CN116715531A - 一种铸钢中频炉用的中性干式捣打料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种铸钢中频炉用的中性干式捣打料，以质量份计，原料组成包括：粒径为200目的电熔白刚玉5‑9份，0.075mm<粒径≤1mm的电熔白刚玉10‑20份，1mm<粒径≤3mm的电熔白刚玉20‑25份，3mm<粒径≤7mm的电熔白刚玉18‑25份，低膨胀尖晶石原料11‑18份，细粉基质8‑17份，高效烧结剂0.1‑1份；低膨胀尖晶石原料至少包括镁铝尖晶石和镁铬尖晶石，细粉基质至少包括氧化铝粉和镁砂。本发明优化了原料成分配比和颗粒级配，中性干式捣打料的膨胀系数低、抗渣性、热震稳定性优良，在中频炉间断加热的条件下不易产生裂纹，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种铸钢中频炉用的中性干式捣打料。
背景技术
中频感应炉(简称中频炉)是一种利用电磁感应原理对金属进行加热的设备，有着加热速度快、加热温度均匀、损耗小、排放低的优点，多用于金属铸造、机械设备加工等领域。其中，铸钢中频炉的加热温度可达到1600℃左右甚至更高，因此中频炉的炉衬材料不仅要具有足够高的耐火度，还要保证在高温下具有较好的高温体积稳定性、力学强度和耐渣侵蚀性能，炉衬材料的使用寿命对铸钢中频炉的生产效率起到决定性的影响。
现有技术中，常使用干式捣打料作为制备中频炉炉衬的材料。干式捣打料由不同组分和粒度的颗粒组合得来，通过强力捣打制成具有一定密度的炉衬，使用时不需要加水或者液态结合剂就可以在恰当的加热温度下烧结成坚实的整体。干式捣打料按原料组成分为酸性干式捣打料、中性干式捣打料、碱性干式捣打料及含碳捣打料，其中中性干式捣打料以刚玉、莫来石等中性金属氧化物为主要原料，有着耐磨耐高温、化学稳定性强的优点，适用于高温铸钢或大型炉炉衬，广泛应用于铸钢中频炉中。
然而在使用中，现有的中性干式捣打料的膨胀系数较大、表面烧结强度较低、表面烧结层较厚，存在抗渣性及热震稳定性较差，间断使用时易开裂、使用寿命较短的问题，对铸钢中频炉的生产效率有着不利影响。
发明内容
针对现有技术中铸钢中频炉炉衬使用的中性干式捣打料抗渣性及热震稳定性差、不能间断使用、寿命较短的技术问题，本发明提供一种铸钢中频炉用的中性干式捣打料，优化了原料成分配比和颗粒级配，中性干式捣打料的膨胀系数低、抗渣性、热震稳定性优良，在中频炉间断加热的条件下不易产生裂纹，使用寿命长。
本发明的技术方案如下：
一种铸钢中频炉用的中性干式捣打料，以质量份计，原料组成包括：粒径为200目的电熔白刚玉5-9份，0.075mm<粒径≤1mm的电熔白刚玉10-20份，1mm<粒径≤3mm的电熔白刚玉20-25份，3mm<粒径≤7mm的电熔白刚玉18-25份，低膨胀尖晶石原料11-18份，细粉基质8-17份，高效烧结剂0.1-1份；低膨胀尖晶石原料至少包括镁铝尖晶石和镁铬尖晶石，细粉基质至少包括氧化铝粉和镁砂。
进一步的，中性干式捣打料的制备方法为：称取对应质量份数的电熔白刚玉、低膨胀尖晶石原料、细粉基质、高效烧结剂后直接混合均匀，制得中性干式捣打料。
进一步的，以质量份计，低膨胀尖晶石原料包括镁铝尖晶石8-12份及镁铬尖晶石3-6份。
进一步的，镁铝尖晶石的粒径≤1mm，镁铬尖晶石的粒径为200目。
进一步的，细粉基质包括2μm氧化铝微粉2-5份、200目镁砂3-6份、0.5-1mm镁砂3-6份。
进一步的，高效烧结剂包括硼酐、磷酸硼或其组合，既能保证了中性干式捣打料的烧结性，又使其具有良好的高温性能。
进一步的，硼酐的粒度为200目，磷酸硼的粒度为325目。
优选的，高效烧结剂包括质量比为1:1的硼酐和磷酸硼。。
本发明的有益效果在于：
1.本发明的中性干式捣打料原料中包括镁铬尖晶石和镁铝尖晶石两种低膨胀尖晶石，原料中的氧化铝微粉和镁砂在加热过程中也可以原位生成镁铝尖晶石。镁铬尖晶石和镁铝尖晶石均具有优良抗渣性和良好的热震稳定性，同时在加热过程中镁铬尖晶石对镁铝尖晶石的生成速度起到良好的控制作用、抑制镁铝尖晶石的过分长大，进而降低了中性干式捣打料在加热过程中的热膨胀量。本发明的中性干式捣打料膨胀系数低、抗渣性、热震稳定性优良，在中频炉间断加热的条件下不易产生裂纹，使用寿命长。
2.本发明优化了中性干式捣打料的颗粒级配，各级颗粒混合后，小粒径颗粒可充分填充大粒径颗粒间的空隙，中性干式捣打料成分均匀、力学性能好，抗渣性进一步提升。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种铸钢中频炉用的中性干式捣打料，以质量分数计，原料组成如表1所示：
表1实施例1中性干式捣打料的原料组成
| 原料名称 | 粒径 | 质量分数(％) |
