专利名称：一种中频感应熔炼炉炉衬的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种耐火材料领域，尤其涉及一种熔炼高锰钢、不锈钢、合金钢、碳钢中使用的中频感应熔炼炉炉衬。
背景技术：
在工业生产中，中频感应熔炼炉熔炼高锰钢、不锈钢、合金钢、碳钢的炉衬大多数是用石英砂、镁砂和刚玉材料，其优缺点大致如下
石英砂是一种酸性耐火材料，其抗热震性好，但耐火度较低，耐不住高锰钢、不锈钢、合金钢、碳钢等高温冶炼，并且S^2与碱性锰元素等发生化学反应而产生硅酸锰，所以石英砂所筑炉衬会被严重侵蚀、熔损，炉龄一般不会超过20炉次；
镁砂是一种碱性耐火材料，其耐火度较高，但抗热震性差，在冶炼高锰钢、不锈钢、合金钢、碳钢的过程中，绝大多数厂家的中频感应熔炼炉熔炼是间断生产，致使镁砂所筑中频炉衬频繁的经历急冷急热变化，会产生大量的裂纹，从而导致穿炉；
刚玉是一种中性耐火材料，其耐火度高，抗热震性好，但是价格昂贵，冶炼厂家在使用中若由于冶炼设备、筑炉、烘炉等外部原因而导致中频炉衬的损毁，则会造成冶炼厂家的很大损失，故影响了刚玉质筑炉料的推广使用。在中频感应熔炼炉炉衬的制作过程中，坩埚底部承受着全部钢液的静压力，尤其是坩埚底和坩埚壁的交界转角处是整个坩埚的最薄弱环节，由于此处坩埚砂料厚度变化大，散热条件不同，打结时不易均勻捣制，在转角处容易产生烧结裂纹导致漏钢，因此要求有较高的打结质量。坩埚壁是坩埚的主要工作部位，位于炉底与炉口间，它承受着钢液静压力、冲刷力、内外温差应力以及钢液的化学侵蚀作用等，所以，坩埚壁要求打结得均勻、致密，无横向分层裂纹。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种适用于熔炼高锰钢、不锈钢、合金钢、碳钢的中频感应熔炼炉炉衬，本发明的中频感应熔炼炉炉衬耐火温度高，且抗碱性、中性和弱酸性渣的侵蚀性能好，并且其使用寿命长、性价比高。本发明解决上述技术问题的技术方案为一种中频感应熔炼炉炉衬，其采用材料的主要成分质量百分比为=Al2O3占20-25%，MgO占50_55%，ZiO2占5_10%，Cr2O3占15_20%， 其余为杂质。进一步的，上述中频感应熔炼炉炉衬采用材料的粒度配比为3-6mm占25-30%， l-3mm 占 15-20%，O-Imm 占 15-20%，200 目占；35_40%。进一步的，上述中频感应熔炼炉炉衬的优选方案为采用材料的主要成分质量百分比为Al2O3占20%, MgO占55%，ZrO2占8%，Cr2O3占15%，其余为杂质；采用材料粒度配比为3-6mm 占 30%，l_3mm 占 15%，O-Imm 占 15%，200 目占 40%。另一优选方案为采用材料的主要成分质量百分比为Al2O3占23%，MgO占50%,
3占5%，Cr2O3占20%，其余为杂质；采用材料粒度配比为3-6mm占30%，l_3mm占20%，O-Imm 占 15%, 200 目占 35%。又一优选方案为采用材料的主要成分质量百分比为Al2O3占20%，MgO占52%, 占10%，Cr2O3占16%，其余为杂质；采用材料粒度配比为3-6mm占25%，l_3mm占18%，O-Imm 占 20%, 200 目占 37%。本发明的中频感应熔炼炉炉衬的有益效果在于
①中频感应熔炼炉炉衬的耐火度高，达到2150°C；
②热震稳定性好，比镁砂所筑炉衬的裂纹减少了90%以上；
③耐侵蚀，抗碱性、中性和弱酸性渣的侵蚀好；
④中频感应熔炼炉炉衬的施工制作方法简便，大量节约了人工劳动力；
⑤低碳节能，能显著提高中频炉衬的使用寿命，节约能源；
⑥使用的筑炉材料的价格适中，有着很高的性价比优势。
图1为中频感应熔炼炉坩埚底部打结的结构示意图。图2为中频感应熔炼炉炉衬打结完毕的结构示意图。图中，1为凹坑，2为硬砂层，3为铜感应圈，4为无尘石棉布，5为炉底，6为坩埚壁， 7为炉领及炉口。
具体实施例方式实施例1 (熔炼ZGMn 13高锰铸钢)
一种中频感应熔炼炉炉衬，其采用材料的主要成分质量百分比为=Al2O3占20%，MgO占 55%，ZrO2占8%，Cr2O3占15%，其余为杂质；采用材料粒度配比为3-6mm占30%，l_3mm占15%， O-Imm占15%，200目占40% ；按要求将材料干混拌合充分均勻。如图1，图2所示，在中频感应熔炼炉坩埚打结及打结完毕后包括以下结构凹坑 1，硬砂层2，铜感应圈3，无尘石棉布4，炉底5，坩埚壁6，炉领及炉口 7。上述中频感应熔炼炉炉衬的施工使用方法按以下步骤
