[发明专利]一种中频感应电炉用炉衬材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种中频感应电炉用炉衬材料及其制备方法，涉及电炉炉衬材料技术领域。本发明中频感应电炉用炉衬材料由以下原料制成：纳米二氧化硅、氧化锆微粉、镁铝尖晶石颗粒、刚玉细粉、微片石墨、稀土氧化物、固体水玻璃、结合剂、分散剂。本发明中频感应电炉用炉衬材料具有良好的致密性，炉衬气孔率小，体积密度大，均匀性高，烧结性好和耐激冷激热性好，有效防止温度的骤变炉衬开裂，减少裂纹修补，从延长使用寿命。

技术领域

本发明涉及电炉炉衬材料技术领域，涉及一种中频感应电炉用炉衬材料及其制备方法。

背景技术

随着我国钢铁企业规模的扩大、炼钢技术不断更新、钢种不断增加，一系列冶金新技术、新工艺得到广泛地推广和应用，特别是中频炉技术。高效率、快速熔化、大型化已成为目前中频感应炉发展的新趋势，由此，对配套炉衬材料的成本和性能提出了更高的要求。

目前铸造行业中频感应电炉炉衬，主要采用的是石英砂炉衬和镁砂炉衬。对于石英砂炉衬材料，在1600℃温度下耐火材料颗粒之间就会出现液相，因此理论上它只能用于熔化铸铁和低熔点有色金属。同时，从相图上也可以看到，当熔体中含有锰和镍时，要避免使用石英砂炉衬，否则，一旦出现过热现象，会产生粘稠的氧化渣，并黏挂在炉衬上，导致频繁更换炉衬。此外，从安全和健康角度来讲，石英砂会严重影响人的健康；对于镁砂炉衬，由于矿源的因素，其物理性能和化学性能存在很大的差异，而这些物理性能和化学性能能将会严重影响到炉衬寿命的稳定性。对于镁砂炉衬，多使用镁砂为主要原材料、并外加3-5wt％硼酸为烧结剂混合而成。镁砂具有很高的烧结温度，极难烧结，添加一定量的硼酸，可以降低烧结温度，促进烧结，使炉衬获得较高的强度，以承受钢块的撞击以及钢水的冲刷。但由于镁质耐火材料的抗热震稳定性较差，在连续熔炼过程中还能保持良好的使用效果，但间歇式生产时，温度的骤变会导致炉衬材料极易开裂。裂纹若不修补，钢水钢渣可通过裂缝钻入炉衬，加快对炉衬的侵蚀，从而降低其使用寿命；若修补裂纹，不仅施工麻烦、提高劳动强度、加大生产成本，而且延误生产、降低生产效率。

因此，研制一种中频感应电炉用炉衬材料尤为重要。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供一种中频感应电炉用炉衬材料及其制备方法。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种中频感应电炉用炉衬材料，所述中频感应电炉用炉衬材料由以下重量份的原料制成：纳米二氧化硅15-30份、氧化锆微粉10-18份、镁铝尖晶石颗粒15-25份、刚玉细粉15-25份、微片石墨8-16份、稀土氧化物5-9份、固体水玻璃3-8份、结合剂1-3份、分散剂1-3份。

优选的，所述中频感应电炉用炉衬材料由以下重量份的原料制成：纳米二氧化硅22-25份、氧化锆微粉13-15份、镁铝尖晶石颗粒19-21份、刚玉细粉18-22份、微片石墨10-14份、稀土氧化物6-8份、固体水玻璃4-7份、结合剂1.4-2.6份、分散剂1.5-2.5份。

优选的，纳米二氧化硅23份、氧化锆微粉14份、镁铝尖晶石颗粒20份、刚玉细粉20份、微片石墨12份、稀土氧化物7份、固体水玻璃5.5份、结合剂2份、分散剂2份。

优选的，所述纳米二氧化硅的粒径为20-50nm。

优选的，所述稀土氧化物为氧化铈、氧化镨、氧化镧、氧化铷中的一种。

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，所述分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的一种。

一种中频感应电炉用炉衬材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份称取各个原料；

S2、将纳米二氧化硅、氧化锆微粉、镁铝尖晶石颗粒、刚玉细粉、微片石墨、稀土氧化物球磨干混混合均匀，得到混合物；