專利名稱：中頻感應(yīng)電爐的酸性爐襯材料及其筑爐方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中頻感應(yīng)電爐的酸性爐襯材料及其筑爐方法，屬于中頻感應(yīng)電爐技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
感應(yīng)電爐分為工頻感應(yīng)電爐和中頻感應(yīng)電爐兩類，從經(jīng)濟(jì)和效率等方面的綜合考慮，中頻感應(yīng)電爐得到迅速地發(fā)展，尤其在鑄鐵、鑄鋼及有色合金熔煉的應(yīng)用中較為廣泛。熔化工藝對(duì)感應(yīng)電爐爐襯的要求是耐火度、物理化學(xué)的穩(wěn)定性、熱膨脹系數(shù)小，較高的高溫強(qiáng)度，良好的絕緣性能，較低的熱傳導(dǎo)性能和原材料成本及環(huán)保等指標(biāo)。但在實(shí)際生產(chǎn)中，由于高溫、激冷激熱、強(qiáng)烈爐渣侵蝕及激烈的電磁攪拌直接刷洗坩堝爐襯，造成感應(yīng)電爐爐襯極易損傷和損壞，造成爐襯的有效使用壽命短，目前的中頻感應(yīng)電爐的爐齡普遍較低。當(dāng)爐襯一旦損壞必須重新筑爐，無論大小爐，筑一次爐成本少則上萬，多則幾萬元。中頻感應(yīng)電爐爐襯的高溫性能主要取決于所用耐火襯料的物理、化學(xué)性能及礦物組成，在原輔材料選定的前提下，爐襯的燒結(jié)工藝是使?fàn)t襯獲得良好的顯微組織結(jié)構(gòu)以充分發(fā)揮其耐聞溫性能的關(guān)鍵工序。酸性爐襯是目前熔煉鑄鐵的常用爐襯之一，其主要成分為二氧化硅耐火材料，該酸性爐襯材料配方通常采用四種粒度不同的粒度為8-10目、10-20目、20-40目以及270目的石英砂進(jìn)行混合，各粒度的石英砂按質(zhì)量百分比分別對(duì)應(yīng)為10 %、30 %以及30 %和30%，硼酸在石英砂中起到粘結(jié)作用。上述爐襯材料中硼酸占石英砂的比例超過2%，而硼酸量較大會(huì)造成石英砂熔化溫度加厚燒結(jié)層的產(chǎn)生，使得爐襯緩沖層厚度減少，因爐襯強(qiáng)度下降，從而引起使用壽命下降。其次，現(xiàn)有的酸性爐襯材料中石英砂粒度配比例中粗砂較為單一，其石英砂粒度及其配比，使?fàn)t襯不易形成致密，而影響使用壽命，故目前酸性爐襯的有效使用壽命平均在200爐左右。再則目前烘爐時(shí)間在12小時(shí)左右，對(duì)原料和電費(fèi)的浪費(fèi)很大，也增加的筑爐成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能提高使酸性爐襯有效使用壽命，縮短烘爐時(shí)間，降低筑爐成本的中頻感應(yīng)電爐的酸性爐襯材料及其筑爐方法。本發(fā)明為達(dá)到目的的技術(shù)方案是一種中頻感應(yīng)電爐的酸性爐襯材料，其特征在于包括爐體襯料以及爐領(lǐng)與爐嘴材料，所述爐體襯料組份包括石英砂和硼酸，石英砂與硼酸的配比按質(zhì)量份數(shù)比100 0.8-1. 3;所述的石英砂按質(zhì)量百分比，包括粒度為3-5目的
5-11%石英砂、粒度為大于5-10目的18-22%石英砂、粒度為大于10-20目的20-30%石英砂、粒度為大于20-40目的10-20%石英砂以及粒度大于40-70目的5_11 %石英砂和粒度在270目的25-30%石英砂；所述的爐領(lǐng)與爐嘴材料組份按質(zhì)量百分比，包括粒度為6-10目的5-20%的石英砂、粒度大于10-20目30-50%的石英砂以及30-50%的耐火泥和4-7%的水玻璃。
本發(fā)明中頻感應(yīng)電爐的酸性爐襯材料的筑爐方法，其特征在于(1)、制作爐體襯料以及爐領(lǐng)與爐嘴材料按質(zhì)量百分比，將粒度為3-5目的
5-11%石英砂、粒度為大于5-10目的18-22%石英砂、粒度為大于10-20目的20-30%石英砂以及粒度為大于20-40目的10-20%石英砂和粒度在40-70目的5_11 %石英砂混合攪拌8-15分鐘后，加入硼酸后混合攪拌6-10分鐘，再加入粒度在270目的25-30%石英砂混合攪拌8-15分鐘后出料制得爐體襯料待用，其中所述石英砂與硼酸的配比按重量比100 0. 8-1. 