[发明专利]一种中频感应电炉用环保型炉衬材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种中频感应电炉用环保型炉衬材料及其制备方法，属于中频感应电炉技术领域。

背景技术

目前，铸造行业熔炼高锰钢的中频感应电炉用炉衬材料多使用镁砂为主要原材料、并添加3~5wt%硼酸为烧结剂混合而成。镁砂具有很高的烧结温度（1700℃），且极难烧结。为了使炉衬获得较高的强度来承受钢块的撞击以及钢水的冲刷，必须添加足量的硼酸，以降低烧结温度，产生强度。但是硼酸添加量较多，严重降低炉衬材料的耐火度，影响炉衬的抗侵蚀能力，从而导致炉衬使用寿命不长，且无法回收利用。其次，镁质材料的抗热震稳定性较差，导致炉衬材料极易开裂，使用寿命下降。另外，硼酸价格昂贵，也制约了冶炼的综合成本控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种中频感应电炉用环保型炉衬材料及其制备方法，其制得的炉衬材料使用寿命长、可回收利用且成本低较。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种中频感应电炉用环保型炉衬材料，包括以重量计的以下原料： 10~20份5~3mm的镁砂颗粒、10~40份3~1mm的镁砂颗粒、10~35份的1~0.09mm的镁砂颗粒、10~25份200目的镁砂细粉，4~30份的微硅粉混合，0.5~2份外加剂。

优选的中频感应电炉用环保型炉衬材料，包括以重量计的以下原料：15份5~3mm的镁砂颗粒、30份3~1mm的镁砂颗粒、25份的1~0.09mm的镁砂颗粒、20份200目的镁砂细粉、10份的微硅粉混合，1.5份外加剂。

所述的镁砂颗粒、镁砂细粉中MgO含量≥90wt%。

所述的微硅粉的SiO₂含量≥90wt%，粒度小于3微米。

所述的外加剂为硼酸、硼酐、固体水玻璃中的一种或两种及以上的任意比混合物。

所述炉衬材料作为炉衬材料使用完毕后，去掉表面的残渣，经轮碾混合机碾碎，以重量计，与液体水玻璃按100：3~6的比例混合，可用于制作铸造用铁水转运设备内衬。

一种中频感应电炉用环保型炉衬材料的制备方法，将镁砂颗粒，镁砂细粉、微硅粉和外加剂按照比例混合搅拌均匀，得中频感应电炉用环保型炉衬材料。

所述的搅拌时间为10~30min。

本发明提供的中频感应电炉用环保型炉衬材料及其制备方法， 由于微硅粉可与镁砂反应生成镁橄榄石，促进炉衬材料的烧结，其反应如下：

具有以下有益效果：

1）该反应生成的镁橄榄石系一种高温耐火物相，熔点高达1890℃，因此，该反应不仅促进炉衬材料的烧结并产生很高的强度，解决了镁砂难烧结的问题，且相比添加硼酸，添加微硅粉不会降低炉衬材料的耐火度。

2）该反应伴随有体积的微膨胀，可自动修复炉衬材料的裂纹，从而提高炉龄；另外，该反应可大幅降低炉衬材料对硼酸等烧结剂的依赖，提高炉衬材料的抗侵蚀性能从而提高使用寿命。

3）因为炉衬材料具有很高的耐火度，所以，炉衬使用结束后，其残衬依然具有很高的回收利用价值：先将残衬表面的残渣去掉，经轮碾混合机碾碎，再与液体水玻璃按质量比100：3~6的比例混合，可用于制作铸造用铁水转运设备内衬。

由此可见，与普通炉衬材料相比，本发明提供的环保型炉衬材料具有耐火度高、耐火度>1850℃；使用寿命长，炉龄可提高1倍以上、可回收利用等特点。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明，但本发明不受其限制。

实施例中采用的镁砂颗粒中MgO含量≥90wt%；微硅粉的SiO₂含量≥90wt%，粒度小于3微米。

一种中频感应电炉用环保型炉衬材料，包括以重量计的以下原料：10~20份5~3mm的镁砂颗粒、10~40份3~1mm的镁砂颗粒、10~35份的1~0.09mm的镁砂颗粒、10~25份200目的镁砂细粉，4~30份的微硅粉混合，0.5~2份外加剂。

实施例1： 

称取10kg 的5~3mm镁砂颗粒、40kg的3~1mm镁砂颗粒、25kg的1~0.09mm镁砂颗粒、10kg的200目镁砂细粉、15kg的微硅粉，外加0.5份的硼酸，搅拌10min即得到中频感应电炉用环保型炉衬材料。

实施例2： 

称取20kg的5~3mm镁砂颗粒、30kg的3~1mm镁砂颗粒、35kg的1~0.09mm镁砂颗粒、10kg的200目镁砂细粉、5kg的微硅粉，外加0.5kg硼酸和0.5kg硼酐，搅拌18min即得到中频感应电炉用环保型炉衬材料。

实施例3：