| 电熔白刚玉 | 3-7mm(不包含3mm) | 25 |
| 电熔白刚玉 | 1-3mm(不包含1mm) | 20 |
| 电熔白刚玉 | 0.075-1mm(不包含0.075mm) | 15 |
| 电熔白刚玉 | 200目 | 8 |
| 镁铝尖晶石 | ≤1mm | 8 |
| 镁铬尖晶石 | 200目 | 6 |
| 氧化铝微粉 | 2μm | 5 |
| 镁砂 | 0.5-1mm | 6 |
| 镁砂 | 200目 | 6 |
| 硼酐 | 200目 | 0.5 |
| 磷酸硼 | 325目 | 0.5 |
制备方法为：称取对应质量份数的原料后直接混合均匀，制得中性干式捣打料。
实施例2
一种铸钢中频炉用的中性干式捣打料，以质量分数计，原料组成如表2所示：
表2实施例2中性干式捣打料的原料组成
| 原料名称 | 粒径 | 质量分数(％) |
| 电熔白刚玉 | 3-7mm(不包含3mm) | 23 |
| 电熔白刚玉 | 1-3mm(不包含1mm) | 22 |
| 电熔白刚玉 | 0.075-1mm(不包含0.075mm) | 17 |
| 电熔白刚玉 | 200目 | 9 |
| 镁铝尖晶石 | ≤1mm | 12 |
| 镁铬尖晶石 | 200目 | 4 |
| 氧化铝微粉 | 2μm | 4.6 |
| 镁砂 | 0.5-1mm | 4 |
| 镁砂 | 200目 | 4 |
| 硼酐 | 200目 | 0.2 |
| 磷酸硼 | 325目 | 0.2 |
制备方法为：称取对应质量份数的原料后直接混合均匀，制得中性干式捣打料。
实施例3
一种铸钢中频炉用的中性干式捣打料，以质量分数计，原料组成如表3所示：
表3实施例3中性干式捣打料的原料组成
制备方法为：称取对应质量份数的原料后直接混合均匀，制得中性干式捣打料。
实施例4
一种铸钢中频炉用的中性干式捣打料，以质量分数计，原料组成如表4所示：
表4实施例4中性干式捣打料的原料组成
| 原料名称 | 粒径 | 质量分数(％) |
| 电熔白刚玉 | 3-7mm(不包含3mm) | 25 |
| 电熔白刚玉 | 1-3mm(不包含1mm) | 25 |
| 电熔白刚玉 | 0.075-1mm(不包含0.075mm) | 20 |
| 电熔白刚玉 | 200目 | 9 |
| 镁铝尖晶石 | ≤1mm | 8 |
| 镁铬尖晶石 | 200目 | 3 |
| 氧化铝微粉 | 2μm | 2.2 |
| 镁砂 | 0.5-1mm | 3 |
| 镁砂 | 200目 | 4.5 |
| 磷酸硼 | 325目 | 0.3 |
制备方法为：称取对应质量份数的原料后直接混合均匀，制得中性干式捣打料。
使用实施例1-4制备的中性干式捣打料制成试样，对实施例1-4的试样性能进行检测，同时使用市售捣打料作为对比，指标值结果如表5所示：
表5实施例1-4及市售捣打料性能指标
可见，实施例1-4的中性干式捣打料抗渣性、热震稳定性、力学性能均优于市售捣打料，使用实施例1-4的中性干式捣打料制成的铸钢中频炉炉衬在中频炉间断加热的条件下不易产生裂纹，使用寿命长。
尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种铸钢中频炉用的中性干式捣打料，其特征在于，以质量份计，原料组成包括：粒径为200目的电熔白刚玉5-9份，0.075mm<粒径≤1mm的电熔白刚玉10-20份，1mm<粒径≤3mm的电熔白刚玉20-25份，3mm<粒径≤7mm的电熔白刚玉18-25份，低膨胀尖晶石原料11-18份，细粉基质8-17份，高效烧结剂0.1-1份；低膨胀尖晶石原料至少包括镁铝尖晶石和镁铬尖晶石，细粉基质至少包括氧化铝粉和镁砂。
2.如权利要求1所述的中性干式捣打料，其特征在于，中性干式捣打料的制备方法为：称取对应质量份数的电熔白刚玉、低膨胀尖晶石原料、细粉基质、高效烧结剂后直接混合均匀，制得中性干式捣打料。
3.如权利要求1所述的中性干式捣打料，其特征在于，以质量份计，低膨胀尖晶石原料包括镁铝尖晶石8-12份及镁铬尖晶石3-6份。
4.如权利要求3所述的中性干式捣打料，其特征在于，镁铝尖晶石的粒径≤1mm，镁铬尖晶石的粒径为200目。
5.如权利要求1所述的中性干式捣打料，其特征在于，细粉基质包括2μm氧化铝微粉2-5份、200目镁砂3-6份、0.5-1mm镁砂3-6份。
6.如权利要求1所述的中性干式捣打料，其特征在于，高效烧结剂包括硼酐、磷酸硼或其组合。
7.如权利要求6所述的中性干式捣打料，其特征在于，硼酐的粒度为200目，磷酸硼的粒度为325目。
8.如权利要求6所述的中性干式捣打料，其特征在于，高效烧结剂包括质量比为1:1的硼酐和磷酸硼。
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