專利名稱：一種中頻感應熔煉爐爐襯的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種耐火材料領域，尤其涉及一種熔煉高錳鋼、不銹鋼、合金鋼、碳鋼中使用的中頻感應熔煉爐爐襯。
背景技術：
在工業(yè)生產中，中頻感應熔煉爐熔煉高錳鋼、不銹鋼、合金鋼、碳鋼的爐襯大多數是用石英砂、鎂砂和剛玉材料，其優(yōu)缺點大致如下
石英砂是一種酸性耐火材料，其抗熱震性好，但耐火度較低，耐不住高錳鋼、不銹鋼、合金鋼、碳鋼等高溫冶煉，并且S^2與堿性錳元素等發(fā)生化學反應而產生硅酸錳，所以石英砂所筑爐襯會被嚴重侵蝕、熔損，爐齡一般不會超過20爐次；
鎂砂是一種堿性耐火材料，其耐火度較高，但抗熱震性差，在冶煉高錳鋼、不銹鋼、合金鋼、碳鋼的過程中，絕大多數廠家的中頻感應熔煉爐熔煉是間斷生產，致使鎂砂所筑中頻爐襯頻繁的經歷急冷急熱變化，會產生大量的裂紋，從而導致穿爐；
剛玉是一種中性耐火材料，其耐火度高，抗熱震性好，但是價格昂貴，冶煉廠家在使用中若由于冶煉設備、筑爐、烘爐等外部原因而導致中頻爐襯的損毀，則會造成冶煉廠家的很大損失，故影響了剛玉質筑爐料的推廣使用。在中頻感應熔煉爐爐襯的制作過程中，坩堝底部承受著全部鋼液的靜壓力，尤其是坩堝底和坩堝壁的交界轉角處是整個坩堝的最薄弱環(huán)節(jié)，由于此處坩堝砂料厚度變化大，散熱條件不同，打結時不易均勻搗制，在轉角處容易產生燒結裂紋導致漏鋼，因此要求有較高的打結質量。坩堝壁是坩堝的主要工作部位，位于爐底與爐口間，它承受著鋼液靜壓力、沖刷力、內外溫差應力以及鋼液的化學侵蝕作用等，所以，坩堝壁要求打結得均勻、致密，無橫向分層裂紋。

發(fā)明內容
為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種適用于熔煉高錳鋼、不銹鋼、合金鋼、碳鋼的中頻感應熔煉爐爐襯，本發(fā)明的中頻感應熔煉爐爐襯耐火溫度高，且抗堿性、中性和弱酸性渣的侵蝕性能好，并且其使用壽命長、性價比高。本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案為一種中頻感應熔煉爐爐襯，其采用材料的主要成分質量百分比為=Al2O3占20-25%，MgO占50_55%，ZiO2占5_10%，Cr2O3占15_20%， 其余為雜質。進一步的，上述中頻感應熔煉爐爐襯采用材料的粒度配比為3-6mm占25-30%， l-3mm 占 15-20%，O-Imm 占 15-20%，200 目占；35_40%。進一步的，上述中頻感應熔煉爐爐襯的優(yōu)選方案為采用材料的主要成分質量百分比為Al2O3占20%, MgO占55%，ZrO2占8%，Cr2O3占15%，其余為雜質；采用材料粒度配比為3-6mm 占 30%，l_3mm 占 15%，O-Imm 占 15%，200 目占 40%。另一優(yōu)選方案為采用材料的主要成分質量百分比為Al2O3占23%，MgO占50%,
3占5%，Cr2O3占20%，其余為雜質；采用材料粒度配比為3-6mm占30%，l_3mm占20%，O-Imm 占 15%, 200 目占 35%。又一優(yōu)選方案為采用材料的主要成分質量百分比為Al2O3占20%，MgO占52%, 占10%，Cr2O3占16%，其余為雜質；采用材料粒度配比為3-6mm占25%，l_3mm占18%，O-Imm 占 20%, 200 目占 37%。本發(fā)明的中頻感應熔煉爐爐襯的有益效果在于
