專(zhuān)利名稱：一種感應(yīng)熔煉爐襯耐火材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到新材料領(lǐng)域，屬于專(zhuān)業(yè)型無(wú)水泥耐火材料類(lèi)，具體地說(shuō)是一種感應(yīng)熔煉爐襯耐火材料及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)中，均米用常規(guī)的、一般的耐火材料生產(chǎn)技術(shù)，用于冶煉、鑄造黑色金屬(機(jī)械鑄造、球墨鑄造、特殊鋼及合金冶煉)、有色金屬熔煉(銅、合金銅、鋁、鋁合金及鋅等熔煉)的冶煉、熔煉金屬液等行業(yè)爐襯材料制作，其成型都采用干式振動(dòng)成型或半干式搗打成型。 由于操作施工過(guò)程中的差異，如操作不精心，打筑不嚴(yán)實(shí)等工作中疏忽原因，造成爐襯結(jié)構(gòu)松散，加之對(duì)該型爐子的認(rèn)識(shí)、了解不夠，研究不深，同時(shí)影響感應(yīng)爐襯的使用壽命。而使用國(guó)外進(jìn)口的干式干振料，雖然解決了爐子的使用壽命難題，但其成本較高；國(guó)內(nèi)產(chǎn)品雖然價(jià)格低，但其抗金屬溶液侵蝕不均衡，阻抗金屬溶液滲透性差，缺少安全使用性等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種操作方便、使用安全，綜合成本低，熔煉效率高，具有低、中、高溫機(jī)械強(qiáng)度一致，耐強(qiáng)磁場(chǎng)攪拌力強(qiáng)；具有低氣孔率，抗?jié)B透性能好；具有良好的熱穩(wěn)定性，及化學(xué)穩(wěn)定性，不與金屬溶液、熔渣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不會(huì)污染金屬液；具有體積變化穩(wěn)定，爐襯材料熱膨脹系數(shù)??；具有優(yōu)良的絕緣性、爐襯材料中的鐵含量低，鐵含量控制在O. 5%以下的新型耐火爐襯材料以及一種使用安全、具壽命長(zhǎng)、用途廣的新型耐火材料制造工藝。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種感應(yīng)熔煉爐襯耐火材料，包括石英砂、電熔水晶粉、礦化劑、燒結(jié)劑，所述的耐火材料是以石英砂為主要原料，再加入電熔水晶粉、礦化劑以及燒結(jié)劑進(jìn)行混合攪拌，采用機(jī)械鑄造或熔煉的方式制出的耐火材料。進(jìn)一步的，所述石英砂的化學(xué)成分為SiO2 > 97-99%, CaO < O. 02%, Fe2O3 < O. 02%,Al2O3 < O. 07%，所述石英砂在進(jìn)行混合前還包括精選、破碎、水洗、烘干、篩分以及檢驗(yàn)步驟。進(jìn)一步的，所述電熔水晶粉的包括有325目左右的電熔水晶細(xì)粉以及I μ m以下電熔水晶微粉。進(jìn)一步的，所述檢驗(yàn)步驟包括用以清水摩擦沖洗石英砂達(dá)到白毛巾擦拭后無(wú)污垢以及采用化學(xué)分析方法檢測(cè)成分符合SiO2 > 97-99%、CaO < O. 02%、Fe2O3 < O. 02%、Al2O3
<O. 07%的要求。進(jìn)一步的，所述的耐火材料制作的原材料配比是石英砂55_75%，電熔水晶細(xì)粉15-25%，電熔水晶微粉4-15%，燒結(jié)劑1-5%，礦化劑0. 01-0. 04%。本發(fā)明以天然石英——硅石(其化學(xué)成分Si02 > 97-99%，CaO < O. 02%, Fe2O3<O. 02%, Al2O3 < O. 07%)為主要原料，再加入電熔水晶細(xì)粉(325目)，微粉(I μ m以下)和微量的外加劑(礦化劑)，少量的燒結(jié)劑(硼化物)制出的新型耐火材料。其中石英砂——硅石，經(jīng)過(guò)精選，破碎，水洗，烘干，篩分后(嚴(yán)格的檢驗(yàn)方法用白毛巾擦拭后無(wú)污垢，化學(xué)分析成分合格)與電熔水晶細(xì)粉、微粉；外加劑、燒結(jié)劑充分混合攪拌后而成的干式耐火材料。在中、低溫時(shí)可起到燒結(jié)作用，使其與高溫強(qiáng)度一致。而在設(shè)計(jì)中加入少量的燒結(jié)劑和微量的外加劑(礦化劑)，使得中、低溫具有一定的機(jī)械強(qiáng)度效果，克服了以往材料中(加水泥、力口水)、干式料中、低溫強(qiáng)度低的不足性能。同時(shí)在上述材料中引入外加劑、燒結(jié)劑，主要是起到中、低溫強(qiáng)度提高的作用。在設(shè)計(jì)、制作時(shí)，按照嚴(yán)格的、科學(xué)的材料粒徑控制和合理引入礦化劑作用，可以提高材料高溫線變化率的穩(wěn)定，防止?fàn)t襯工作時(shí)發(fā)生裂紋的現(xiàn)象。