①在中频感应熔炼炉的铜感应圈3涂抹线圈胶泥，干透之后再均勻铺设一层无尘石棉布4。②取中频感应熔炼炉炉衬料1000KG，在炉衬料中加入IOKG的干净自来水，充分拌合均勻后用塑料布遮盖，室温放置15分钟。③炉底的打结在中频感应熔炼炉生产过程中，炉底5承受着全部钢液的静压力， 尤其是炉底5和坩埚壁6的交界转角处是整个坩埚的最薄弱环节，由于此处坩埚砂料厚度变化大，散热条件不同，打结时不易均勻捣制，在转角处容易产生横向裂纹而导致漏钢。施工可按要求分4次加入炉衬料进行炉底打结，每次打结时间为20分钟，如图1所示，当硬砂层2达到下部第三匝铜感应圈3上时则取出表层松散砂料，于硬砂层2中挖出与钢型芯底部相吻合的凹坑1，放入钢型芯并对准中心固定；凹坑1的底部位置处于从下部第二匝铜感应圈3的位置。这样，可以保证坩埚底部温度不会偏低，防止炉底5出现凝钢现象。④坩埚壁的打结如图2所示，坩埚壁6是坩埚的主要工作部位，位于炉底5与炉口之间，它承受着钢液静压力、冲刷力、内外温差应力以及钢液的化学侵蚀作用等，因此坩埚壁必须打结得均勻、致密、无分层，通过烧结后得到优良的工作层面。中频感应熔炼炉炉衬料的施工，可按要求每次加料控制在厚度为10厘米，每次打结时间为20分钟，在每次加料前应将每一处打结紧密的硬砂层充分划松，划松厚度约为2厘米，以免层与层之间连接分层而产生横向裂纹导致穿钢。在整个打结过程中必须保持型芯正中位置，以免型芯歪斜使坩埚壁厚薄不均，降低使用寿命。当硬砂层2达到中频感应熔炼炉的渣线部位，也就是上部第一匝铜感应圈3的位置时，转入炉领及炉口 7打结。⑤炉领及炉口打结用模数M2. 8的水玻璃与炉衬料充分混合均勻，混合料不宜太干或太湿，用手捏成团即可，然后在炉领及炉口 7处涂刷一层水玻璃，填上混合料，用锤捣打结实，炉口应筑成内低外高约呈45°形状。⑥炉衬的烘烤及烧结应遵循低温缓慢烘烤、高温满炉烧结的原则，先以< 100 0C/ h的升温速度，达到1000 °c并保温浊后，继续按彡100 °c / h的升温速度，使干净的金属炉料熔化量达到90%，再以彡200 0C/ h的升温速度达到正常出钢温度，钢液熔化至满炉后，采用间断送电保温1小时再出钢，炉衬即烧结完毕。上述中频感应熔炼炉炉衬料，经检验结果如下
1.打结完中频感应熔炼炉炉衬后，拔出铁型芯，发现炉底和炉壁光滑、整洁、致密，无横向分层界线，无塌砂。2.熔炼到3炉次时观察中频炉壁，非常光滑、烧结层完整、致密，无缺陷。3.熔炼到40炉次时观察中频炉壁，光滑、无裂纹、无侵蚀。4.熔炼到100炉次时观察中频炉壁，较光滑、无裂纹，炉壁表面有少许粘渣。5.熔炼到150炉次时观察中频炉壁，较光滑、无裂纹，炉膛下部略有增大，有熔损、侵蚀现象。6.熔炼到162炉次时中频炉壁的下部第四匝铜感应圈的位置出现发红现象，停炉。此次试验，中频感应熔炼炉炉衬的使用寿命为162炉次。
实施例2 (熔炼304不锈钢)
一种中频感应熔炼炉炉衬，其采用材料的主要成分质量百分比为=Al2O3占23%，MgO占 50%，ZrO2占5%，Cr2O3占20%，其余为杂质；采用材料粒度配比为3-6mm占30%，l_3mm占20%， O-Imm占15%，200目占35% ；按要求将材料干混拌合充分均勻。上述中频感应熔炼炉炉衬的施工使用方法与实施例1相同。上述中频感应熔炼炉炉衬，经检验结果如下
1.打结完中频感应熔炼炉炉衬后，拔出铁型芯，发现炉底和炉壁光滑、整洁、致密，无横向分层界线，无塌砂。2.熔炼到3炉次时观察中频炉壁，非常光滑、烧结层完整、致密，无缺陷。3.熔炼到40炉次时观察中频炉壁，光滑、无裂纹、无侵蚀。4.熔炼到100炉次时观察中频炉壁，较光滑、无裂纹，炉壁表面有少许侵蚀。5.熔炼到150炉次时观察中频炉壁，较光滑、无裂纹，有熔损、侵蚀现象。6.熔炼到169炉次时中频炉壁的下部第三匝铜感应圈的位置出现发红现象，停
5炉。此次试验，中频感应熔炼炉炉衬的使用寿命为169炉次。实施例3 (熔炼45#碳素钢)