①中頻感應熔煉爐爐襯的耐火度高，達到2150°C；
②熱震穩(wěn)定性好，比鎂砂所筑爐襯的裂紋減少了90%以上；
③耐侵蝕，抗堿性、中性和弱酸性渣的侵蝕好；
④中頻感應熔煉爐爐襯的施工制作方法簡便，大量節(jié)約了人工勞動力；
⑤低碳節(jié)能，能顯著提高中頻爐襯的使用壽命，節(jié)約能源；
⑥使用的筑爐材料的價格適中，有著很高的性價比優(yōu)勢。


圖1為中頻感應熔煉爐坩堝底部打結的結構示意圖。圖2為中頻感應熔煉爐爐襯打結完畢的結構示意圖。圖中，1為凹坑，2為硬砂層，3為銅感應圈，4為無塵石棉布，5為爐底，6為坩堝壁， 7為爐領及爐口。
具體實施例方式實施例1 (熔煉ZGMn 13高錳鑄鋼)
一種中頻感應熔煉爐爐襯，其采用材料的主要成分質量百分比為=Al2O3占20%，MgO占 55%，ZrO2占8%，Cr2O3占15%，其余為雜質；采用材料粒度配比為3-6mm占30%，l_3mm占15%， O-Imm占15%，200目占40% ；按要求將材料干混拌合充分均勻。如圖1，圖2所示，在中頻感應熔煉爐坩堝打結及打結完畢后包括以下結構凹坑 1，硬砂層2，銅感應圈3，無塵石棉布4，爐底5，坩堝壁6，爐領及爐口 7。上述中頻感應熔煉爐爐襯的施工使用方法按以下步驟
①在中頻感應熔煉爐的銅感應圈3涂抹線圈膠泥，干透之后再均勻鋪設一層無塵石棉布4。②取中頻感應熔煉爐爐襯料1000KG，在爐襯料中加入IOKG的干凈自來水，充分拌合均勻后用塑料布遮蓋，室溫放置15分鐘。③爐底的打結在中頻感應熔煉爐生產過程中，爐底5承受著全部鋼液的靜壓力， 尤其是爐底5和坩堝壁6的交界轉角處是整個坩堝的最薄弱環(huán)節(jié)，由于此處坩堝砂料厚度變化大，散熱條件不同，打結時不易均勻搗制，在轉角處容易產生橫向裂紋而導致漏鋼。施工可按要求分4次加入爐襯料進行爐底打結，每次打結時間為20分鐘，如圖1所示，當硬砂層2達到下部第三匝銅感應圈3上時則取出表層松散砂料，于硬砂層2中挖出與鋼型芯底部相吻合的凹坑1，放入鋼型芯并對準中心固定；凹坑1的底部位置處于從下部第二匝銅感應圈3的位置。這樣，可以保證坩堝底部溫度不會偏低，防止爐底5出現凝鋼現象。④坩堝壁的打結如圖2所示，坩堝壁6是坩堝的主要工作部位，位于爐底5與爐口之間，它承受著鋼液靜壓力、沖刷力、內外溫差應力以及鋼液的化學侵蝕作用等，因此坩堝壁必須打結得均勻、致密、無分層，通過燒結后得到優(yōu)良的工作層面。中頻感應熔煉爐爐襯料的施工，可按要求每次加料控制在厚度為10厘米，每次打結時間為20分鐘，在每次加料前應將每一處打結緊密的硬砂層充分劃松，劃松厚度約為2厘米，以免層與層之間連接分層而產生橫向裂紋導致穿鋼。在整個打結過程中必須保持型芯正中位置，以免型芯歪斜使坩堝壁厚薄不均，降低使用壽命。當硬砂層2達到中頻感應熔煉爐的渣線部位，也就是上部第一匝銅感應圈3的位置時，轉入爐領及爐口 7打結。⑤爐領及爐口打結用模數M2. 8的水玻璃與爐襯料充分混合均勻，混合料不宜太干或太濕，用手捏成團即可，然后在爐領及爐口 7處涂刷一層水玻璃，填上混合料，用錘搗打結實，爐口應筑成內低外高約呈45°形狀。⑥爐襯的烘烤及燒結應遵循低溫緩慢烘烤、高溫滿爐燒結的原則，先以< 100 0C/ h的升溫速度，達到1000 °c并保溫濁后，繼續(xù)按彡100 °c / h的升溫速度，使干凈的金屬爐料熔化量達到90%，再以彡200 0C/ h的升溫速度達到正常出鋼溫度，鋼液熔化至滿爐后，采用間斷送電保溫1小時再出鋼，爐襯即燒結完畢。上述中頻感應熔煉爐爐襯料，經檢驗結果如下
