CN114315319A - 一种25公斤中频真空感应炉耐高温、耐磨损炉衬材料的制备及筑炉衬方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种25公斤中频真空感应炉耐高温、耐磨损炉衬材料的制备方法，将8～20重量份的粒度为1～3mm的镁砂颗粒和6～15重量份的粒度为5～8mm的电熔铝镁尖晶石料混合，再加入12～30重量份的粒度为0～1mm的镁砂颗粒和8～18重量份的粒度为200目碳化硅微粉混合为混合料，加入水，水的重量占混合后料总重量的2～4％，混合均匀后，再加入添加剂硼酸粉，添加剂硼酸粉的重量占混合水后料总重量的1.8～3.2％，搅拌一定时间后即制得炉衬材料。还公布了利用该炉衬材料筑炉衬的方法。本发明工艺简单，得到耐高温、耐磨损性好的炉衬，延长感应炉炉衬使用寿命，采用的炉衬混合料无毒无害，环保无污染。
Description
技术领域
本发明涉及筑炉设备制造技术领域，尤其涉及一种25公斤中频真空感应炉耐高温、耐磨损炉衬材料的制备及筑炉衬方法。
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。中频感应炉对制作炉衬的耐火材料有严格的要求：足够耐火度、良好稳定性、较高的机械性能、绝缘性好、烧结性好、筑炉及维修方便等。综合以上因素，镁砂炉衬材料是较理想的炉衬材料。
镁砂炉衬材料，只有经过高温烧结才能出现液相融合，形成连续的烧结网络，通过网络使整个砂料炼成一体，形成稳定化的镁砂材料、玻璃化的烧结层，具有较高的机械性能，延长了中频炉炉衬寿命，又提升经济效益。
发明内容
本发明的目的是提供一种25公斤中频真空感应炉耐高温、耐磨损炉衬材料的制备及筑炉衬方法，制备及筑炉衬方法工艺简单，得到耐高温、耐磨损性好的炉衬，延长感应炉炉衬使用寿命，采用的炉衬混合料无毒无害，环保无污染。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种25公斤中频真空感应炉耐高温、耐磨损炉衬材料的制备方法，先将8～20重量份的粒度为1～3mm的镁砂颗粒和6～15重量份的粒度为5～8mm的电熔铝镁尖晶石料混合，再加入12～30重量份的粒度为0～1mm的镁砂颗粒和8～18重量份的粒度为200目碳化硅微粉混合为混合料，加入水，水的重量占混合后料总重量的2～4％，混合均匀后，再加入添加剂硼酸粉，添加剂硼酸粉的重量占混合水后料总重量的1.8～3.2％，搅拌20min后即制得一种25公斤中频真空感应炉耐高温、耐磨损炉衬材料。拌料过程须防止导电材料、杂物混入炉料。
其中利用上述制备的炉衬材料筑炉衬的方法具体操作步骤包括:
(1)用高度为700mm的石棉毡紧贴中频感应炉内壁形成一空心石棉毡柱体，接口处重合200mm，将一端剪成50mm宽、长度为120mm的石棉毡条；
(2)将空心石棉柱体上下调转，使50mm宽、长度为120mm的石棉毡条端置为底端，把石棉毡条内折平展的铺在炉底板上形成一个底面，手工平整压实，在上面放上石棉炉底板，再在石棉炉底板上放一个等同大小的石棉毡底样，放石棉毡底样是为了更换炉衬时拆卸方便；
(3)将搅拌好的炉衬混合材料铲出十分之一，再加入同等重量的0～1mm的镁砂颗粒和约0.7～1.6重量份的硅酸钠溶液搅拌均匀，以手感成团，有一定粘结性为准，此料用作炉口和出钢槽炉衬材料使用；
(4)将石墨芯模紧裹两层牛皮纸，在纸与石墨芯模中间细小缝隙中填入0～1mm的镁砂颗粒墩实，防止筑出的炉衬内壁不光滑平整；
(5)炉底炉衬厚度140mm，分多次填砂，人工打结时防止各处密度不均，烘烤与烧结后的炉衬不致密。因此，必须严格控制加料厚度，一般填砂厚度不大于50mm/每次，炉底打实后距感应圈上端口为240mm刮平，即可放入石墨芯模；