本發(fā)明還提供了一種感應(yīng)熔煉爐襯耐火材料的制造方法，采用灰鐵鑄造的方法獲得所述的感應(yīng)熔煉爐襯耐火材料，其特征在于控制熔煉溫度在1380°c -1450°c，將石英砂進(jìn)行選料、破碎、清洗、烘干、篩分步驟的操作，獲得無(wú)雜質(zhì)、品質(zhì)優(yōu)的粒度為1_-18_的石英砂骨料，進(jìn)行進(jìn)一步破碎、篩分獲得粒度為O. 5mm-8mm的石英砂骨料，將研磨成200-325 目的電熔水晶細(xì)粉與篩分后的粒度為O. 5mm-8mm的石英砂骨料添加礦化劑、燒結(jié)劑混合后按照25kg/袋的標(biāo)準(zhǔn)裝袋，雙層袋包裝后，待出廠，現(xiàn)場(chǎng)振搗、焙燒后即得高強(qiáng)度爐襯體。進(jìn)一步的，本發(fā)明還提供了另外一種感應(yīng)熔煉爐襯耐火材料的制造方法，采用球墨鑄造的方法獲得所述的感應(yīng)熔煉爐襯耐火材料，控制熔煉溫度在1480-1560°C之間，將石英砂進(jìn)行選料、破碎、清洗、烘干、篩分、研磨步驟的操作，采用電熔水晶細(xì)粉和電熔水晶微粉與燒結(jié)劑、礦化劑混合研磨，與無(wú)雜質(zhì)、品質(zhì)優(yōu)的粒度為1_-8_的石英砂骨料混合攪拌后裝袋，現(xiàn)場(chǎng)施工，振搗、焙燒后即得高密度的爐襯體。更進(jìn)一步的，本發(fā)明還提供了另外一種感應(yīng)熔煉爐襯耐火材料的制造方法，采用普碳鋼熔煉方法獲得所述的感應(yīng)熔煉爐襯耐火材料，控制其熔煉溫度在1580-1670°C之間，將石英砂進(jìn)行選料、破碎、清洗、烘干、篩分、研磨步驟的操作，采用電熔水晶細(xì)粉和電熔水晶微粉與燒結(jié)劑、礦化劑混合研磨，與無(wú)雜質(zhì)、品質(zhì)優(yōu)的粒度為的石英砂混合攪拌后裝袋，現(xiàn)場(chǎng)施工，振搗、焙燒后即得高密度的爐襯體。本發(fā)明設(shè)計(jì)對(duì)主要原材料石英石——娃石，生產(chǎn)加工(制作砂、粉)時(shí)，一改以往酸洗作業(yè)工藝(方法)，直接以清水摩擦沖洗，達(dá)到用白毛巾擦挫后無(wú)污垢的目標(biāo)的檢測(cè)要求，同時(shí)不僅節(jié)約了生產(chǎn)費(fèi)用，又做到了對(duì)環(huán)境無(wú)污染，且保證了原料產(chǎn)品的原屬性。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，不僅具有高強(qiáng)度、高荷軟性能的爐襯耐火材料，還是化學(xué)穩(wěn)定，耐侵蝕，抗強(qiáng)磁場(chǎng)攪拌力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，成本低，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，使用方便、安全，修復(fù)爐襯時(shí)間短。本發(fā)明所提供的一種高性能，低成本的耐火材料,可以根據(jù)熔煉要求不同，設(shè)計(jì)出不同類(lèi)型的材質(zhì)材料，廣泛用于冶煉、鑄造有色金屬等行業(yè)爐襯耐火材料。也可用于制作大型鋼鐵企業(yè)方坯連鑄一中間包包襯體用料，還可以用于各種硅質(zhì)耐火磚砌體一耐火泥漿(荷重軟化溫度高)的材料以及各種襯體的修補(bǔ)。
具體實(shí)施例方式下面給出具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。以天然石英——娃石(其化學(xué)成分Si02> 97-99%, CaO < O. 02%, Fe2O3 < O. 02%,Al2O3 < 0.07%)為主要原料，再加入電熔水晶細(xì)粉(325目)，微粉(I μ m以下)和微量的外加劑(礦化劑)，少量的燒結(jié)劑(硼化物)制出的新型耐火材料。其中石英砂——硅石，經(jīng)過(guò)精選，破碎，水洗，烘干，篩分后(嚴(yán)格的檢驗(yàn)方法用白毛巾擦拭后無(wú)污垢，化學(xué)分析成分合格)與電熔水晶細(xì)粉、微粉；外加劑、燒結(jié)劑充分混合攪拌后而成的干式耐火材料。在中、低溫時(shí)可起到燒結(jié)作用，使其與高溫強(qiáng)度一致。而在設(shè)計(jì)中加入少量的燒結(jié)劑和微量的外加齊IJ(礦化劑)，使得中、低溫具有一定的機(jī)械強(qiáng)度效果，克服了以往材料中(加水泥、加水)、干式料中、低溫強(qiáng)度低的不足性能。同時(shí)在上述材料中引入外加劑、燒結(jié)劑，主要是起到中、低溫強(qiáng)度提高的作用。