2 ;將粒度為6-10目的5-20%石英砂以及粒度大于10-20目的30-50%石英砂以及30-50%的耐火泥和4-7%的水玻璃攪拌混合后制作爐領(lǐng)與爐嘴材料待用；(2)、爐底與爐身打結(jié)先在感應(yīng)圈一側(cè)鋪設(shè)一層厚度在3-10mm且內(nèi)加雙層玻璃絲纖維布的絕緣板，按爐底尺寸輔設(shè)厚度大于2mm的耐火板，將爐體襯料均勻加在耐火板上后進(jìn)行搗固打結(jié)制成爐底，爐底高度控制在13-15cm，將坩堝模放置在感應(yīng)圈中固定，并與感應(yīng)圈同心，將爐體襯料均勻加入坩堝模內(nèi)進(jìn)行分層搗固打結(jié)，在下層搗固打結(jié)后在其表面劃毛后才可加入上層的爐體襯料；(3)、爐領(lǐng)與爐嘴的打結(jié)用爐領(lǐng)與爐嘴材料放入坩堝模內(nèi)搗固進(jìn)行爐領(lǐng)與爐嘴打結(jié)，爐嘴表面光滑平整；(4)、烘爐和燒結(jié)將打結(jié)好的爐體放置165_210h后進(jìn)行烘爐，將感應(yīng)圈功率控制在30-40kW，待感應(yīng)圈有水珠滲出時(shí)將爐體前傾25-30°持續(xù)I. 8_2. 2h ;再對(duì)爐體進(jìn)行燒結(jié)，先將感應(yīng)圈功率升至48-52kW保持1-1. 5h，再將感應(yīng)圈功率升到60-65kW持續(xù)
0.8-1. 5h使?fàn)t襯材料內(nèi)二氧化硅發(fā)生晶體轉(zhuǎn)變，最后將感應(yīng)圈功率提高至68-72kW保持
3.5-4. 5h，完成爐襯修筑。本發(fā)明通過對(duì)爐體襯料進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整，在爐體襯料中增加了 3-5目的細(xì)石英砂，同時(shí)也增加了 40-70目的粗石英砂，通過調(diào)節(jié)不同粒徑石英砂的比配以及適量增加細(xì)石英砂以抵消硼酸減少對(duì)爐襯的不良影響，通過適量的不同粒徑的粗石英砂，使?fàn)t襯的骨架更加合理，故能通過多種不同粒徑的石英砂，提高爐襯的密度，使?fàn)t襯具有較好的強(qiáng)度，同時(shí)由于爐襯組織密集，也提高爐襯的抗侵蝕性。本發(fā)明通過調(diào)節(jié)石英砂粒度以及比例，并同時(shí)將硼酸量控制在合適的比例，可降低石英砂熔化溫度而加厚燒結(jié)層的產(chǎn)生，保持爐襯緩沖層厚度，而提高爐襯強(qiáng)度，大幅度提高酸性爐襯有效使用壽命，使中頻感應(yīng)電爐的爐齡提高。本發(fā)明在筑爐中先將打結(jié)好的爐襯靜置，采用多段烘爐和燒結(jié)工藝，使?fàn)t襯的有效使用壽命得到大幅度的提高，同時(shí)大幅縮短烘爐時(shí)間，降低筑爐成本，為熔煉連續(xù)多爐次的優(yōu)質(zhì)鐵水提聞IU提保障。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的中頻感應(yīng)電爐的酸性爐襯材料，包括爐體襯料以及爐領(lǐng)與爐嘴材料，所述的爐體襯料包括石英砂和硼酸，其石英砂的Si02 ^ 98. 5%，硼酸為工業(yè)硼酸，石英砂與硼酸的配比按質(zhì)量份數(shù)比100 0. 8-1.3。本發(fā)明的石英砂按質(zhì)量百分比，包括粒度為3-5目的5-11%石英砂、粒度為大于5-10目的18-22%石英砂、粒度為大于10-20目的20-30%石英砂、粒度為大于20-40目的10-20%石英砂以及粒度大于40-70目的5-11%石英砂和粒度在270目的25-30%石英砂以及硼酸，通過改變石英砂的粒徑及配比以及硼酸的用量，使?fàn)t襯具有較好的密度，該爐體襯料還可采用粒度為4目的7-9%石英砂、粒度為7-9目的19-21%石英砂、粒度為12-18目的23-27%石英砂以及粒度在25-35目的12-16%石英砂和粒度在50-60目的7-9%石英砂以及粒度在270目的26-28%石英砂，通過調(diào)整石英砂砂粒配比，使?fàn)t襯燒結(jié)后具有較好的致密化程度，提高爐襯的抗侵蝕性。本發(fā)明爐體襯料石英砂具體粒度目數(shù)及質(zhì)量百分比見表I。表I
權(quán)利要求