1.打結完中頻感應熔煉爐爐襯后，拔出鐵型芯，發(fā)現爐底和爐壁光滑、整潔、致密，無橫向分層界線，無塌砂。2.熔煉到3爐次時觀察中頻爐壁，非常光滑、燒結層完整、致密，無缺陷。3.熔煉到40爐次時觀察中頻爐壁，光滑、無裂紋、無侵蝕。4.熔煉到100爐次時觀察中頻爐壁，較光滑、無裂紋，爐壁表面有少許粘渣。5.熔煉到150爐次時觀察中頻爐壁，較光滑、無裂紋，爐膛下部略有增大，有熔損、侵蝕現象。6.熔煉到162爐次時中頻爐壁的下部第四匝銅感應圈的位置出現發(fā)紅現象，停爐。此次試驗，中頻感應熔煉爐爐襯的使用壽命為162爐次。
實施例2 (熔煉304不銹鋼)
一種中頻感應熔煉爐爐襯，其采用材料的主要成分質量百分比為=Al2O3占23%，MgO占 50%，ZrO2占5%，Cr2O3占20%，其余為雜質；采用材料粒度配比為3-6mm占30%，l_3mm占20%， O-Imm占15%，200目占35% ；按要求將材料干混拌合充分均勻。上述中頻感應熔煉爐爐襯的施工使用方法與實施例1相同。上述中頻感應熔煉爐爐襯，經檢驗結果如下
1.打結完中頻感應熔煉爐爐襯后，拔出鐵型芯，發(fā)現爐底和爐壁光滑、整潔、致密，無橫向分層界線，無塌砂。2.熔煉到3爐次時觀察中頻爐壁，非常光滑、燒結層完整、致密，無缺陷。3.熔煉到40爐次時觀察中頻爐壁，光滑、無裂紋、無侵蝕。4.熔煉到100爐次時觀察中頻爐壁，較光滑、無裂紋，爐壁表面有少許侵蝕。5.熔煉到150爐次時觀察中頻爐壁，較光滑、無裂紋，有熔損、侵蝕現象。6.熔煉到169爐次時中頻爐壁的下部第三匝銅感應圈的位置出現發(fā)紅現象，停
5爐。此次試驗，中頻感應熔煉爐爐襯的使用壽命為169爐次。實施例3 (熔煉45#碳素鋼)
一種中頻感應熔煉爐爐襯，其采用材料的主要成分質量百分比為=Al2O3占20%，MgO占 52%，ZrO2占10%，Cr2O3占16%，其余為雜質；采用材料粒度配比為3-6mm占25%，l_3mm占 18%, O-Imm占20%，200目占37% ；按要求將材料干混拌合充分均勻。上述中頻感應熔煉爐爐襯的施工使用方法與實施例1相同。上述中頻感應熔煉爐爐襯，經檢驗結果如下
1.打結完中頻感應熔煉爐爐襯后，拔出鐵型芯，發(fā)現爐底和爐壁光滑、整潔、致密，無橫向分層界線，無塌砂。2.熔煉到3爐次時觀察中頻爐壁，非常光滑、燒結層完整、致密，無缺陷。3.熔煉到40爐次時觀察中頻爐壁，光滑、無裂紋、無侵蝕。4.熔煉到100爐次時觀察中頻爐壁，較光滑、無裂紋，爐壁表面有少許侵蝕。5.熔煉到150爐次時觀察中頻爐壁，較光滑、無裂紋，爐膛下部略有增大，有熔損、侵蝕現象。6.熔煉到166爐次時中頻爐壁的上部第二匝銅感應圈的位置出現發(fā)紅現象，停爐。此次試驗，中頻感應熔煉爐爐襯的使用壽命為166爐次。實施例4 (熔煉ZGCr 13高鉻鑄鋼)
