CN109708475A - 一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺，涉及熔炼设备技术领域。其包括以下步骤：步骤一，将水玻璃和石英砂混合均匀，得到炉底材料；步骤二，在中频炉壳体内的底部从下至上依次铺设保温砖、耐火砖和石英砂；步骤三，将坩埚固定在壳体内部且与壳体同轴；步骤四，将耐火胶注料和磷酸混合均匀，得到炉壁材料；步骤五，在中频炉壳体内壁与坩埚外壁之间的底部铺设炉底材料，捣实后再铺设一层炉底材料，再次捣实，将炉壁材料填充于中频炉壳体内壁与坩埚外壁之间，捣实；步骤六，向坩埚内加入铁管，中频炉通电，控制电流为50‑60A，加热2‑3h，再将电流升至70‑80A，保持5‑6h，除去铁管，完成筑炉。本发明可以提高中频炉的耐温性能和寿命。
Description
技术领域
本发明涉及熔炼设备技术领域，更具体地说，它涉及一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺。
背景技术
感应电炉分为工频感应电炉和中频感应电炉两类，从经济和效率等方面的综合考虑，中频感应电炉得到迅速地发展，尤其在铸铁、铸钢及有色合金熔炼的应用中较为广泛。熔化工艺对感应电炉炉衬的要求是耐火度、物理化学的稳定性、热膨胀系数小，较高的高温强度，良好的绝缘性能，较低的热传导性能和原材料成本及环保等指标。但在实际生产中，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。
现有技术中的中频感应炉的炉衬使用石英砂和粘结剂或镁砂和粘结剂混合打结，也是常称的酸性和碱性炉衬，通常烘炉后需熔化几个炉次的钢或铁来使炉衬烧结结实，再洗炉来避免后期熔化合金时杂质元素造成的污染，该方法筑炉工艺复杂，且较难控制，熔炼过程中杂质较多。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺，其具有工艺简单、筑炉后可直接熔炼的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺，包括以下步骤：
步骤一，将水玻璃和石英砂混合均匀，得到炉底材料；
步骤二，在中频炉壳体内的底部从下至上依次铺设保温砖、耐火砖和石英砂；
步骤三，将坩埚固定在壳体内部且与壳体同轴；
步骤四，将主要成分为氧化铝的耐火胶注料和质量分数为85％的磷酸混合均匀，得到炉壁材料；
步骤五，在中频炉壳体内壁与坩埚外壁之间的底部铺设炉底材料，捣实后再铺设一层炉底材料，再次捣实，将炉壁材料填充于中频炉壳体内壁与坩埚外壁之间，捣实；
步骤六，向坩埚内加入铁管，中频炉通电，控制电流为50-60A，加热2-3h，再将电流升至70-80A，保持5-6h，除去铁管，完成筑炉。
通过采用上述技术方案，石英砂的熔点约1750℃，水玻璃作为粘结剂，粘结力强、强度较高，耐酸性、耐热性好，炉壁材料采用主要成分为氧化铝的耐火胶注料，磷酸作为粘接剂，形成的炉壁能够耐受1550℃的高温，本发明工艺简单，筑炉后可直接用于铝合金的熔炼。
进一步优选为，所述水玻璃和石英砂的重量比为(6-7)：200。
通过采用上述技术方案，石英砂通过水玻璃相互粘接在一起，避免石英砂粘接不牢固。
进一步优选为，所述磷酸与耐火胶注料的重量比为(16-20)：100。
通过采用上述技术方案，使耐火胶注料与磷酸烧结完全，形成强度高、密度高的炉壁。
进一步优选为，所述耐火胶注料包括如下重量百分比的成分：
氧化铝70-80％；
氧化铁1-2.3％；
二氧化硅补足至100％。
通过采用上述技术方案，氧化铝的熔点为2050℃，二氧化硅的熔点为1650℃，二者烧结后形成的炉壁耐温下限至少为1550℃。
进一步优选为，所述步骤二中石英砂铺设的厚度为2-3cm。。
通过采用上述技术方案，在保证中频炉寿命的前提下，降低成本。
进一步优选为，所述步骤六中铁管的加入量为10-20kg。
通过采用上述技术方案，烧结时，铁管作为金属材料，内部会产生很大的涡流，促进炉底材料和炉壁材料烧结完全。
进一步优选为，所述石英砂的粒度及配比如下：
5-10目的石英砂10-15％；
20-30目的石英砂15-20％；
40-60目的石英砂20-25％；
70-90目的石英砂25-30％；
100-140目的石英砂补足至100％。
通过采用上述技术方案，调节不同粒径石英砂的配比，使炉衬的骨架更加合理，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。
进一步优选为，所述炉底材料与炉壁材料烧结后形成的炉壁的厚度均为10-20cm。
通过采用上述技术方案，控制炉壁的厚度，保证其具有较高的强度和寿命的同时，降低成本。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用石英砂和水玻璃烧结作为炉底材料，强度较高、耐酸性、耐热性好，采用主要成分为氧化铝的耐火胶注料和磷酸烧结作为炉壁材料，形成的炉壁能够耐受1550℃的高温，提高中频炉的耐温性能和寿命；
(2)本发明的筑炉工艺简单，筑炉后可直接用于铝合金的熔炼；
(3)本发明调节不同粒径石英砂的配比，使炉衬的骨架更加合理，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。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺，包括以下步骤：
步骤一，将水玻璃和石英砂混合均匀，水玻璃和石英砂的重量比为6：200，搅拌均匀，得到炉底材料；
石英砂的粒度及配比如下：
5-10目的石英砂10％；
20-30目的石英砂15％；
40-60目的石英砂20％；
70-90目的石英砂25％；
100-140目的石英砂10％；
200-250目的石英砂补足至100％。
步骤二，在中频炉壳体内的底部从下至上依次铺设保温砖、耐火砖和石英砂，石英砂铺设的厚度为2cm；
步骤三，将坩埚固定在壳体内部且与壳体同轴；
步骤四，将主要成分为氧化铝的耐火胶注料和质量分数为85％的磷酸混合均匀，磷酸与耐火胶注料的重量比为16：100，搅拌均匀，得到炉壁材料；
耐火胶注料包括如下重量百分比的成分：氧化铝70％；氧化铁1％；二氧化硅补足至100％。
步骤五，在中频炉壳体内壁与坩埚外壁之间的底部铺设炉底材料，捣实后再铺设一层炉底材料，再次捣实，将炉壁材料填充于中频炉壳体内壁与坩埚外壁之间，捣实；
步骤六，向坩埚内加入铁管，中频炉通电，控制电流为50A，加热3h，再将电流升至70A，保持6h，除去铁管，完成筑炉，炉底材料与炉壁材料烧结后形成的炉壁的厚度均为10cm。
