[发明专利]一种中频感应炉炉衬修补用可塑料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种中频感应炉炉衬修补用可塑料及其制备方法。其技术方案是：先以63.0～78.0wt％的钒铁渣、12.0～17.0wt％的玄武岩、8.0～13.0wt％的铝矾土和2.0～7.0wt％膨润土为原料，再外加所述原料4.0～5.5wt％的结合剂，混合均匀，即得中频感应炉炉衬修补用可塑料。所述钒铁渣的主要化学成分是：Al₂O₃含量≥83.5wt％，MgO含量≥9.0wt％，CaO含量≤5.0wt％，SiO₂含量≤0.3wt％，Fe₂O₃含量≤0.2wt％，IL≤0.2wt％。因此，本发明具有环境友好、工艺简单和生产成本低的特点；所制备的中频感应炉炉衬修补用可塑料施工方式便捷、结合强度高、抗渣性能优良和使用寿命长。

技术领域

本发明属于炉衬修补用可塑料的技术领域。具体涉及一种中频感应炉炉衬修补用可塑料及其制备方法。

背景技术

中频感应炉是一种将工频50Hz交流电变换为中频(300～2000Hz)直流电的电源装置。先将三相工频交流电整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的中频电流供给感应线圈，在通电线圈中产生强磁场，利用电磁感应原理对炉料本体加热。中频感应电炉炉衬材料内侧盛载的是高温金属液，外围是水冷线圈，每次金属液出炉后，炉壁的温度急剧下降，炉衬材料不仅要承受骤冷、骤热的冲击，还需承受熔炼过程中因电磁搅拌而不断运动的金属液的冲刷和炉渣的侵蚀，因此对炉衬材料要求很严格。

中频感应炉炉衬应具有足够高的耐火度、低的体积膨胀率、热震稳定性好、化学稳定性优良、不污染钢液和铁液、足够的抵抗机械冲击的烧结强度和优良的抗炉渣侵蚀性能，因此中频炉炉衬材料的抗渣侵蚀性能对中频炉的使用寿命和生产效率有决定性的影响。

中性干式料炉衬以刚玉等中性氧化物或其复合物为主要原料，由刚玉质衍生出铝镁质、刚玉-尖晶石质、铝硅质等。刚玉质干式料具有耐高温、抗熔渣侵蚀性好、不影响钢水质量、抗热震性能良好等特点，被广泛应用于合金钢、高锰钢和特种钢等高附加值钢种冶炼。但刚玉难烧结、强度低，通常需要加入硼酐(B₂O₃)作为刚玉质干式料的助烧结剂。而硼酐的引入无法避免在炉衬材料的基质中造成低熔相聚集的缺陷，进而影响其使用寿命，往往需要在冶炼一定次数之后用同体系的可塑料进行修补。因此，研发高性能和低成本的用于修补中频感应炉炉衬的可塑料受到科技人员的关注。

目前，已有用于修补中频感应炉炉衬的可塑料制备技术：如“一种中频炉炉衬修补用可塑料及其制备方法”(CN106278204A)专利技术，该技术以氧化铝粉、蓝晶石、氧化铬、矾土和增塑剂为原料，混合均匀，制得中频炉内衬修补用可塑料，但该技术由于同时引入氧化铬与氧化铝，氧化铬容易与氧化铝发生反应生成剧毒的Cr⁶⁺，不利于环保与安全；且由于原料均为不可再生的天然资源，造价较高；如文献“磷酸盐基高铝耐火可塑料的制备及性能研究”(蒋严伟，江南大学硕士论文，2018)公开了以磷酸或磷酸盐结合氧化铝、氧化锆制备耐火可塑料的方法，制得高铝耐火可塑料，该工艺中磷酸及磷酸盐的使用限制了在高温合金冶炼领域的应用，可塑料的化学稳定性较差，耐火度较低；又如“一种硅酸铝质耐火可塑料”(CN111704470A)专利技术，该技术以刚玉、莫来石、矾土、玻璃纤维、硅酸铝、可塑剂、消泡剂和耐火添加剂为原料，混合均匀，制得硅酸铝质耐火可塑料，该技术由于同时引入玻璃纤维与硅酸铝，极易形成低熔相，造成可塑料的抗渣性降低。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种环境友好、工艺简单和成本低廉的中频感应炉炉衬修补用可塑料的制备方法，用该法所制备的中频感应炉炉衬修补用可塑料的机械强度高、化学稳定性好、抗渣性能优良和使用寿命长。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：先以63.0～78.0wt％的钒铁渣、12.0～17.0wt％的玄武岩、8.0～13.0wt％的铝矾土和2.0～7.0wt％的膨润土为原料，再外加所述原料4.0～5.5wt％的结合剂，混合均匀，即得中频感应炉炉衬修补用可塑料。