本发明涉及冲天炉用炉衬技术领域，具体为一种冲天炉用炉衬材料及其制备方法。
背景技术：
冲天炉，是铸造生产中熔化铸铁的重要设备，将铸铁块熔化成铁水后浇注到砂型中待冷却后开箱而得到铸件，冲天炉是一种竖式圆筒形熔炼炉，分为前炉和后炉，前炉又分为出铁口、出渣口、炉盖前炉缸和过桥，后炉又分为顶炉、腰炉和炉缸三个部分，腰炉与热风围管分开，修炉之后合上，用泥巴密封，顶炉上是热交换器，主要用于铸铁件生产，也用以配合转炉炼钢。
冲天炉是一种竖式圆筒形熔炼铸铁的铸造设备，主要用于铸铁件生产，也用以配合转炉炼钢，有时还用来化铜，因炉顶开口向上，故称冲天炉，冲天炉用的炉衬材料需要配合冲天炉的特性进行使用，炉衬材料的材质有很多，不同的炉衬其具备的特性也相应不同，例如中国专利cn103058679b中公开了一种中频感应电炉用自修复炉衬材料及其制备方法，该发明包括以重量计的以下原料：15～25份的5～3mm镁砂颗粒、10～35份的3～1mm镁砂颗粒、10～30份的1～0.09mm镁砂颗粒、5～25份的200目镁砂粉、5～30份的α-氧化铝微粉混合，0.5～3份的外加剂；制备时，将镁砂颗粒，镁砂粉、α-氧化铝微粉和外加剂按照比例搅拌10-30min，混合均匀，得中频感应电炉用自修复炉衬材料，该发明提的优点是可以自动修复已有裂纹，但是该自修复炉衬材料存在着耐热稳定性较差的缺点，不能有效的对应炉内极热和极冷的情况，从而降低了炉衬的使用寿命，提高了设备的成本，不方便使用，故而提出一种冲天炉用炉衬材料及其制备方法以解决上述问题。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种冲天炉用炉衬材料及其制备方法，具备耐热稳定性好等优点，解决了存在着耐热稳定性较差的缺点，不能有效的对应炉内极热和极冷的情况，从而降低了炉衬的使用寿命，提高了设备的成本，不方便使用的问题。
(二)技术方案
为实现上述耐热稳定性目的，本发明提供如下技术方案：一种冲天炉用炉衬材料，包括以下重量份数配比的原料：石英砂35-55份、氧化铝35-48份、白刚玉微粉20-30份、有机金属粉末10-15份、镁质耐火泥6-12份、矿化剂0.5-1.5份和煅烧剂2-6份。
优选的，包括以下重量份数配比的原料：石英砂35份、氧化铝35份、白刚玉微粉20份、有机金属粉末10份、镁质耐火泥6份、矿化剂0.5份和煅烧剂2份。
优选的，包括以下重量份数配比的原料：石英砂45份、氧化铝41.5份、白刚玉微粉25份、有机金属粉末12.5份、镁质耐火泥9份、矿化剂1份和煅烧剂4份。
优选的，包括以下重量份数配比的原料：石英砂55份、氧化铝48份、白刚玉微粉30份、有机金属粉末15份、镁质耐火泥12份、矿化剂1.5份和煅烧剂6份。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种冲天炉用炉衬材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将石英砂35-55份进行精选，使得精选出来的石英砂35-55份其颗粒大小大致相同，然后将精选的石英砂35-55份放置在破碎机内部进行破碎工作，破碎的时间控制在1.5-2h，随后将破碎后的物体放置在水洗框内以备使用；
2)将步骤1)中的水洗框放置在流动的水体下面，对破碎后的石英砂35-55份进行冲洗，在冲洗的同时使用搅拌杆对石英砂35-55份进行翻滚搅拌工作，冲洗的时间控制在45-60分钟，直至用白毛巾擦拭石英砂35-55份无污渍时，表示清洗完全；
3)将步骤2)中用白毛巾擦拭后的石英砂35-55份放入到烘干设备内进行烘干工作，烘干的时间控制在1-1.5h，烘干的温度控制在80-120℃，然后将烘干完毕的物料放置进分筛机内进行筛选工作，从而得到300-450目的精选石英砂颗粒；
4)将步骤3)中300-450目的精选石英砂颗粒同氧化铝35-48份、白刚玉微粉20-30份、有机金属粉末10-15份、镁质耐火泥6-12份和一定分量的离子水进行混合搅拌，搅拌的时间控制在50-130分钟，搅拌的速率控制在100-980r/min，即得到混合物a；
5)将步骤4)中得到的混合物a内加入矿化剂0.5-1.5份和煅烧剂2-6份，然后继续进行混合搅拌，混合的时间控制在30-45分钟，搅拌的速率控制在100-700r/min，随即得到混合物b；