一種中頻感應熔煉爐爐襯，其采用材料的主要成分質量百分比為=Al2O3占25%，MgO占 50%，ZrO2占8%，Cr2O3占15%，其余為雜質；采用材料粒度配比為3-6mm占27%，l_3mm占18%， O-Imm占18%，200目占37% ；按要求將材料干混拌合充分均勻。上述中頻感應熔煉爐爐襯的施工使用方法與實施例1相同。上述中頻感應熔煉爐爐襯，經檢驗結果如下
1.打結完中頻感應熔煉爐爐襯后，拔出鐵型芯，發(fā)現爐底和爐壁光滑、整潔、致密，無橫向分層界線，無塌砂。2.熔煉到3爐次時觀察中頻爐壁，非常光滑、燒結層完整、致密，無缺陷。3.熔煉到40爐次時觀察中頻爐壁，光滑、無裂紋、無侵蝕。4.熔煉到100爐次時觀察中頻爐壁，較光滑、無裂紋，爐壁表面有少許侵蝕。5.熔煉到150爐次時觀察中頻爐壁，較光滑、無裂紋，爐壁中部略微增大，有熔損、侵蝕現象。6.熔煉到168爐次時中頻爐壁的下部第七匝銅感應圈的位置出現發(fā)紅現象，停爐；
此次試驗，中頻感應熔煉爐爐襯的使用壽命為168爐次。
權利要求
1.一種中頻感應熔煉爐爐襯，其特征在于，其采用材料的主要成分質量百分比為 Al2O3 占 20-25%, MgO 占 50-55%, ZrO2 占 5-10%, Cr2O3 占 15-20%，其余為雜質。
2.根據權利要求1所述的中頻感應熔煉爐爐襯，其特征在于，其粒度配比為3-6mm占 25-30%, l-3mm 占 15-20%，O-Imm 占 15-20%，200 目占；35_40%。
3.根據權利要求2所述的的中頻感應熔煉爐爐襯，其特征在于，采用材料的主要成分質量百分比為Al2O3占20%，Mg0占55%，^O2占8%，Cr2O3占15%，其余為雜質；采用材料粒度配比為3-6mm 占 30%，l_3mm 占 15%，O-Imm 占 15%，200 目占 40%。
4.根據權利要求2所述的的中頻感應熔煉爐爐襯，其特征在于，采用材料的主要成分質量百分比為Al2O3占23%，Mg0占50%, 占5%，Cr2O3占20%，其余為雜質；采用材料粒度配比為3-6mm 占 30%，l_3mm 占 20%，O-Imm 占 15%，200 目占 35%。
5.根據權利要求2所述的的中頻感應熔煉爐爐襯，其特征在于，采用材料的主要成分質量百分比為Al2O3占20%, MgO占52%，ZrO2占10%, Cr2O3占16%，其余為雜質；采用材料粒度配比為3-6mm 占 25%，l_3mm 占 18%，O-Imm 占 20%，200 目占 37%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種中頻感應熔煉爐爐襯，其采用材料的主要成分質量百分比為Al2O3占20-25%，MgO占50-55%，ZrO2占5-10%，Cr2O3占15-20%，余量為雜質；采用材料的粒度配比為3-6mm占25-30%，1-3mm占15-20%，0-1mm占15-20%，200目占35-40%。本發(fā)明為適用于熔煉高錳鋼、不銹鋼、合金鋼、碳鋼的中頻感應熔煉爐爐襯，其耐火溫度高，且抗堿性、中性和弱酸性渣的侵蝕性能好，并且使用壽命長、性價比高。
文檔編號C04B35/66GK102491764SQ20111038944
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權日2011年11月30日
發(fā)明者張君 申請人:張君