專利名稱：：新型酸性爐襯耐火材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及感應(yīng)電爐用酸性耐火爐襯材料，具體涉及一種石英質(zhì)感應(yīng)電爐爐襯耐火材料。
背景技術(shù)：
：無芯感應(yīng)電爐是目前發(fā)展迅速、用途廣泛的一種熔化設(shè)備，廣泛用于鋼、鐵及有色合金的鑄造生產(chǎn)。如何提高感應(yīng)電爐爐襯的使用壽命是目前鑄造行業(yè)共同關(guān)心的課題。而影響電爐壽命的因素是一個(gè)系統(tǒng)工程。它包括爐襯材料性能、操作者的技術(shù)素質(zhì)、筑爐工具、烘爐工藝、爐料的清潔以等，但爐襯材料性能才是影響爐襯壽命的首要因素，包括爐襯材料的體積密度、添加的燒結(jié)劑、水份含量以及顆粒級(jí)配和石英砂本身的質(zhì)量等因素。合格的爐襯材料須具備以下性能1)具有良好的耐高溫性，耐火度應(yīng)大于1650170(TC，軟化溫度應(yīng)高于1650°C，因?yàn)閮?nèi)外壁溫差較大，要求爐襯在熱應(yīng)力下有好的強(qiáng)度；2)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度因?yàn)闋t襯壁較薄，卻要承受很重的金屬液，同時(shí)還要承受裝料時(shí)的沖擊載荷，并要考慮到爐料搭橋時(shí)，捅料時(shí)承受的機(jī)械沖擊；3)爐襯需對(duì)液態(tài)金屬及熔劑、溶渣等物具有穩(wěn)定的物理化學(xué)性能，不應(yīng)使與爐渣相反應(yīng)劇烈，而加速對(duì)爐襯的浸蝕；4)導(dǎo)電和導(dǎo)熱系數(shù)小，以保證在高溫下有良好的電氣絕緣性，保證安全生產(chǎn)；5)爐襯的熱膨脹系數(shù)宜盡量小，熱穩(wěn)定性好，能抗急冷急熱，以免產(chǎn)生龜裂和剝落。當(dāng)前世界上先進(jìn)的感應(yīng)電爐制造公司如德國(guó)JUNKER公司、美國(guó)INDUCTOTHERM公司、日本三菱公司及日本東芝感應(yīng)爐制造廠都廣泛使用瑞典生產(chǎn)的筑爐材料。隨著我國(guó)進(jìn)口感應(yīng)電爐的逐漸增加，每年用于購(gòu)買爐襯材料的費(fèi)用居高不下。我國(guó)是世界上石英砂生產(chǎn)大國(guó)，石英砂的質(zhì)量無論Si(^的含量、石英砂晶型均屬世界一流，如何利用現(xiàn)有資源優(yōu)勢(shì)，成為我們的研究課題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于針對(duì)傳統(tǒng)型酸性爐襯耐火材料使用時(shí)體積膨脹大、容易形成裂紋、且對(duì)熔化設(shè)備有一定破壞性等不足，提供一種新型酸性爐襯耐火材料。本發(fā)明的技術(shù)方案如下由于石英砂的粒度配比及結(jié)晶大小，對(duì)爐料密度、機(jī)械強(qiáng)度、耐火度、燒結(jié)性能、石英晶型轉(zhuǎn)變和膨脹性能以及爐襯的礦物組成等有重要影響。本發(fā)明選取結(jié)晶粗大的石英砂為原料，通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)匯集了大量數(shù)據(jù)，形成了獨(dú)特的顆粒配比。各原料的質(zhì)量百分含量為①3-5mm高純微晶石英砂19-23%;②l-2mm高純微晶石英砂28-32%;③O-lmm半燒結(jié)微晶石英砂20-24%;325目半燒結(jié)微晶石英砂24-28%;⑤硼酐(B203)0.8-1.1%;專用燒結(jié)劑XO為0.04-0.06%。為了達(dá)到最佳使用性能，本發(fā)明所述新型酸性爐襯耐火材料各原料的優(yōu)選質(zhì)量百分含量為①3-5mm高純微晶石英砂21%;②l-2mm高純微晶石英砂30%;③O-lmm半燒結(jié)微晶石英砂22%;325目半燒結(jié)微晶石英砂26%;⑤硼酐(B203)1%;⑥專用燒結(jié)劑XO3為0.05%。本發(fā)明的新型酸性爐襯耐火材料經(jīng)選礦、粗破、洗料、細(xì)破、分篩、檢測(cè)、烘干、檢測(cè)、配料、混料、檢驗(yàn)、包裝等步驟制成。