实施例2：一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺，与实施例1的不同之处在于，步骤六具体包括：向坩埚内加入铁管，中频炉通电，控制电流为55A，加热2.5h，再将电流升至75A，保持5.5h，除去铁管，完成筑炉。
实施例3：一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺，与实施例1的不同之处在于，步骤六具体包括：向坩埚内加入铁管，中频炉通电，控制电流为60A，加热2h，再将电流升至80A，保持5h，除去铁管，完成筑炉。
实施例4：一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺，与实施例1的不同之处在于，水玻璃和石英砂的重量比为6.5：200。
实施例5：一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺，与实施例1的不同之处在于，水玻璃和石英砂的重量比为7：200。
实施例6：一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺，与实施例1的不同之处在于，磷酸与耐火胶注料的重量比为18：100。
实施例7：一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺，与实施例1的不同之处在于，磷酸与耐火胶注料的重量比为20：100。
实施例8：一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺，与实施例1的不同之处在于，耐火胶注料包括如下重量百分比的成分：
氧化铝75％；
氧化铁1.5％；
二氧化硅补足至100％。
实施例9：一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺，与实施例1的不同之处在于，耐火胶注料包括如下重量百分比的成分：
氧化铝80％；
氧化铁2.3％；
二氧化硅补足至100％。
实施例10：一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺，与实施例1的不同之处在于，炉底材料与炉壁材料烧结后形成的炉壁的厚度均为15cm。
实施例11：一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺，与实施例1的不同之处在于，炉底材料与炉壁材料烧结后形成的炉壁的厚度均为20cm。
实施例12：一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺，与实施例1的不同之处在于，石英砂的粒度及配比如下：
5-10目的石英砂12％；
20-30目的石英砂18％；
40-60目的石英砂22％；
70-90目的石英砂27％；
100-140目的石英砂补足至100％。
实施例13：一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺，与实施例1的不同之处在于，石英砂的粒度及配比如下：
5-10目的石英砂15％；
20-30目的石英砂20％；
40-60目的石英砂25％；
70-90目的石英砂30％；
100-140目的石英砂补足至100％。
对比例1：采用公开号为CN103673619A的中国发明专利中的实施例一筑炉。
测试方法：采用实施例1-13和对比例1中的筑炉工艺对中频炉进行筑炉，中频炉的容积为1吨，记录炉龄。
测试结果：实施例1-13和对比例1的炉龄如表1所示，由表1可知，采用本发明的筑炉工艺筑炉，炉龄的寿命大于480炉，远高于对比例1的230炉的寿命，说明本发明的筑炉工艺能显著提高中频炉的耐温性能和寿命。
表1实施例1-13和对比例1的炉龄
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将水玻璃和石英砂混合均匀，得到炉底材料；
步骤二，在中频炉壳体内的底部从下至上依次铺设保温砖、耐火砖和石英砂；
步骤三，将坩埚固定在壳体内部且与壳体同轴；
步骤四，将主要成分为氧化铝的耐火胶注料和质量分数为85%的磷酸混合均匀，得到炉壁材料；
步骤五，在中频炉壳体内壁与坩埚外壁之间的底部铺设炉底材料，捣实后再铺设一层炉底材料，再次捣实，将炉壁材料填充于中频炉壳体内壁与坩埚外壁之间，捣实；
步骤六，向坩埚内加入铁管，中频炉通电，控制电流为50-60A，加热2-3h，再将电流升至70-80A，保持5-6h，除去铁管，完成筑炉。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺，其特征在于，所述水玻璃和石英砂的重量比为（6-7）：200。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺，其特征在于，所述磷酸与耐火胶注料的重量比为（16-20）：100。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺，其特征在于，所述耐火胶注料包括如下重量百分比的成分：
氧化铝70-80%；
氧化铁1-2.3%；
二氧化硅补足至100%。
5.根据权利要求1所述的一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺，其特征在于，所述步骤二中石英砂铺设的厚度为2-3cm。
6.根据权利要求1所述的一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺，其特征在于，所述步骤六中铁管的加入量为10-20kg。
7.根据权利要求1所述的一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺，其特征在于，所述石英砂的粒度及配比如下：
5-10目的石英砂10-15%；
20-30目的石英砂15-20%；
40-60目的石英砂20-25%；
70-90目的石英砂25-30%；
100-140目的石英砂补足至100%。
8.根据权利要求1所述的一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺，其特征在于，所述炉底材料与炉壁材料烧结后形成的炉壁的厚度均为10-20cm。
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