1.一種中頻感應(yīng)電爐的酸性爐襯材料，其特征在于包括爐體襯料以及爐領(lǐng)與爐嘴材料，所述爐體襯料組份包括石英砂和硼酸，石英砂與硼酸的配比按質(zhì)量份數(shù)比100 0.8-1. 3;所述的石英砂按質(zhì)量百分比，包括粒度為3-5目的5-11%石英砂、粒度為大于5-10目的18-22%石英砂、粒度為大于10-20目的20-30%石英砂、粒度為大于20-40目的10-20%石英砂以及粒度大于40-70目的5-11%石英砂和粒度在270目的25-30%石英砂；所述的爐領(lǐng)與爐嘴材料組份按質(zhì)量百分比，包括粒度為6-10目的5-20%的石英砂、粒度大于10-20目30-50%的石英砂以及30-50%的耐火泥和4_7%的水玻璃。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的中頻感應(yīng)電爐的酸性爐材料，其特征在于所述爐體襯料的石英砂包括粒度為4目的7-9%石英砂、粒度為7-9目的19-21%石英砂、粒度為12-18目23-27%的石英砂以及粒度在25-35目的12-16%石英砂和粒度在50-60目的7_9%石英砂以及粒度在270目的26-28%石英砂。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的中頻感應(yīng)電爐的酸性爐材料，其特征在于所述的爐領(lǐng)與爐嘴材料組份包括粒度為7-9目的10-15%的石英砂、14-18目35-45%的石英砂以及35-45%的耐火泥和5-6%的水玻璃。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的中頻感應(yīng)電爐的酸性爐襯材料的筑爐方法，其特征在于 (1)、制作爐體襯料以及爐領(lǐng)與爐嘴材料按質(zhì)量百分比，將粒度為3-5目的5-11%石英砂、粒度為大于5-10目的18-22%石英砂、粒度為大于10-20目的20-30%石英砂以及粒度為大于20-40目的10-20%石英砂和粒度在40-70目的5_11 %石英砂混合攪拌8_15分鐘后，加入硼酸后混合攪拌6-10分鐘，再加入粒度在270目的25-30%石英砂混合攪拌8_15分鐘后出料制得爐體襯料待用，其中所述石英砂與硼酸的配比按重量比100 0.8-1. 2;將粒度為6-10目的5-20%石英砂以及粒度大于10-20目的30-50%石英砂以及30-50%的耐火泥和4-7%的水玻璃攪拌混合后制作爐領(lǐng)與爐嘴材料待用； (2)、爐底與爐身打結(jié)先在感應(yīng)圈一側(cè)鋪設(shè)一層厚度在3-10mm且內(nèi)加雙層玻璃絲纖維布的絕緣板，按爐底尺寸輔設(shè)厚度大于2mm的耐火板，將爐體襯料均勻加在耐火板上后進(jìn)行搗固打結(jié)制成爐底，爐底高度控制在13-15cm，將坩堝模放置在感應(yīng)圈中固定，并與感應(yīng)圈同心，將爐體襯料均勻加入坩堝模內(nèi)進(jìn)行分層搗固打結(jié)，在下層搗固打結(jié)后在其表面劃毛后才可加入上層的爐體襯料； (3)、爐領(lǐng)與爐嘴的打結(jié)用爐領(lǐng)與爐嘴材料放入坩堝模內(nèi)搗固進(jìn)行爐領(lǐng)與爐嘴打結(jié)，爐嘴表面光滑平整； (4)、烘爐和燒結(jié)將打結(jié)好的爐體放置165-210h后進(jìn)行烘爐，將感應(yīng)圈功率控制在30-40kW，待感應(yīng)圈有水珠滲出時(shí)將爐體前傾25-30°持續(xù)I. 8-2. 2h ;再對(duì)爐體進(jìn)行燒結(jié)，先將感應(yīng)圈功率升至48-52kW保持1-1. 5h，再將感應(yīng)圈功率升到60-65kW持續(xù)0. 8-1. 5h使?fàn)t襯材料內(nèi)二氧化硅發(fā)生晶體轉(zhuǎn)變，最后將感應(yīng)圈功率提高至68-72kW保持3. 5-4. 5h，完成爐襯修筑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種中頻感應(yīng)電爐的酸性爐襯材料及其筑爐方法，爐體襯料組份按質(zhì)量份數(shù)比為石英砂與硼酸的配比100∶0.8-1.3；石英砂按質(zhì)量百分比為粒度3-5目的5-11％石英砂、粒度大于5-10目的18-22％石英砂、粒度大于10-20目的20-30％石英砂、粒度大于20-40目的10-20％石英砂以及粒度大于40-70目的5-11％石英砂和粒度在270目的25-30％石英砂；爐領(lǐng)與爐嘴材料組份包括粒度6-10目的5-20％的石英砂、粒度大于10-20目30-50％的石英砂以及30-50％的耐火泥和4-7％的水玻璃。本發(fā)明通過改進(jìn)爐襯材料和筑爐工藝，能提高使酸性爐襯有效使用壽命，縮短烘爐時(shí)間。
文檔編號(hào)F27D1/16GK102617164SQ20121008540
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者劉宇, 吳鈞, 喻光遠(yuǎn), 趙義鋒 申請(qǐng)人:南車戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所有限公司