在設(shè)計(jì)、制作時(shí)，按照嚴(yán)格的、科學(xué)的材料粒徑控制和合理引入礦化劑作用，可以提高材料高溫線變化率的穩(wěn)定，防止?fàn)t襯工作時(shí)發(fā)生裂紋的現(xiàn)象。本發(fā)明設(shè)計(jì)對(duì)主要原材料石英石——娃石，生產(chǎn)加工(制作砂、粉)時(shí)，一改以往酸洗作業(yè)工藝(方法)，直接以清水摩擦沖洗，達(dá)到用白毛巾擦挫后無(wú)污垢的目標(biāo)的檢測(cè)要求，同時(shí)不僅節(jié)約了生產(chǎn)費(fèi)用，又做到了對(duì)環(huán)境無(wú)污染，且保證了原料產(chǎn)品的原屬性。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明制作的干式、干振耐火材料，其原材料配比特征是硅石55_75%，電熔水晶細(xì)粉15-25%，微粉4-15%，少量燒結(jié)劑1_5%，微量外加劑(礦化劑)0. 01-0. 04%。鑒于此，根據(jù)我們通過(guò)對(duì)感應(yīng)電爐、熔煉、操作工藝了解和認(rèn)識(shí)，分析出制作感應(yīng)電爐、熔煉不同金屬材料其熔煉溫度和化學(xué)成分不同，按照不同的工藝制作感應(yīng)爐襯材料。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的感應(yīng)爐襯耐火材料可制作如下幾種類(lèi)型
實(shí)施例I
灰鐵鑄造所需的感應(yīng)爐襯耐火材料的生產(chǎn)工藝是將精制石英石一硅石骨料(6-40目)60%，硅砂(70-140目)12%，將電熔水晶細(xì)粉和微粉24%和少量的燒結(jié)劑3%及外加劑0. 04%,共同研磨至47 μ m，混合均勻后裝袋，檢查合格待出廠。實(shí)施例2
球墨鑄鐵制造所需的感應(yīng)爐襯耐火材料的生產(chǎn)工藝是將精制水洗石英石一一娃石骨料(4-40目)65%，硅砂(70-140目)13%，將電熔水晶細(xì)粉和微粉19%和少量的燒結(jié)劑2%及外加劑0. 03%，共同研磨至25 μ m，混合均勻后裝袋，檢查合格待出廠。
實(shí)施例3
普碳鋼冶煉作業(yè)所需的感應(yīng)爐襯耐火材料的生產(chǎn)工藝是將精制石英石一娃石骨料(2-40目)67%，硅砂(40-70) : 10%，將電熔水晶細(xì)粉和微粉20%和少量的燒結(jié)劑1%及外加劑0. 02%，共同研磨至20 μ m，混合均勻后裝袋，檢查合格待出廠。綜上所述，本發(fā)明的不僅具有高強(qiáng)度、高荷軟性能的爐襯耐火材料，還是化學(xué)穩(wěn)定，耐侵蝕，抗強(qiáng)磁場(chǎng)攪拌力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，成本低，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，使用方便、安全，修復(fù)爐襯時(shí)間短。本發(fā)明所提供的一種高性能，低成本的耐火材料，可以根據(jù)熔煉要求不同，設(shè)計(jì)出不同類(lèi)型的材質(zhì)材料，廣泛用于冶煉、鑄造有色金屬等行業(yè)爐襯耐火材料。也可用于制作大型鋼鐵企業(yè)方坯連鑄一中間包包襯體用料，還可以用于各種硅質(zhì)耐火磚砌體一耐火泥漿(荷重軟化溫度高)的材料以及各種襯體的修補(bǔ)。由技術(shù)常識(shí)可知，本發(fā)明可以通過(guò)其它的不脫離其精神實(shí)質(zhì)或必要特征的實(shí)施方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，上述公開(kāi)的實(shí)施方案，就各方面而言，都只是舉例說(shuō)明，并不是僅有的。所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或在等同于本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包含。
權(quán)利要求
1.一種感應(yīng)熔煉爐襯耐火材料，包括石英砂、電熔水晶粉、礦化劑、燒結(jié)劑，其特征在于所述的耐火材料是以石英砂為主要原料，再加入電熔水晶粉、礦化劑以及燒結(jié)劑進(jìn)行混合攪拌，采用機(jī)械鑄造或熔煉的方式制出的耐火材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的感應(yīng)熔煉爐襯耐火材料，其特征在于所述石英砂的化學(xué)成分為 SiO2 > 97-99%, CaO < 0. 02%, Fe2O3 < 0. 02%, Al2O3 < 0. 