6)将步骤5)中得到的混合物b放进真空焙烧机内进行焙烧工作，焙烧的最高温度控制在850-1200℃，焙烧的时间控制在2-4h，焙烧期间的温度上升速率控制在4-7℃/min，当焙烧的温度提升到780-820℃时，在焙烧机内充入一定数量的氮气和氧气，焙烧期间的温度上升速率控制在2-4℃/min；
7)将步骤6)中焙烧完毕后的混合物b停止焙烧，并使之仍旧放置在焙烧机内部进行保温工作，放置保温的时间控制在4-8h，然后取出焙烧后的混合物b，并将其放置进冷却室内，冷却的时间控制在3-6h，冷却后即制得一种冲天炉用炉衬材料。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种冲天炉用炉衬材料及其制备方法，具备以下有益效果：
1、该冲天炉用炉衬材料及其制备方法，通过将石英砂和氧化铝作为冲天炉用炉衬的基底材料，石英石是一种非金属矿物质，是一种坚硬、耐磨和化学性能稳定的硅酸盐矿物，石英具备较高的耐火性能和很强的抗酸性介质浸蚀能力，其内在分子链结构、晶体形状和晶格变化规律，使其具有的耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀、压电效应、谐振效应以及其独特的光学特性，氧化铝是一种高硬度的化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃，在高温下可电离的离子晶体，常用于制造耐火材料，通过石英砂和氧化铝的结合，提高了炉衬的物理性能，进而提高炉衬材料的耐热性能和热震稳定性，通过加入刚玉微粉，刚玉微分具备良好的化学稳定性，白刚玉是以优质铝氧化粉为原料，经电熔提炼结晶而成，其纯度高、自锐性好、耐酸碱腐蚀、耐高温和热态性能稳定，同时白刚玉还具有磨削能力强、发热量小和效率高的特性，通过加入刚玉微粉可以有效提高炉衬材料的耐热和耐腐蚀性能，通过配合使用增强炉衬材料的物理特性和机能，使得冲天炉用炉衬材料的耐热稳定性好，能有效的对应炉内极热和极冷的情况，从而提高了炉衬的使用寿命，降低设备的成本，方便使用。
2、该冲天炉用炉衬材料及其制备方法，通过加入有机金属粉末，使得混合物在焙烧的构成中，有机金属粉末熔化呈液态并溶入到混合物之间，从而提高了炉衬材料混合物整体连接的稳定性和刚性，有效的提高炉衬材料的抗缓冲力，镁质耐火泥是用作耐火制品砌体的砌缝材料，镁质耐火泥由耐火粉料、结合剂和外加剂组成，其具备可塑性好、粘结强度大、耐火度较高、抗蚀能力强和抗渣侵性好等优点，通过使用镁质耐火泥可以有效的将各种炉衬物料进行相粘结起来，增加了提高了冲天炉用炉衬材料的耐热稳定性和抗热性能，通过加入少剂量的矿化剂和煅烧剂提高了冲天炉用炉衬材料抗击中低温时的抗击能力，起到缓冲的目的，从而有效的缓解炉衬材料在极热或极冷的状态下导致的断裂和产生裂纹，从而提高了炉衬材料的使用寿命，通过在真空中进行焙烧工作，可以有效的避免外接各种因素的打扰，从而提高了炉衬材料制作完成后的质量和效率，整体材料运用得当，实现了冲天炉用炉衬材料耐热稳定性好的目的，提高了炉衬的使用寿命，降低了设备的成本，方便使用。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种冲天炉用炉衬材料，包括以下重量份数配比的原料：石英砂35份、氧化铝35份、白刚玉微粉20份、有机金属粉末10份、镁质耐火泥6份、矿化剂0.5份和煅烧剂2份。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种冲天炉用炉衬材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将石英砂35份进行精选，使得精选出来的石英砂35份其颗粒大小大致相同，然后将精选的石英砂35份放置在破碎机内部进行破碎工作，破碎的时间控制在1.5h，随后将破碎后的物体放置在水洗框内以备使用；
2)将步骤1)中的水洗框放置在流动的水体下面，对破碎后的石英砂35份进行冲洗，在冲洗的同时使用搅拌杆对石英砂35份进行翻滚搅拌工作，冲洗的时间控制在45分钟，直至用白毛巾擦拭石英砂35份无污渍时，表示清洗完全；
3)将步骤2)中用白毛巾擦拭后的石英砂35份放入到烘干设备内进行烘干工作，烘干的时间控制在1h，烘干的温度控制在80℃，然后将烘干完毕的物料放置进分筛机内进行筛选工作，从而得到300目的精选石英砂颗粒；
4)将步骤3)中300目的精选石英砂颗粒同氧化铝35份、白刚玉微粉20份、有机金属粉末10份、镁质耐火泥6份和一定分量的离子水进行混合搅拌，搅拌的时间控制在50分钟，搅拌的速率控制在100r/min，即得到混合物a；
5)将步骤4)中得到的混合物a内加入矿化剂0.5份和煅烧剂2份，然后继续进行混合搅拌，混合的时间控制在30分钟，搅拌的速率控制在100r/min，随即得到混合物b；
6)将步骤5)中得到的混合物b放进真空焙烧机内进行焙烧工作，焙烧的最高温度控制在850℃，焙烧的时间控制在2h，焙烧期间的温度上升速率控制在4℃/min，当焙烧的温度提升到780℃时，在焙烧机内充入一定数量的氮气和氧气，焙烧期间的温度上升速率控制在2℃/min；
7)将步骤6)中焙烧完毕后的混合物b停止焙烧，并使之仍旧放置在焙烧机内部进行保温工作，放置保温的时间控制在4h，然后取出焙烧后的混合物b，并将其放置进冷却室内，冷却的时间控制在3h，冷却后即制得一种冲天炉用炉衬材料。
制得的天炉用炉衬材料具备良好的耐热稳定性，同时具备良好的耐腐蚀性和刚性，整体物料特性优良，提高了炉衬的使用寿命，降低了设备的成本，方便使用。
实施例二：
一种冲天炉用炉衬材料，包括以下重量份数配比的原料：石英砂45份、氧化铝41.5份、白刚玉微粉25份、有机金属粉末12.5份、镁质耐火泥9份、矿化剂1份和煅烧剂4份。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种冲天炉用炉衬材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将石英砂45份进行精选，使得精选出来的石英砂45份其颗粒大小大致相同，然后将精选的石英砂45份放置在破碎机内部进行破碎工作，破碎的时间控制在1.75h，随后将破碎后的物体放置在水洗框内以备使用；
2)将步骤1)中的水洗框放置在流动的水体下面，对破碎后的石英砂45份进行冲洗，在冲洗的同时使用搅拌杆对石英砂45份进行翻滚搅拌工作，冲洗的时间控制在52.5分钟，直至用白毛巾擦拭石英砂45份无污渍时，表示清洗完全；
3)将步骤2)中用白毛巾擦拭后的石英砂45份放入到烘干设备内进行烘干工作，烘干的时间控制在1.25h，烘干的温度控制在100℃，然后将烘干完毕的物料放置进分筛机内进行筛选工作，从而得到375目的精选石英砂颗粒；
4)将步骤3)中375目的精选石英砂颗粒同氧化铝41.5份、白刚玉微粉25份、有机金属粉末12.5份、镁质耐火泥9份和一定分量的离子水进行混合搅拌，搅拌的时间控制在90分钟，搅拌的速率控制在540r/min，即得到混合物a；
5)将步骤4)中得到的混合物a内加入矿化剂1份和煅烧剂4份，然后继续进行混合搅拌，混合的时间控制在37.5分钟，搅拌的速率控制在400r/min，随即得到混合物b；
6)将步骤5)中得到的混合物b放进真空焙烧机内进行焙烧工作，焙烧的最高温度控制在1025℃，焙烧的时间控制在3h，焙烧期间的温度上升速率控制在5.5℃/min，当焙烧的温度提升到800℃时，在焙烧机内充入一定数量的氮气和氧气，焙烧期间的温度上升速率控制在3℃/min；
7)将步骤6)中焙烧完毕后的混合物b停止焙烧，并使之仍旧放置在焙烧机内部进行保温工作，放置保温的时间控制在6h，然后取出焙烧后的混合物b，并将其放置进冷却室内，冷却的时间控制在4.5h，冷却后即制得一种冲天炉用炉衬材料。
制得的天炉用炉衬材料具备较好的耐热稳定性，同时具备良好的耐腐蚀性和刚性，整体物料特性优良，提高了炉衬的使用寿命，降低了设备的成本，方便使用。
实施例三：
一种冲天炉用炉衬材料，包括以下重量份数配比的原料：石英砂55份、氧化铝48份、白刚玉微粉30份、有机金属粉末15份、镁质耐火泥12份、矿化剂1.5份和煅烧剂6份。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种冲天炉用炉衬材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将石英砂55份进行精选，使得精选出来的石英砂55份其颗粒大小大致相同，然后将精选的石英砂55份放置在破碎机内部进行破碎工作，破碎的时间控制在2h，随后将破碎后的物体放置在水洗框内以备使用；
