[发明专利]一种电炉内衬耐火材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种电炉内衬耐火材料及其制备方法，涉及耐火材料技术领域。本发明电炉内衬耐火材料由以下原料制成：改性黏土、白云石、刚玉渣、石墨烯、氧化锆、结合剂、分散剂。本发明电炉内衬耐火材料内部致密、体积密度高，体积稳定性好，热膨胀小，耐火性能好，在高温环境下内衬结构稳定，降低内衬使用过程中产生的体积膨胀，内衬不容易形成裂纹，从而提高内衬使用寿命。

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，涉及一种电炉内衬耐火材料及其制备方法。

背景技术

电炉是把炉内的电能转化为热量对工件加热的加热炉，电炉可分为电阻炉、感应炉、电弧炉、等离子炉、电子束炉等。同燃料炉比较，电炉的优点有：炉内气氛容易控制；物料加热快；加热温度高；温度容易控制；生产过程较易实现机械化和自动化；劳动卫生条件好；热效率高；产品质量好，且更加环保，有利于缓解日趋严重的环境问题。

电炉是目前发展迅速、用途广泛的一种熔化设备，广泛用于钢、铁及有色合金的铸造生产。如何提高感应电炉内衬的使用寿命是目前铸造行业共同关心的课题。而影响电炉寿命的因素是一个系统工程。它包括内衬材料性能、操作者的技术素质、筑炉工具、烘炉工艺、炉料的清洁以等，但内衬材料性能才是影响炉衬寿命的首要因素。

合格的内衬材料须具备以下性能：1)具有良好的耐高温性，耐火度好，因为内外壁温差较大，要求内衬在热应力下有好的强度；2)具有足够的机械强度：因为内衬壁较薄，却要承受很重的金属液，同时还要承受装料时的冲击载荷，并要考虑到炉料搭桥时，捅料时承受的机械冲击；3)内衬需对液态金属及熔剂、溶渣等物具有稳定的物理化学性能，不应使与炉渣相反应剧烈，而加速对炉衬的浸蚀；4)导电和导热系数小，以保证在高温下有良好的电气绝缘性.保证安全生产；5)内衬的热膨胀系数宜尽量小，热稳定性好，能抗急冷急热，以免产生龟裂和剥落。

因此，研制一种合格的电炉内衬耐火材料尤为重要。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供一种电炉内衬耐火材料及其制备方法。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种电炉内衬耐火材料，所述电炉内衬耐火材料由以下重量份的原料制成：改性黏土20-30份、白云石18-25份、刚玉渣15-25份、石墨烯5-16份、氧化锆5-12份、结合剂2-5份、分散剂1-3份。

优选的，所述电炉内衬耐火材料由以下重量份的原料制成：改性黏土22-27份、白云石20-23份、刚玉渣17-23份、石墨烯7-14份、氧化锆7-10份、结合剂3-4份、分散剂1.5-2.6份。

优选的，所述改性黏土的改性方法为：称取8-10重量份干燥后的黏土研磨过200目筛，加入乙醇和水的混合液，用冰醋酸调节PH＝4-5，超声波处理15-20min，再加入0.1-0.5重量份改性剂KH570，继续超声波处理7-10min，在装有回流冷凝管的圆底三口烧瓶中，油浴65℃恒温搅拌反应10-15min，反应后经清洗、干燥、研磨，得到黏土粉，将黏土粉进行300-350℃焙烧1-2h，冷却至室温，得到改性黏土。

优选的，所述乙醇和水按照质量比3：1混合。

优选的，所述黏土为高岭石、硬质黏土、高铝黏土、石英中的一种。

优选的，所述结合剂为硅铝凝胶粉、硅酸钠、硅酸钾、磷酸盐中的至少一种的水溶液。

优选的，所述磷酸盐为磷酸氢二钠、磷酸铝、磷酸氢二钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾中的一种。

优选的，所述分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的一种。

一种电炉内衬耐火材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份称取各个原料；