所述新型酸性爐襯耐火材料各主要化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為Si02>98.15%;A1203《0.53%;Fe203《0.30%;Ti02《0.05%;R20《0.10%;H20《0.50;CaO《0.05%;NaOH《0.17%。經(jīng)檢測(cè)，新型酸性爐襯耐火材料的散料體積密度^1.8g/m3;襯層體積密度>2.05g/m3;粒度D隨《5.lmm。因此，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、由于采用體積穩(wěn)定、熱膨脹小的預(yù)先燒結(jié)過的半燒結(jié)微晶石英砂粉，同時(shí)加入了專用燒結(jié)劑XO，在高溫時(shí)能形成固熔體結(jié)構(gòu)，由此大大降低爐襯使用過程中產(chǎn)生的體積膨脹，爐襯不容易形成裂紋，從而提高爐襯使用壽命。2、通過對(duì)產(chǎn)品顆粒及級(jí)配的優(yōu)化研究，形成了獨(dú)特的顆粒配比，合理的粒度分布改善了材料體積密度、抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度及氣孔率，從而提高了耐火材料的爐料密度、機(jī)械強(qiáng)度、耐火度、抗渣和抗鋼液的侵蝕能力等性能，顯著延長(zhǎng)了爐襯使用壽命，降低了使用成本。3、本發(fā)明選用的石英砂原料具有結(jié)晶粗大的特點(diǎn)，由于結(jié)晶粗大的石英砂處于較低的能量位置，在晶型轉(zhuǎn)變過程中要吸收較多的能量，即在較高的溫度條件下才能發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，而此時(shí)石英顆粒周圍的細(xì)粉已有足夠數(shù)量的液相出現(xiàn)，因此可以緩沖石英顆粒在晶型轉(zhuǎn)變時(shí)所產(chǎn)生的較大的體積膨脹，并充填因顆粒崩裂而產(chǎn)生的裂縫和縫隙，從而提高了爐襯燒結(jié)的致密性。具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例旨在說明本發(fā)明而不是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步限定，本發(fā)明可以按
發(fā)明內(nèi)容所述的任一方式實(shí)施。實(shí)施例1:選取結(jié)晶粗大的石英砂為原料，各原料的質(zhì)量百分含量為3-5mm高純微晶石英砂21%;l-2mm高純微晶石英砂30%;0-lmm半燒結(jié)微晶石英砂22%;325目半燒結(jié)微晶石英砂26%;硼酐(B203)為1%;專用燒結(jié)劑X0為0.05X。經(jīng)選礦、粗破、洗料、細(xì)破、分篩、檢測(cè)、烘干、檢測(cè)、配料、混料、檢驗(yàn)、包裝等步驟制成。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明產(chǎn)品與德國(guó)JUNKER公司產(chǎn)品主要性能對(duì)比如下產(chǎn)品性能參數(shù)名稱德國(guó)JUNKER公司產(chǎn)品本發(fā)明產(chǎn)品~~~1Si0298.87%98.95%2A12030.37%0.33%4<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>以上檢測(cè)數(shù)據(jù)表明，本發(fā)明產(chǎn)品的熱膨脹(IOO(TC)比德國(guó)JUNKER公司同類產(chǎn)品要低，因此使用過程中產(chǎn)生的體積膨脹減少，爐襯不容易形成裂紋；本發(fā)明產(chǎn)品Si02的含量較德國(guó)JUNKER公司同類產(chǎn)品要高，由于石英砂的耐火度主要取決于Si(^的含量，因此本發(fā)明產(chǎn)品具有較高的耐火度；本發(fā)明產(chǎn)品中A1203、Fe203等雜質(zhì)含量比德國(guó)JUNKER公司同類產(chǎn)品低，由于該類堿金屬氧化物能使?fàn)t襯產(chǎn)生熔洞，從而影響爐襯的使用壽命，因此本發(fā)明產(chǎn)品具有較長(zhǎng)的使用壽命；同時(shí)，本發(fā)明產(chǎn)品的抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等性能均優(yōu)于德國(guó)JUNKER公司同類產(chǎn)品。