感应电炉酸性炉衬耐火材料制造技术

本发明专利技术提供一种感应电炉酸性炉衬耐火材料。它是由微晶石英，结合剂，矿化剂组成的混合物，经筑炉打实，烘炉、烧结成感应电炉酸性炉衬。其中的微晶石英按下列级配关系，网目数５－７＃的含量为１８－２０％，１０－２０＃的为１８－２２％，２０－４０＃的为１４－１６％，５０－１００＃的为１９－２１％，１４０－２７０＃的为２０－２４％，６００＃的为２－４％；结合剂采用硼酐（０. ６－１. ２％），矿化剂采用氧化铜（０. ０８－０. １０％）。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及感应电炉酸性炉衬耐火材料，特别是以石英为基质的石英质感应电炉炉衬耐火材料。石英质感应电炉酸性炉衬耐活材料，是一种以石英为基质，加入结合剂经筑炉、烘炉、烧结而成。目前国内还没有这样的专业化生产厂家，大部分铸造厂家的炉衬材料均是自己购回石英砂混合，不同粒度的石英砂的级配无精确的比例，因此，烧结成的炉衬使用寿命短。通常，选用晶粒较大的石英砂，且二氧化硅的含量在99%以上。结合剂是选用膨酸，而不加矿化剂。国外有相关专利公布，德温特存取号85-120534/20，辅助存取号C85-052563，W85-090551。这件专利公开的一种耐火材料是由40%石英底材(颗粒0.2mm以下)，50%石英(轧碎的颗粒尺寸不超过4毫米)，10%石英砂(颗粒尺寸0.2-0.4mm)，及占全部石英材料总重量1.08-1.52%的工业等级硼酸作结合剂。烧结后密度为1.04-1.12g/cm3。本专利技术的目的是提供一种筑炉方便，节约能量，使用寿命长的感应电炉酸性炉衬耐火材料。本专利技术的技术方案是，采用微晶石英为基质，其粒度级配关系为网目数5-7＃的含量为18-20%，10-20＃的为18-22%，20-40＃的为14-16%，50-100＃的为19-21%，140-270＃的为20-24%，600＃的为2-4%;采用硼酐为结合剂，其含量为0.6-1.2%。一般都认为做炉衬材料的石英砂要求晶粒粗大，且二氧化硅的含量在99%以上，三氧化二铁小于0.02%，这样的炉衬材料的抗侵蚀能力强，耐火度高。但是，我们通过实验发现，用上述高纯的晶粒粗大的石英砂作为基质时，其石英在前期的晶形转化很慢，在炉子开到5-10炉时，α-石英向鳞石英的转变很少，鳞石英含量越少，炉龄越短。因α-石英的转化不完全，逐步烧结逐步转化，所以裂纹现象明显，炉龄一般不太高。当用微晶石英作为基质时，则其效果就不大一样。微晶石英组成是SiO297.5-99.0%，Al2O30.72-0.3%，Fe2O30.41-0.1%，TiO20.08-0.04%，H2O≤0.5%。很明显，其中SiO2的含量较高纯石英砂低，并且其中排列整齐的杂质能起矿化剂作用。在前几炉后，α-石英的转化完全，烧结性能良好。对炉龄有重要影响的另一个因素是石英砂粒度的级配。粗颗粒(5-20＃)石英砂起骨架作用，其抗冲刷及抗渣性能好，耐火度高，但它不易烧结，膨胀也大，易引起炉衬松散，因此数量要适当。并且若5-7＃的石英砂呈片状，这将有利于炉衬筑炉打结、烧结紧密。细颗粒(140-325＃)石英砂能填充粗颗粒砂空隙，还能使炉衬易于烧结，而耐火度低，抗渣性能也差，使得炉衬收缩裂纹严重。在加结合剂以后烧结时，细颗粒砂主要的又是要起胶结或烧结作用，是必不可少的。中颗粒(20-140＃)石英砂主要是起粗细砂之间的过渡作用和填充作用，使之达到理想的体积密度。除上述粒度外，还加入了超细粉(600＃)，它粘覆在粗和中颗粒表面。如果加有超细粉，从液相理论上来说，它衔接了粗、中、细颗粒石英砂，提高了筑炉的密度，大幅度地改善了它的烧结性能。特别解决了过去有芯炉熔池内熔沟的不抗侵蚀，不抗渗透的难题。以往是用硼酸作为结合剂，这样在烧结过程中硼酸于302℃分解产生硼酐和水，因此，在烧结过程中须要较多的时间和能量用以除去多余的水份。若直接采用硼酐作结合剂，其烘炉温度可以30-50度/小时的速度上升，可以减少烘炉时间，增大了体积密度，减少了气孔率，对增加炉龄、节约能源有积极作用。在加结合剂的同时，加入矿化剂，将有更好的效果，矿化剂对于石英质炉衬材料中的石英晶格的转变有着重要意义。实验表明有矿化剂的石英砂向鳞石英方向转化明显，没有矿化剂的石英砂向方石英方向转化明显，而方石英的量较多将导致炉衬寿命缩短。实验表明采用氧化铜作矿化剂可取得良好的效果。氧化铜在混合物中所占百分含量为0.08-0.10%。由于筑炉材料粒度配比适宜，因此在筑炉打结时，打结密度高，比国外对比文件中提出的烧结密度提高60%，结合剂采用硼酐使全砂含水量在0.5%以下，不仅烘炉时间缩短，由原来的36小时缩短到现在的20小时，而且炉衬烧结气孔率低，炉衬抗熔蚀能力优异。以往，由于炉衬熔蚀快被迫加厚炉衬，在炉衬寿命的初期因炉衬过厚，炉子功率难以提高，采用本专利技术的级配及配料方法制造的炉衬，功率提升快，90%以上时间可达到正常的输出功率。使用寿命比原来提高1-1.5倍，经国家耐火材料质量监督检验测试中心测定，本专利技术提供的感应电炉酸性炉衬耐火材料的常温抗折强度为1.2-2.4MPa，常温抗压强度为6-15MPa，耐火度1500-1650℃，烧结后的密度为1.75-1.85g/cm3。实施例1严格按照化学成份范围精选矿源，经过破碎，粉磨，筛选，烘干，磁选后取不同网目数的石英砂按下列比例级配5-7＃19%，10-20＃18%，20-40＃15%，50-100＃21%，140-270＃23%，600＃3%，另外加入占总重量0.9%的硼酐和0.08%的氧化铜。混合均匀后，经筑炉、打实、烘炉、烧结形成感应电炉酸性炉衬，其炉龄提高1倍。实施例2操作步骤与实施例1相同，但石英砂级配关系为5-7＃20%，10-20＃19%，20-40＃14%，50-100＃20%，140-270＃22%，600＃4%，硼酐0.9%，氧化铜0.08%，其炉龄提高1倍。实施例3操作步骤与实施例1相同，但石英砂的级配关系为5-7＃19%，10-20＃20%，20-40＃15%，50-100＃20%，140-270＃22%，600＃3%，硼酐0.8%，氧化铜0.08%，其炉龄提高1.5倍。权利要求1.一种感应电炉酸性炉衬耐火材料，包括石英砂、结合剂组成的混合物经筑炉、烘炉、烧结而成，其特征在于石英砂采用微晶石英，其粒度级配关系为网目数5-7#的含量为18-20%，10-20#的为18-22%，20-40#的为14-16%，50-100#的为19-21%，140-270#的为20-24%，600#的为2-4%；结合剂采用硼酐，其含量为0.6-1.2%。2.根据权利要求1所述的酸性炉衬耐火材料，其特征在于微晶石英粒度级配关系为网目数5-7＃的含量为19%，10-20＃的为20%，20-40＃的为15%，50-100＃的为20%，140-270＃的为22%，600＃的为3%。3.根据权利要求1所述的酸性炉衬耐火材料，其特征在于硼酐的含量为0.8%。4.根据权利要求1所述的酸性炉衬耐火材料，其特征在于在混合物中加有矿化剂;矿化剂采用氧化铜，其占混合物中的含量为0.08-0.10%。5.根据权利要求4所述的酸性炉衬耐火材料，其特征在于氧化铜的含量为0.08%。全文摘要本专利技术提供一种感应电炉酸性炉衬耐火材料。它是由微晶石英，结合剂，矿化剂组成的混合物，经筑炉打实，烘炉、烧结成感应电炉酸性炉衬。其中的微晶石英按下列级配关系，网目数5—7＃的含量为18—20％，10—20＃的为18—22％，20—40＃的为14—16％，50—100＃的为19—21％，140—270＃的为20—24％，600＃的为2—4％；结合剂采用硼酐(0.6—1.2％)，矿化剂采用氧化铜(0.08—0.10％)。文档编号C04B35/66GK11109本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种感应电炉酸性炉衬耐火材料，包括石英砂、结合剂组成的混合物经筑炉、烘炉、烧结而成，其特征在于：石英砂采用微晶石英，其粒度级配关系为网目数５－７＃的含量为１８－２０％，１０－２０＃的为１８－２２％，２０－４０＃的为１４－１６％，５０－１００＃的为１９－２１％，１４０－２７０＃的为２０－２４％，６００＃的为２－４％；结合剂采用硼酐，其含量为０. ６－１. ２％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钟军，张建奇，邓开明，马建国，蒋方明，周斌全，周秀英，杨泽平，
申请(专利权)人：长沙环宇石英砂股份有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]