(6)放石墨芯模于平整的炉衬底部中央，对此，应注意保证石墨芯模与感应圈同心，上下调整垂直，石墨芯模尽量与所筑炉底紧密结合，调整石墨芯模距四周炉壁距离均匀，采用木楔卡紧，中间重物压上，避免炉壁打结时镁砂产生位移；
(7)分批加入炉衬混合料，布料均匀，填料厚度不大于50mm，打实(人工打结)10遍以上后，再加混合料打实，直至与感应圈上端口平齐，打结完后石墨芯模不取出，烘干和烧结时起感应加热作用；
(8)将加硅酸钠溶液搅拌好的炉口用炉衬混合材料成圆锥型状抹置炉口，并修好；
(9)炉衬打筑好后放置72h，让其自然干燥，这样可以使炉衬的初始水分均匀地散发掉，以防止烘烤时局部升温产生裂纹；
(10)烘炉时须盖炉盖，调节功率控制旋钮以每10分钟递增5Kw提升额定功率，提升至45Kw额定功率后保温4h，此时石墨芯模已阶梯升温至900℃，烘热后的石墨芯模满炉烘烧炉衬使炉体均匀受热；
(11)炉衬经900℃保温4h烘干后，调整提升额定功率至额定最大功率，阶梯升温烧结3h后温度达到1600℃～1680℃时，保温40min(即高温烧结)，这样可获得一个合理的三层(烘干层、半烧结层、烧结层)炉衬结构。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
1、本发明采用不同粒径的镁砂颗粒、碳化硅微粒、电熔铝镁尖晶石料和硼酸粉等材料制备的中频真空感应炉炉衬材料。其中碳化硅的结构为SiC，是一种高硬度的耐高温材料，碳化硅纤维的强度高，促进炉衬材料的烧结并产生很高的强度，解决了镁砂难烧结的问题，且不会降低炉衬材料的耐火度。
2、大幅降低炉衬材料对烧结剂的依赖，优良的耐高温、耐磨性能，提高炉衬的致密度和强度，使其受热体积变化率减少，提高炉衬材料的抗侵蚀性能从而提高炉衬的使用寿命，炉龄可提高20％。
3、本发明的制备工艺流程时间短、所使用的添加试剂不污染环境，本制备方法环保。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为筑造炉衬、烘烧及成型的示意图。
具体实施方式
实施例1:
本发明提供一种25公斤中频真空感应炉耐高温、耐磨损炉衬材料的制备及筑炉衬方法，其炉衬材料的制备方法：先将8重量份的粒度为1～3mm的镁砂颗粒和6重量份的粒度为5～8mm的电熔铝镁尖晶石料混合，再加入12重量份的粒度为0～1mm的镁砂颗粒和8重量份的粒度为200目碳化硅微粉混合为混合料，加入水，水的重量占混合后料总重量的2％，混合均匀后，再加入添加剂硼酸粉，添加剂硼酸粉的重量占混合水后料总重量的1.8％，搅拌20min后即制得一种25公斤中频真空感应炉耐高温、耐磨损炉衬材料。拌料过程须防止导电材料、杂物混入炉料。
其筑炉衬操作步骤是:
(1)用高度为700mm的石棉毡紧贴中频感应炉内壁形成一空心石棉毡柱体，接口处重合200mm，将一端剪成50mm宽、长度为120mm的石棉毡条；
(2)将空心石棉柱体上下调转，使50mm宽、长度为120mm的石棉毡条端置为底端，把石棉毡条内折平展的铺在炉底板上形成一个底面，手工平整压实，在上面放上石棉炉底板，再在石棉炉底板上放一个等同大小的石棉毡底样，放石棉毡底样是为了更换炉衬时拆卸方便；
(3)将搅拌好的炉衬混合材料铲出十分之一，再加入同等重量的0～1mm的镁砂颗粒和约0.7重量份的硅酸钠溶液搅拌均匀，以手感成团，有一定粘结性为准，此料用作炉口和出钢槽炉衬材料使用；
(4)将石墨芯模紧裹两层牛皮纸，在纸与石墨芯模中间细小缝隙中填入0～1mm的镁砂颗粒墩实，防止筑出的炉衬内壁不光滑平整；
(5)炉底炉衬厚度140mm，分多次填砂，人工打结时防止各处密度不均，烘烤与烧结后的炉衬不致密。因此，必须严格控制加料厚度，一般填砂厚度不大于50mm/每次，炉底打实后距感应圈上端口为240mm刮平，即可放入石墨芯模；
