[发明专利]一种中频感应炉用铝镁质干式捣打料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种中频感应炉用含尖晶石‑铝酸钙复相材料的铝镁质干式捣打料及其制备方法，所述干式捣打料以电熔白刚玉为骨料，镁砂、板状刚玉、煅烧氧化铝粉和尖晶石‑铝酸钙复相材料为基质。将所有原料均匀混合，即得中频感应炉用铝镁质干式捣打料。本发明利用尖晶石‑铝酸钙原料优化铝镁质干式捣打料的显微结构、强化物质间结合，降低原位尖晶石化反应引起的膨胀、形成空位缺陷提高吸渣能力，使得铝镁质干式捣打料的强度和烧后线变化及抗渣渗透性得到明显改善。本发明提供的铝镁质干式捣打料可大规模工业化生产，具有高强度、优异抗渣渗透性及较低的线变化，适用于中频感应炉炉衬，尤其适用于感应炉冶炼熔渣具有高锰含量特点的低合金钢。

技术领域

本发明涉及中频感应炉炉体耐火材料技术领域，尤其涉及一种中频感应炉用铝镁质干式捣打料及其制备方法。

背景技术

中频感应炉凭借其灵活、环保、高效等优点，被广泛应用于铸造行业和冶炼合金钢、碳钢以及各种高性能钢种中。炉衬是感应炉最重要的组成部分之一，起着盛放金属液，保护炉体等作用，随着高质量炼钢工艺的要求，对炉衬材料的要求也越来越苛刻，在冶炼过程中，炉衬本身就处于及其恶劣的环境中，面临着金属液的冲击、金属离子的渗透、温度急剧变化产生的热应力等一系列严重缩短炉衬使用寿命的问题，炉衬质量的好坏直接决定其生产效率和使用寿命的高低。随着短流程炼钢的快速发展，对高质量的中频感应炉用干式捣打料的需求量也越来越大。特别是在感应炉冶炼低合金钢时，熔渣中MnO含量较高，对炉衬材料的渗透严重，这已成为亟待解决的技术问题。

目前，铝镁质干式捣打料是普遍采用的一种干式捣打料，通常采用刚玉和镁砂为原料。这种传统的铝镁质干式捣打料在使用过程中，面临原位尖晶石化产生的异常膨胀，使得材料的结构被破坏，使得铝镁质干式捣打料在使用过程中更容易被渣所渗透，从而降低了炉衬的使用寿命。且这种传统的铝镁质干式捣打料具有气孔率高、结构疏松、强度低等缺点。因此，如何改善铝镁质干式捣打料物理性能和抗渗透性能是开发高性能铝镁质干式捣打料的重点。

申请号为201811645498.1的中国专利文献报道了一种铝镁质干式捣打料及其制备方法，所述捣打料的组分包括电熔刚玉质的颗粒和细粉、镁砂颗粒和细粉、板状刚玉颗粒、硼酸和由硅粉和SiC组成的高温复合促烧剂。该发明通过合理的颗粒级配，提高了捣打料的抗热震性能及抗化学侵蚀性能，配合烧结工艺，使炉衬在使用中形成尖晶石，产生的膨胀与烧结产生的收缩相匹配，改善了施工后中频炉炉衬的烧结质量，使炉衬总体强度较好。但是，该发明中引入硅元素对的铝镁质干式捣打料的高温强度和抗渣性能均不利。

申请号为201610667100.9的中国专利文献报道了一种中频感应炉用捣打料及其制备方法，所述捣打料的组分包括电熔白刚玉、电熔镁砂、氧化铝微粉、乳酸铝和乳酸镁，利用乳酸铝和乳酸镁分解得到的氧化铝和氧化镁在较低的温度下实现烧结，从而优化捣打料的高温使用性能。但是，所制得的捣打料体积密度和强度较低，线变化较大。

申请号为202210437255.9的中国专利公开了一种高强度铬刚玉捣打料，包括以下质量百分比原料：镁铝尖晶石颗粒25-35％、氮化硅3-5％、活性α-Al₂O₃微粉4-6％、氧化镁5-8％、结合剂4-6％、抑制剂1-3％、防爆纤维0.1-0.3％、余量为铬刚玉。该捣打料具有强度高、耐磨性好，抗煤渣侵蚀性和抗煤渣渗透性好的特点，但是其结合剂和抑制剂制备工艺复杂，且该捣打料含有对人体和环境有害的铬。

本发明的铝镁质干式捣打料通过引入含尖晶石-铝酸钙复相材料，分别利用预合成尖晶石来调控铝镁质干式捣打料中原位尖晶石化反应，铝酸钙来强化基质与骨料的结合，使得捣打料的物理性能有很大改善，尤其是烧后线变化的降低，抗熔渣渗透性能提高。该方法有望成为开发高性能铝镁质干式捣打料的重要途径之一。

发明内容