[发明专利]一种中频感应电炉用自修复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自修复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、并外加3~5wt%硼酸为烧结剂混合而成。镁砂具有很高的烧结温度（1700℃），极难烧结，添加一定量的硼酸，可以降低烧结温度，促进烧结，使炉衬获得较高的强度，以承受钢块的撞击以及钢水的冲刷。但由于镁质耐火材料的抗热震稳定性较差，在连续熔炼过程中还能保持良好的使用效果，但间歇式生产时，温度的骤变会导致炉衬材料极易开裂。裂纹若不修补，钢水钢渣可通过裂缝钻入炉衬，加快对炉衬的侵蚀，从而降低其使用寿命；若修补裂纹，不仅施工麻烦、提高劳动强度、加大生产成本，而且延误生产、降低生产效率。 

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自修复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自修复炉衬材料，包括以重量计的以下原料： 15~25份的5~3mm镁砂颗粒、10~35份的3~1mm镁砂颗粒、10~30份的1~0.09mm镁砂颗粒、5~25份的200目镁砂粉、5~30份的α-氧化铝微粉混合，0.5~3份的外加剂。 

优选的的中频感应电炉用自修复炉衬材料，包括以重量计的以下原料：18份的5~3mm镁砂颗粒、30份的3~1mm镁砂颗粒、22份的1~0.09mm镁砂颗粒、18份的200目镁砂粉、12份的α-氧化铝微粉混合，2份的外加剂。 

所述的镁砂颗粒和镁砂粉中MgO含量≥90wt%。 

所述α-氧化铝微粉的Al₂O₃含量≥99.5wt%、粒度小于3微米。 

所述的外加剂为硼酸、硼酐中的至少一种。 

一种中频感应电炉用自修复炉衬材料的制备方法：将镁砂颗粒，镁砂粉、α-氧化铝微粉和外加剂按照比例混合搅拌均匀，得中频感应电炉用自修复炉衬材料。 

所述的搅拌时间为10~30min。 

本发明提供的中频感应电炉用自修复炉衬材料及其制备方法，由于α-氧化铝微粉与镁砂发生如下反应：     

具有以下有益效果：

1）该反应生成的镁铝尖晶石系一种高温耐火物相，熔点高达2135℃，具有耐火度高、热膨胀系数低、导热性好、抗热震稳定性好、抗剥落性好、抗碱侵蚀能力强等特点，镁砂的线膨胀系数为13.5×10^-6/℃，而镁铝尖晶石的线膨胀系数为7.6×10^-6/℃，两者相差较大。炉衬在冷却过程中，镁铝尖晶石的生成可使材料内部生成非贯通结构的微裂纹组织，分散内应力，组止裂纹的扩展，从而提高了材料的抗热震稳定性。因此，镁铝尖晶石的生成降低了镁砂抗热震稳定性差导致开裂的可能。

2）该反应伴随有5~8%的体积膨胀，可修复已经出现的裂纹。 

3）该反应促进了炉衬材料在高温下的烧结，提高了材料的抗剥落性能和抗侵蚀性能，从而提高炉龄。 

由此可见，本发明提供的自修复炉衬材料具有防止开裂、可自动修复已有裂纹等特点，不仅提高炉衬材料的使用寿命，炉龄可提高1倍以上，而且可降低劳动强度，提高生产效率、降低综合生产成本。 

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和镁砂粉中MgO含量≥90wt%；α-氧化铝微粉的Al2O3含量≥99.5wt%、粒度小于3微米。 

实施例1： 

称取15kg的5~3mm镁砂颗粒、25kg的3~1mm镁砂颗粒、30kg的1~0.09mm镁砂颗粒、15kg的200目镁砂粉、5kg的α-氧化铝微粉，外加3.0kg的硼酸，搅拌10min即得到中频感应电炉用自修复炉衬材料。

实施例2： 

称取15kg的5~3mm镁砂颗粒、35kg的3~1mm镁砂颗粒、15kg的1~0.09mm镁砂颗粒、5kg的200目镁砂粉、30kg的α-氧化铝微粉，外加0.5kg的硼酐，搅拌30min即得到中频感应电炉用自修复炉衬材料。

实施例3： 

称取25kg的5~3mm镁砂颗粒、10kg的3~1mm镁砂颗粒、20kg的1~0.09mm镁砂颗粒、25kg的200目镁砂粉、20kg的α-氧化铝微粉，外加1kg硼酸和0.5kg硼酐，搅拌20min即得到中频感应电炉用自修复炉衬材料。