07%，所述石英砂在進(jìn)行混合前還包括精選、破碎、水洗、烘干、篩分以及檢驗(yàn)步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的感應(yīng)熔煉爐襯耐火材料，其特征在于所述電熔水晶粉的包括有325目左右的電熔水晶細(xì)粉以及Iiim以下電熔水晶微粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的感應(yīng)熔煉爐襯耐火材料，其特征在于所述檢驗(yàn)步驟包括用以清水摩擦沖洗石英砂達(dá)到白毛巾擦拭后無(wú)污垢以及采用化學(xué)分析方法檢測(cè)成分符合SiO2 > 97-99%、CaO < 0. 02%、Fe2O3 < 0. 02%、Al2O3 < 0. 07% 的要求。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的感應(yīng)熔煉爐襯耐火材料，其特征在于所述的耐火材料制作的原材料配比是石英砂55-75%，電熔水晶細(xì)粉15-25%，電熔水晶微粉4_15%，燒結(jié)劑1-5%，礦化劑:0. 01-0. 04%o
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的感應(yīng)熔煉爐襯耐火材料的制造方法，采用灰鐵鑄造的方法獲得如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的感應(yīng)熔煉爐襯耐火材料，其特征在于控制熔煉溫度在1380°C -1450°C，將石英砂進(jìn)行選料、破碎、清洗、烘干、篩分步驟的操作，獲得無(wú)雜質(zhì)、品質(zhì)優(yōu)的粒度為的石英砂骨料,進(jìn)行進(jìn)一步破碎、篩分獲得粒度為0. 5mm-8mm的石英砂骨料，將研磨成200-325目的電熔水晶細(xì)粉與篩分后的粒度為0.5mm-8mm的石英砂骨料添加礦化劑、燒結(jié)劑混合后按照25kg/袋的標(biāo)準(zhǔn)裝袋,雙層袋包裝后，待出廠，現(xiàn)場(chǎng)振搗、焙燒后即得高強(qiáng)度爐襯體。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的感應(yīng)熔煉爐襯耐火材料的制造方法，采用球墨鑄造的方法獲得如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的感應(yīng)熔煉爐襯耐火材料，其特征在于控制熔煉溫度在1480-1560 V之間，將石英砂進(jìn)行選料、破碎、清洗、烘干、篩分、研磨步驟的操作，采用電熔水晶細(xì)粉和電熔水晶微粉與燒結(jié)劑、礦化劑混合研磨，與無(wú)雜質(zhì)、品質(zhì)優(yōu)的粒度為1_-8_的石英砂骨料混合攪拌后裝袋，現(xiàn)場(chǎng)施工，振搗、焙燒后即得高密度的爐襯體。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的感應(yīng)熔煉爐襯耐火材料的制造方法，采用普碳鋼熔煉的方法獲得如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的感應(yīng)熔煉爐襯耐火材料，其特征在于控制其熔煉溫度在1580-1670 V之間，將石英砂進(jìn)行選料、破碎、清洗、烘干、篩分、研磨步驟的操作，采用電熔水晶細(xì)粉和電熔水晶微粉與燒結(jié)劑、礦化劑混合研磨，與無(wú)雜質(zhì)、品質(zhì)優(yōu)的粒度為的石英砂混合攪拌后裝袋，現(xiàn)場(chǎng)施工，振搗、焙燒后即得高密度的爐襯體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種感應(yīng)熔煉爐襯耐火材料及其制造方法，包括石英砂、電熔水晶粉、礦化劑、燒結(jié)劑，所述的耐火材料是以石英砂為主要原料，再加入電熔水晶粉、礦化劑以及燒結(jié)劑進(jìn)行混合攪拌，采用機(jī)械鑄造或熔煉的方式制出的耐火材料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，不僅具有高強(qiáng)度、高荷軟性能的爐襯耐火材料，還是化學(xué)穩(wěn)定，耐侵蝕，抗強(qiáng)磁場(chǎng)攪拌力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，成本低，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，使用方便、安全，修復(fù)爐襯時(shí)間短。
文檔編號(hào)C04B35/66GK102964134SQ20121046524
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月19日
發(fā)明者林湖 申請(qǐng)人:武漢市三林耐火材料有限責(zé)任公司