一种中频感应熔炼炉炉衬，其采用材料的主要成分质量百分比为=Al2O3占20%，MgO占 52%，ZrO2占10%，Cr2O3占16%，其余为杂质；采用材料粒度配比为3-6mm占25%，l_3mm占 18%, O-Imm占20%，200目占37% ；按要求将材料干混拌合充分均勻。上述中频感应熔炼炉炉衬的施工使用方法与实施例1相同。上述中频感应熔炼炉炉衬，经检验结果如下
1.打结完中频感应熔炼炉炉衬后，拔出铁型芯，发现炉底和炉壁光滑、整洁、致密，无横向分层界线，无塌砂。2.熔炼到3炉次时观察中频炉壁，非常光滑、烧结层完整、致密，无缺陷。3.熔炼到40炉次时观察中频炉壁，光滑、无裂纹、无侵蚀。4.熔炼到100炉次时观察中频炉壁，较光滑、无裂纹，炉壁表面有少许侵蚀。5.熔炼到150炉次时观察中频炉壁，较光滑、无裂纹，炉膛下部略有增大，有熔损、侵蚀现象。6.熔炼到166炉次时中频炉壁的上部第二匝铜感应圈的位置出现发红现象，停炉。此次试验，中频感应熔炼炉炉衬的使用寿命为166炉次。实施例4 (熔炼ZGCr 13高铬铸钢)
一种中频感应熔炼炉炉衬，其采用材料的主要成分质量百分比为=Al2O3占25%，MgO占 50%，ZrO2占8%，Cr2O3占15%，其余为杂质；采用材料粒度配比为3-6mm占27%，l_3mm占18%， O-Imm占18%，200目占37% ；按要求将材料干混拌合充分均勻。上述中频感应熔炼炉炉衬的施工使用方法与实施例1相同。上述中频感应熔炼炉炉衬，经检验结果如下
1.打结完中频感应熔炼炉炉衬后，拔出铁型芯，发现炉底和炉壁光滑、整洁、致密，无横向分层界线，无塌砂。2.熔炼到3炉次时观察中频炉壁，非常光滑、烧结层完整、致密，无缺陷。3.熔炼到40炉次时观察中频炉壁，光滑、无裂纹、无侵蚀。4.熔炼到100炉次时观察中频炉壁，较光滑、无裂纹，炉壁表面有少许侵蚀。5.熔炼到150炉次时观察中频炉壁，较光滑、无裂纹，炉壁中部略微增大，有熔损、侵蚀现象。6.熔炼到168炉次时中频炉壁的下部第七匝铜感应圈的位置出现发红现象，停炉；
此次试验，中频感应熔炼炉炉衬的使用寿命为168炉次。
权利要求
1.一种中频感应熔炼炉炉衬，其特征在于，其采用材料的主要成分质量百分比为 Al2O3 占 20-25%, MgO 占 50-55%, ZrO2 占 5-10%, Cr2O3 占 15-20%，其余为杂质。
2.根据权利要求1所述的中频感应熔炼炉炉衬，其特征在于，其粒度配比为3-6mm占 25-30%, l-3mm 占 15-20%，O-Imm 占 15-20%，200 目占；35_40%。
3.根据权利要求2所述的的中频感应熔炼炉炉衬，其特征在于，采用材料的主要成分质量百分比为Al2O3占20%，Mg0占55%，^O2占8%，Cr2O3占15%，其余为杂质；采用材料粒度配比为3-6mm 占 30%，l_3mm 占 15%，O-Imm 占 15%，200 目占 40%。
4.根据权利要求2所述的的中频感应熔炼炉炉衬，其特征在于，采用材料的主要成分质量百分比为Al2O3占23%，Mg0占50%, 占5%，Cr2O3占20%，其余为杂质；采用材料粒度配比为3-6mm 占 30%，l_3mm 占 20%，O-Imm 占 15%，200 目占 35%。
5.根据权利要求2所述的的中频感应熔炼炉炉衬，其特征在于，采用材料的主要成分质量百分比为Al2O3占20%, MgO占52%，ZrO2占10%, Cr2O3占16%，其余为杂质；采用材料粒度配比为3-6mm 占 25%，l_3mm 占 18%，O-Imm 占 20%，200 目占 37%。
全文摘要
本发明提供了一种中频感应熔炼炉炉衬，其采用材料的主要成分质量百分比为Al2O3占20-25%，MgO占50-55%，ZrO2占5-10%，Cr2O3占15-20%，余量为杂质；采用材料的粒度配比为3-6mm占25-30%，1-3mm占15-20%，0-1mm占15-20%，200目占35-40%。本发明为适用于熔炼高锰钢、不锈钢、合金钢、碳钢的中频感应熔炼炉炉衬，其耐火温度高，且抗碱性、中性和弱酸性渣的侵蚀性能好，并且使用寿命长、性价比高。
文档编号C04B35/66GK102491764SQ20111038944
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者张君 申请人:张君