(6)放石墨芯模于平整的炉衬底部中央，对此，应注意保证石墨芯模与感应圈同心，上下调整垂直，石墨芯模尽量与所筑炉底紧密结合，调整石墨芯模距四周炉壁距离均匀，采用木楔卡紧，中间重物压上，避免炉壁打结时镁砂产生位移；
(7)分批加入炉衬混合料，布料均匀，填料厚度不大于50mm，打实(人工打结)10遍以上后，再加混合料打实，直至与感应圈上端口平齐，打结完后石墨芯模不取出，烘干和烧结时起感应加热作用；
(8)将加硅酸钠溶液搅拌好的炉口用炉衬混合材料成圆锥型状抹置炉口，并修好；
(9)炉衬打筑好后放置72h，让其自然干燥，这样可以使炉衬的初始水分均匀地散发掉，以防止烘烤时局部升温产生裂纹；
(10)烘炉时须盖炉盖，调节功率控制旋钮以每10分钟递增5Kw提升额定功率，提升至45Kw额定功率后保温4h，此时石墨芯模已阶梯升温至900℃，烘热后的石墨芯模满炉烘烧炉衬使炉体均匀受热；
(11)炉衬经900℃保温4h烘干后，调整提升额定功率至额定最大功率，阶梯升温烧结3h后温度达到1600℃～1680℃时，保温40min(即高温烧结)，这样可获得一个合理的三层(烘干层、半烧结层、烧结层)炉衬结构。
实施例2:
本发明提供一种25公斤中频真空感应炉耐高温、耐磨损炉衬材料的制备及筑炉衬方法，其炉衬材料的制备方法：先将20重量份的粒度为1～3mm的镁砂颗粒和15重量份的粒度为5～8mm的电熔铝镁尖晶石料混合，再加入30重量份的粒度为0～1mm的镁砂颗粒和18重量份的粒度为200目碳化硅微粉混合为混合料，加入水，水的重量占混合后料总重量的4％，混合均匀后，再加入添加剂硼酸粉，添加剂硼酸粉的重量占混合水后料总重量的3.2％，搅拌20min后即制得一种25公斤中频真空感应炉耐高温、耐磨损炉衬材料。拌料过程须防止导电材料、杂物混入炉料。
其筑炉衬操作步骤是:
(1)用高度为700mm的石棉毡紧贴中频感应炉内壁形成一空心石棉毡柱体，接口处重合200mm，将一端剪成50mm宽、长度为120mm的石棉毡条；
(2)将空心石棉柱体上下调转，使50mm宽、长度为120mm的石棉毡条端置为底端，把石棉毡条内折平展的铺在炉底板上形成一个底面，手工平整压实，在上面放上石棉炉底板，再在石棉炉底板上放一个等同大小的石棉毡底样，放石棉毡底样是为了更换炉衬时拆卸方便；
(3)将搅拌好的炉衬混合材料铲出十分之一，再加入同等重量的0～1mm的镁砂颗粒和约1.6重量份的硅酸钠溶液搅拌均匀，以手感成团，有一定粘结性为准，此料用作炉口和出钢槽炉衬材料使用；
(4)将石墨芯模紧裹两层牛皮纸，在纸与石墨芯模中间细小缝隙中填入0～1mm的镁砂颗粒墩实，防止筑出的炉衬内壁不光滑平整；
(5)炉底炉衬厚度140mm，分多次填砂，人工打结时防止各处密度不均，烘烤与烧结后的炉衬不致密。因此，必须严格控制加料厚度，一般填砂厚度不大于50mm/每次，炉底打实后距感应圈上端口为240mm刮平，即可放入石墨芯模；
(6)放石墨芯模于平整的炉衬底部中央，对此，应注意保证石墨芯模与感应圈同心，上下调整垂直，石墨芯模尽量与所筑炉底紧密结合，调整石墨芯模距四周炉壁距离均匀，采用木楔卡紧，中间重物压上，避免炉壁打结时镁砂产生位移；
(7)分批加入炉衬混合料，布料均匀，填料厚度不大于50mm，打实(人工打结)10遍以上后，再加混合料打实，直至与感应圈上端口平齐，打结完后石墨芯模不取出，烘干和烧结时起感应加热作用；
(8)将加硅酸钠溶液搅拌好的炉口用炉衬混合材料成圆锥型状抹置炉口，并修好；
(9)炉衬打筑好后放置72h，让其自然干燥，这样可以使炉衬的初始水分均匀地散发掉，以防止烘烤时局部升温产生裂纹；
(10)烘炉时须盖炉盖，调节功率控制旋钮以每10分钟递增5Kw提升额定功率，提升至45Kw额定功率后保温4h，此时石墨芯模已阶梯升温至900℃，烘热后的石墨芯模满炉烘烧炉衬使炉体均匀受热；