實(shí)施例2:選取結(jié)晶粗大的石英砂為原料，各原料的質(zhì)量百分含量為3-5mm高純微晶石英砂20%;l-2mm高純微晶石英砂30%;0-lmm半燒結(jié)微晶石英砂23%;325目半燒結(jié)微晶石英砂26%;硼酐(B203)為1%;專用燒結(jié)劑X0為0.04X。經(jīng)選礦、粗破、洗料、細(xì)破、分篩、檢測(cè)、烘干、檢測(cè)、配料、混料、檢驗(yàn)、包裝等步驟制成。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明產(chǎn)品與德國(guó)JUNKER公司產(chǎn)品主要性能對(duì)比如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求一種新型酸性爐襯耐火材料，其特征在于，各原料的質(zhì)量百分含量為①3-5mm高純微晶石英砂19-23％；②1-2mm高純微晶石英砂28-32％；③0-1mm半燒結(jié)微晶石英砂20-24％；④325目半燒結(jié)微晶石英砂24-28％；⑤無水硼酸0.8-1.1％；⑥XO0.04-0.06％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型酸性爐襯耐火材料，其特征在于，各原料的質(zhì)量百分含量為①3-5mm高純微晶石英砂21%;②l-2mm高純微晶石英砂30%;③0-lmm半燒3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型酸性爐襯耐火材料，其特征在于，各主要化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為Si02>98.15%;A1203《0.53%;Fe203《0.30%;Ti02《0.05%;R20《0.10%;H20《0.50;CaO《0.05%;NaOH《0.17%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型酸性爐襯耐火材料，其特征在于所述散料體積密度>1.8g/m3。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型酸性爐襯耐火材料，其特征在于所述襯層體積密度>2.05g/m3。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型酸性爐襯耐火材料，其特征在于所述粒度D隨《5.lmm。全文摘要本發(fā)明公開了一種新型酸性爐襯耐火材料，各原料的質(zhì)量百分含量為3-5mm高純微晶石英砂19-23％；1-2mm高純微晶石英砂28-32％；0-1mm半燒結(jié)微晶石英砂20-24％；325目半燒結(jié)微晶石英砂24-28％；B2O30.8-1.1％；專用燒結(jié)劑XO為0.04-0.06％。本發(fā)明采用體積穩(wěn)定、熱膨脹小的預(yù)先燒結(jié)過的半燒結(jié)微晶石英砂粉為原料，同時(shí)加入了專用燒結(jié)劑，在高溫時(shí)能形成固熔體結(jié)構(gòu)，顯著減少了爐襯使用過程中產(chǎn)生的體積膨脹，爐襯不容易形成裂紋，爐襯使用壽命大大延長(zhǎng)。文檔編號(hào)C04B35/66GK101723691SQ20091022663公開日2010年6月9日申請(qǐng)日期2009年12月15日優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日發(fā)明者張建奇申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙環(huán)宇石英砂有限公司