2)将步骤1)中的水洗框放置在流动的水体下面，对破碎后的石英砂55份进行冲洗，在冲洗的同时使用搅拌杆对石英砂55份进行翻滚搅拌工作，冲洗的时间控制在60分钟，直至用白毛巾擦拭石英砂55份无污渍时，表示清洗完全；
3)将步骤2)中用白毛巾擦拭后的石英砂55份放入到烘干设备内进行烘干工作，烘干的时间控制在1.5h，烘干的温度控制在120℃，然后将烘干完毕的物料放置进分筛机内进行筛选工作，从而得到450目的精选石英砂颗粒；
4)将步骤3)中450目的精选石英砂颗粒同氧化铝48份、白刚玉微粉30份、有机金属粉末15份、镁质耐火泥12份和一定分量的离子水进行混合搅拌，搅拌的时间控制在130分钟，搅拌的速率控制在980r/min，即得到混合物a；
5)将步骤4)中得到的混合物a内加入矿化剂1.5份和煅烧剂6份，然后继续进行混合搅拌，混合的时间控制在45分钟，搅拌的速率控制在700r/min，随即得到混合物b；
6)将步骤5)中得到的混合物b放进真空焙烧机内进行焙烧工作，焙烧的最高温度控制在1200℃，焙烧的时间控制在4h，焙烧期间的温度上升速率控制在7℃/min，当焙烧的温度提升到820℃时，在焙烧机内充入一定数量的氮气和氧气，焙烧期间的温度上升速率控制在4℃/min；
7)将步骤6)中焙烧完毕后的混合物b停止焙烧，并使之仍旧放置在焙烧机内部进行保温工作，放置保温的时间控制在8h，然后取出焙烧后的混合物b，并将其放置进冷却室内，冷却的时间控制在6h，冷却后即制得一种冲天炉用炉衬材料。
制得的天炉用炉衬材料具备较好的耐热稳定性，同时具备良好的耐腐蚀性和刚性，整体物料特性优良，提高了炉衬的使用寿命，降低了设备的成本，方便使用。
本发明的有益效果是：通过将石英砂和氧化铝作为冲天炉用炉衬的基底材料，石英石是一种非金属矿物质，是一种坚硬、耐磨和化学性能稳定的硅酸盐矿物，石英具备较高的耐火性能和很强的抗酸性介质浸蚀能力，其内在分子链结构、晶体形状和晶格变化规律，使其具有的耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀、压电效应、谐振效应以及其独特的光学特性，氧化铝是一种高硬度的化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃，在高温下可电离的离子晶体，常用于制造耐火材料，通过石英砂和氧化铝的结合，提高了炉衬的物理性能，进而提高炉衬材料的耐热性能和热震稳定性，通过加入刚玉微粉，刚玉微分具备良好的化学稳定性，白刚玉是以优质铝氧化粉为原料，经电熔提炼结晶而成，其纯度高、自锐性好、耐酸碱腐蚀、耐高温和热态性能稳定，同时白刚玉还具有磨削能力强、发热量小和效率高的特性，通过加入刚玉微粉可以有效提高炉衬材料的耐热和耐腐蚀性能，通过配合使用增强炉衬材料的物理特性和机能，使得冲天炉用炉衬材料的耐热稳定性好，能有效的对应炉内极热和极冷的情况，从而提高了炉衬的使用寿命，降低设备的成本，方便使用。
并且，通过加入有机金属粉末，使得混合物在焙烧的构成中，有机金属粉末熔化呈液态并溶入到混合物之间，从而提高了炉衬材料混合物整体连接的稳定性和刚性，有效的提高炉衬材料的抗缓冲力，镁质耐火泥是用作耐火制品砌体的砌缝材料，镁质耐火泥由耐火粉料、结合剂和外加剂组成，其具备可塑性好、粘结强度大、耐火度较高、抗蚀能力强和抗渣侵性好等优点，通过使用镁质耐火泥可以有效的将各种炉衬物料进行相粘结起来，增加了提高了冲天炉用炉衬材料的耐热稳定性和抗热性能，通过加入少剂量的矿化剂和煅烧剂提高了冲天炉用炉衬材料抗击中低温时的抗击能力，起到缓冲的目的，从而有效的缓解炉衬材料在极热或极冷的状态下导致的断裂和产生裂纹，从而提高了炉衬材料的使用寿命，通过在真空中进行焙烧工作，可以有效的避免外接各种因素的打扰，从而提高了炉衬材料制作完成后的质量和效率，整体材料运用得当，实现了冲天炉用炉衬材料耐热稳定性好的目的，提高了炉衬的使用寿命，降低了设备的成本，方便使用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。