(11)炉衬经900℃保温4h烘干后，调整提升额定功率至额定最大功率，阶梯升温烧结3h后温度达到1600℃～1680℃时，保温40min(即高温烧结)，这样可获得一个合理的三层(烘干层、半烧结层、烧结层)炉衬结构。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (3)
1.一种25公斤中频真空感应炉耐高温、耐磨损炉衬材料的制备方法，其特征在于，将8～20重量份的粒度为1～3mm的镁砂颗粒和6～15重量份的粒度为5～8mm的电熔铝镁尖晶石料混合，再加入12～30重量份的粒度为0～1mm的镁砂颗粒和8～18重量份的粒度为200目碳化硅微粉混合为混合料，加入水，水的重量占混合后料总重量的2～4％，混合均匀后，再加入添加剂硼酸粉，添加剂硼酸粉的重量占混合水后料总重量的1.8～3.2％，搅拌一定时间后即制得炉衬材料。
2.根据权利要求1制备的所述25公斤中频真空感应炉耐高温、耐磨损炉衬材料筑炉衬方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)用高度为700mm的石棉毡紧贴中频感应炉内壁形成一空心石棉毡柱体，接口处重合200mm，将一端剪成50mm宽、长度为120mm的石棉毡条；
(2)将空心石棉柱体上下调转，使50mm宽、长度为120mm的石棉毡条端置为底端，把石棉毡条内折平展的铺在炉底板上形成一个底面，手工平整压实，在上面放上石棉炉底板，再在石棉炉底板上放一个等同大小的石棉毡底样，放石棉毡底样是为了更换炉衬时拆卸方便；
(3)将搅拌好的炉衬混合材料铲出十分之一，再加入同等重量的0～1mm的镁砂颗粒和约0.7～1.6重量份的硅酸钠溶液搅拌均匀，以手感成团，有一定粘结性为准，此料用作炉口和出钢槽炉衬材料使用；
(4)将石墨芯模紧裹两层牛皮纸，在纸与石墨芯模中间细小缝隙中填入0～1mm的镁砂颗粒墩实，防止筑出的炉衬内壁不光滑平整；
(5)炉底炉衬厚度140mm，分多次填砂，人工打结时防止各处密度不均，烘烤与烧结后的炉衬不致密；
(6)放石墨芯模于平整的炉衬底部中央，对此，应注意保证石墨芯模与感应圈同心，上下调整垂直，石墨芯模尽量与所筑炉底紧密结合，调整石墨芯模距四周炉壁距离均匀，采用木楔卡紧，中间重物压上，避免炉壁打结时镁砂产生位移；
(7)分批加入权利要求1所述制备的炉衬材料，布料均匀，填料厚度不大于50mm，打实10遍以上后，再加混合料打实，直至与感应圈上端口平齐，打结完后石墨芯模不取出，烘干和烧结时起感应加热作用；
(8)将加硅酸钠溶液搅拌好的炉口用炉衬混合材料成圆锥型状抹置炉口，并修好；
(9)炉衬打筑好后放置一定时间，让其自然干燥，使炉衬的初始水份均匀地散发掉，以防止烘烤时局部升温产生裂纹；
(10)烘炉时须盖炉盖，调节功率控制旋钮以每10分钟递增5Kw提升额定功率，提升至45Kw额定功率后保温4h，此时石墨芯模已阶梯升温至900℃，烘热后的石墨芯模满炉烘烧炉衬使炉体均匀受热；
(11)炉衬经900℃保温4h烘干后，调整提升额定功率至额定最大功率，阶梯升温烧结3h后温度达到1600℃～1680℃时，保温40min一定时间，即可得到一个合理的包括烘干层、半烧结层、烧结层的三层炉衬结构。
3.根据权利要求1所述的25公斤中频真空感应炉耐高温、耐磨损炉衬材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤(5)中，填砂厚度不大于50mm/每次，炉底打实后距感应圈上端口为240mm刮平，即可放入石墨芯模。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220412 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |