一种烧结钕铁硼永磁材料熔炼用中频感应炉中性炉衬制造技术

一种烧结钕铁硼永磁材料熔炼用中频感应炉中性炉衬，使用的原料以高铝质铝矾土熟料为主，加入镁砂粉和外加剂，按比例混合、搅拌均匀，经打结、烘炉而制成。本发明专利技术所得中性炉衬具有高耐火度、优异的化学性质稳定性和体积稳定性、耐热冲击性好、筑炉简便快捷，烘炉时间短、炉龄长、综合成本低等特点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种烧结钕铁硼永磁材料熔炼用中频感应炉中性炉衬，使用的原料以高铝质铝矾土熟料为主，加入镁砂粉和外加剂，按比例混合、搅拌均匀，经打结、烘炉而制成。本专利技术所得中性炉衬具有高耐火度、优异的化学性质稳定性和体积稳定性、耐热冲击性好、筑炉简便快捷，烘炉时间短、炉龄长、综合成本低等特点。【专利说明】一种烧结钕铁硼永磁材料熔炼用中频感应炉中性炉衬
本专利技术涉及一种中性炉衬，尤其涉及一种烧结钕铁硼永磁材料熔炼用中频感应炉中性炉衬。
技术介绍
目前，国内烧结钕铁硼永磁材料的熔炼普遍采用中频感应炉速凝甩带技术，中频感应炉的使用寿命很大程度上由炉衬决定，要求其有足够的耐火度，良好的稳定性，较强的高温承压能力，各方向均匀的膨胀收缩性能，绝缘性好，施工性好，价格便宜。炉衬在熔炼过程中传递加热能量，在炉料撞击、熔液静压力和激冷激热、冷热不均的作用下很容易产生裂纹，进而引起坩埚在受热不均和应力作用下毁坏，使整个炉龄急促降低，直接影响着生产效率和生产成本。由于钕铁硼熔炼温度高，加入的合金元素多，要求坩埚和炉衬材料耐火度高、不与合金元素发生反应，因此应该采用化学性质稳定的中性炉衬。CN1254081A公开了一种钕铁硼永磁材料中频感应炉熔炼的坩埚打结方法，坩埚打结料的配方为(MhNx) ySzKw，X=0.25-0.45，Y=2_4，Z=0.5-2, W=4_8，其中 Μ、N 为镁砂，S 为水玻璃，K为耐火材料，按比例混合均匀后铁棒压实筑炉，室外安置24小时后放入烘箱在80-100°C烘烤5昼夜即可使用。但此方法烘炉时间太长，影响生产效率。CN102659439A公开了一种熔炼铸铁的酸性炉衬石英砂耐火材料，成分为石英砂99份，硼酸或硼酐1-2份，氧化锆0.05-0.5份，石英砂中含有氧化铝，氧化铝的重量份为0.2-1份。应用在1T，5T，15T，20T, 30T无芯中频感应炉上，熔化使用炉龄稳定达到350炉次以上。但此种酸性炉衬不适合钕铁硼永磁材料熔炼。CN103073309A公开了一种碱性的铸造行业熔炼高锰钢的中频感应电炉用环保型炉衬材料及其制备方法，该材料主要原料为:10-20份5-3mm的镁砂颗粒，10-40份3_lmm的镁砂颗粒，10-35份1-0.09mm的镁砂颗粒，4-30份的微硅粉，0.5_2份的外加剂，同时原料中加入0-25份200目的镁砂粉。目前可见报道绝大部分为钢铁熔炼用酸性或碱性炉衬，其中碱性炉衬主要用于熔炼各种高合金钢、碳钢、高锰钢、高铬钢、工具钢和不锈钢等，酸性炉衬主要用于熔化、保温铸铁的无芯感应电炉的工作炉衬。烧结钕铁硼永磁材料熔炼用中频感应炉炉衬制作技术相关报道不多。国内的钕铁硼熔炼炉衬制作普遍存在着配方不当、炉衬打结及烘炉工艺不当的问题，造成炉衬耐火度不足，荷重软化点低，稳定性差，耐冷热冲击性能差，膨胀收缩均匀性差，很多钕铁硼制造企业平均炉龄只有35炉左右。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种耐火度高，稳定性好，耐冷热冲击性能优异，膨胀收缩均匀，炉龄长的烧结钕铁硼永磁材料熔炼用中频感应炉中性炉衬。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案:一种烧结钕铁硼永磁材料熔炼用中频感应炉中性炉衬，使用的原料以高铝质铝矾土熟料为主，加入镁砂粉和外加剂，具体由以下材料加工制成: (O炉底及炉壁用材料:高铝质铝矾土熟料与镁砂粉的总重量之比为70~85:15~30,其中高招质招帆土熟料中1.7-6.0mm颗粒、0.8-1.7 mm颗粒0.15-0.8mm颗粒、小于0.15mm颗粒的质量比为10-20:20-30:25-35:25-40 ;外加剂的重量以高铝质铝矾土熟料与镁砂粉的质量之和 的百分比计算，具体为硼酸0.8-2.0%，或者水玻璃5-10%，或者硼酸1.1-1.8%与水玻璃5-8%的混合物； (2 )炉口用材料:由于炉口不易烧结，在保持高铝质铝矾土熟料与镁砂粉总重量之比仍为70~85:15~30前提下，加大高铝质铝矾土熟料中细颗粒所占的比例和外加剂中水玻璃的含量，具体为高铝质铝矾土熟料中1.7-6.0mm颗粒、0.8-1.7mm颗粒、0.15-0.8mm颗粒、小于0.15mm颗粒的质量比为8-12:20-25:30-40:30-35 ;外加剂的重量以高铝质铝矾土熟料与镁砂粉的质量之和的百分比计算，具体为水玻璃8-15%，或者硼酸1.1-1.8%与水玻璃8-15%的混合物。进一步，所述高铝质铝矾土熟料的成分为Al2O3≥85wt%, TiO2 ≤ 3wt%,Na20+K20 ^ 0.5wt%, Fe2O3≤ lwt%, SiO2 ≤ 5wt%。进一步，所述镁砂粒度为180-300目，镁砂中MgO含量≥90wt%。进一步，所述水玻璃的模数3.0-3.4。进一步，由以下方法加工制成，具体步骤为: (1)材料准备:按上述配比称量完毕后混合均匀，待用； (2)打结: a)作业前检查:先检查感应线圈及耐火砖层，发现线圈裸露、线圈距离不均及耐火砖层松动掉块及时处理，感应线圈四周涂抹一层20-30mm的耐火胶泥，耐火砖掉块用耐火胶泥补好； b)铺设绝缘层:在炉底及炉壁铺设绝缘隔热层，绝缘隔热层采用绝缘、隔热、透气性能好的石棉布，铺设方法为:①炉底交错平铺两层石棉布，平滑无褶皱；②炉壁搭叠炉底铺设一层石棉布，搭叠部分超过80mm,搭接处刷一层水玻璃,石棉布超出炉口 200-300_ ； c)炉底打结:在铺设好石棉布的炉底加入120-200_厚度的混合均匀的炉衬材料，捣实后将其表面耙松20-30mm，加入60-80mm厚度的炉衬材料再次捣实，反复4_5次，直到炉底厚度为放入坩埚后坩埚口比炉口高出40mm，将高出部分清除刮平，清除后的底面紧实、平整、水平； d)放入坩埚:用桁吊将预制坩埚吊入，放平、放正，坩埚底中心与炉底中心重合，炉壁四周间隙一致，用四个木楔各呈90°将坩埚及间隙固定，坩埚内放入铁料压紧； e)炉壁打结:把炉底未被坩埚压住的环形部分耙松20-30_，将混好的炉衬材料顺着坩埚四周均匀的倒入间隙捣实，每次加料高度为100-150mm，加料前将上表面耙松20-30mm再加入，捣实、耙松反复进行，直到炉口下50-80mm;整个过程中应注意检查坩埚是否位于中心，以免坩埚歪斜导致炉衬厚度不均，降低炉龄； f)炉口打结:为了避免大颗粒震动到上层产生炉料分层现象，炉口用料需用手工搅拌；炉壁最上层划松15-25mm后加料捣实,炉嘴部位筑好后两侧和环形炉领用Φ 3mm玻璃棒扎上均匀气孔以散发水汽，加速烘炉过程；打结完毕后，剪去炉口多出的石棉布，炉口用压板压好，自然放置半天后开始烘炉； (3)烘炉:装纯铁烘炉，以50-100°C /h的速率升温至600-800°C保温1.5-2.5h (优选2.0h), 1200-145(TC保温 2.5-3.5h(优选 3.0h),纯铁熔化后继续保温 1.5-2.5h(优选 2.0h)后出炉。炉衬原料在混合前，用磁铁将含有的导电杂质(如铁)吸除，并进行检查防止石棉纤维及尘土杂物混入。本专利技术主要原理是利用Al2O3与MgO反应生成镁铝尖晶石(MgAl2O4),促进炉衬的烧结，其反应式如下:MgO (S) +Al2O3 (S) =MgAl2O4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧结钕铁硼永磁材料熔炼用中频感应炉中性炉衬，其特征在于，使用的原料以高铝质铝矾土熟料为主，加入镁砂粉和外加剂，具体由以下材料加工制成：（1）炉底及炉壁用材料：高铝质铝矾土熟料与镁砂粉的总重量之比为70～85:15～30，其中高铝质铝矾土熟料中1.7‑6.0mm颗粒、0.8‑1.7mm颗粒0.15‑0.8mm颗粒、小于0.15mm颗粒的质量比为10‑20:20‑30:25‑35:25‑40；外加剂的重量以高铝质铝矾土熟料与镁砂粉的质量之和的百分比计算，具体为硼酸0.8‑2.0%，或者水玻璃5‑10%，或者硼酸1.1‑1.8%与水玻璃5‑8%的混合物；（2）炉口用材料：在保持高铝质铝矾土熟料与镁砂粉总重量之比仍为70～85:15～30前提下，加大高铝质铝矾土熟料中细颗粒所占的比例和外加剂中水玻璃的含量，具体为高铝质铝矾土熟料中1.7‑6.0mm颗粒、0.8‑1.7mm颗粒、0.15‑0.8mm颗粒、小于0.15mm颗粒的质量比为8‑12:20‑25:30‑40:30‑35；外加剂的重量以高铝质铝矾土熟料与镁砂粉的质量之和的百分比计算，具体为水玻璃8‑15%，或者硼酸1.1‑1.8%与水玻璃8‑15%的混合物。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：柯彬，胡盛青，何卫阳，赵宝宝，
申请(专利权)人：湖南航天磁电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43