温度下，烧结4h，再将温度升高至1530℃，烧结8h，在电炉内冷却至室温，得到电磁熔炉内衬复合材料(电磁熔炉内衬)。
实施例5
电磁熔炉内衬复合材料，由如下按质量组分组成：
电磁熔炉内衬复合材料的制备方法：
称取组份量的石英粉、碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙、氧化铝粉、粘土以及铝酸盐水泥；
将碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙以及粘土分别放入球磨机中进行球磨，球磨45min，其中，硅灰含硅量为96％；
将石英粉以及氧化铝粉分别放入球磨机中进行球磨，球磨至石英粉颗粒粒径为小于0.15毫米，氧化铝粉颗粒粒径为小于15微米；
将球磨后的石英粉、碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙、氧化铝粉、粘土与铝酸盐水泥加入至高混机中，混合速度为580r/min，混合59min，得到混料a；
将混料a进行混炼，进行机压成型(成型为熔炉内衬)坯体；
将成型坯体进行静压处理，静压压力为148Mpa，在65℃温度下干燥70min；
将干燥后的坯体放置于电炉内，通入氮气，在730℃温度下，烧结3h，再将温度升高至1520℃，烧结7h，在电炉内冷却至室温，得到电磁熔炉内衬复合材料(电磁熔炉内衬)。
将实施例1-5制备方法制备的电磁熔炉内衬复合材料，成型时成型为熔炉内衬，分别测试其使用寿命，耐火度以及热震稳定性(1100℃，空气冷却)，测试结果如下：
测试项目 使用寿命(次) 热震稳定性(次) 耐火度(℃)
实施例1 336 15 1580
实施例2 344 13 1612
实施例3 359 16 1623
实施例4 357 17 1634
实施例5 358 16 1638
根据性能测试表中的数据可以看出，实施例1-5的电磁熔炉内衬复合材料制成的熔炉内衬，其使用寿命平均达到350以上，热震稳定性次数平均可以达到15次以上，耐火度在1600℃以上。
以上是对本发明所提供的具体实施例。
说明书对本发明进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的结构原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.电磁熔炉内衬复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
将碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙以及粘土分别放入球磨机中进行球磨，球磨30-60min；
将石英粉以及氧化铝粉分别放入球磨机中进行球磨；
将球磨后的石英粉、碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙、氧化铝粉、粘土与结合剂加入至高混机中，混合速度为500-800r/min，混合40-70min，得到混料a；
将混料a进行混炼，进行机压成型坯体；
将成型坯体进行静压处理，静压压力为120-180Mpa，在60-70℃温度下干燥40-120min；
将干燥后的坯体放置于电炉内，通入氮气，在600-800℃温度下，烧结2-4h，再将温度升高至1450-1550℃，烧结5-9h，在电炉内冷却至室温，得到电磁熔炉内衬复合材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法为：
将碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙以及粘土分别放入球磨机中进行球磨，球磨34-58min；
将石英粉以及氧化铝粉分别放入球磨机中进行球磨；
将球磨后的石英粉、碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙、氧化铝粉、粘土与结合剂加入至高混机中，混合速度为540-750r/min，混合50-65min，得到混料a；
将混料a进行混炼，进行机压成型坯体；
将成型坯体进行静压处理，静压压力为130-165Mpa，在63-68℃温度下干燥55-105min；
将干燥后的坯体放置于电炉内，通入氮气，在680-760℃温度下，烧结3-4h，再将温度升高至1490-1530℃，烧结6-8h，在电炉内冷却至室温，得到电磁熔炉内衬复合材料。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述方法为：
将碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙以及粘土分别放入球磨机中进行球磨，球磨45min；
将石英粉以及氧化铝粉分别放入球磨机中进行球磨；
将球磨后的石英粉、碳化硅、硅灰、石墨、氧化钙、氧化铝粉、粘土与结合剂加入至高混机中，混合速度为580r/min，混合59min，得到混料a；
将混料a进行混炼，进行机压成型坯体；
将成型坯体进行静压处理，静压压力为148Mpa，在65℃温度下干燥70min；
将干燥后的坯体放置于电炉内，通入氮气，在730℃温度下，烧结3h，再将温度升高至1520℃，烧结7h，在电炉内冷却至室温，得到电磁熔炉内衬复合材料。
4.根据权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征在于：所述所述硅灰含硅量为92-98％。
5.根据权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征在于：所述石英粉颗粒粒径为小于0.15毫米。
6.根据权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征在于：所述氧化铝粉颗粒粒径为小于15微米。
7.根据权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征在于：所述结合剂为铝酸盐水泥。
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