CN101279854B - 一种线圈绝缘安全炉衬材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线圈绝缘安全炉衬材料，按总质量为100％，各个组分为电熔刚玉73～85％，铝酸盐水泥8～15％，Al₂O₃微粉6～9％，结合粘土1～3％，其中电熔刚玉的质量级配比为：1～3mm粒度电熔刚玉占总质量比的18～22％，0.044～1mm粒度电熔刚玉占总质量比的35～43％，其余为＜0.044mm粒度电熔刚玉。本发明还公开了上述炉衬材料的制备方法，首先按照上述比例称量各组；再将称量的电熔刚玉、结合粘土和Al₂O₃微粉干混搅拌，得到预混料；最后再将称量好的铝酸盐水泥加入所得的预混料中，干混搅拌，再加水湿混搅拌成膏状即得。采用本发明线圈绝缘安全炉衬材料及其制备方法，耐火度高、绝缘性能好、制作方法简便、使用寿命长，还可以进行局部修补，整体筑炉成本明显降低。

Description

一种线圈绝缘安全炉衬材料及其制备方法

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，涉及用于无芯感应熔炼炉和感应加热炉的不定形耐火材料的涂抹料，具体涉及一种线圈绝缘安全炉衬材料，本发明还涉及该种线圈绝缘安全炉衬材料的制备方法。

背景技术

无芯感应炉由于升温能力强、可间歇作业、炉衬费用低、使用灵活方便，被广泛应用于熔化有色金属(如铜、铝、锌及其合金)和黑色金属(如铸铁、合金钢、不锈钢、铁合金)等，但是炉衬的热面直接与高温金属熔液接触，受到金属和熔渣的侵蚀；炉衬厚度薄，通常为60～150mm，背面受感应器冷却水的冷却，使得炉衬中存在着很大的温度梯度；炉中金属液受到剧烈的电磁搅拌作用，对炉衬产生强烈的机械蚀损；周期性的间歇作业也会使得炉衬反复受到急冷急热的损伤，因此炉衬材料的工作环境十分恶劣，如操作不当或维护不精心，经常会出现穿炉事故，甚至放炮伤人。

传统的炉衬结构是在紧靠线圈的部位铺设一层云母纸，接下来是一层报警网，再铺设一层石棉布后，最后是一层干式捣打热面炉衬。由于云母纸和石棉布材料的耐火温度低，在干式捣打热面炉衬出现穿炉时，不能起到有效的阻挡作用，使得高温金属熔液接触到通有冷却水的铜线圈，造成放炮等严重事故，安全性问题比较突出。

发明内容

本发明的目的是提供一种线圈绝缘安全炉衬材料，解决了现有技术中存在的耐火度不高、质量不可靠、安全性差的问题。

本发明的另一目的是，提供上述炉衬材料的制备方法，操作简便，能够在常温下成型，制作成本低。

本发明所采用的技术方案是：一种线圈绝缘安全炉衬材料，按质量百分比由以下组分组成：总质量为100％，其中电熔刚玉为73～85％，铝酸盐水泥为8～15％，结合粘土为1～3％，Al₂O₃微粉为6～9％，

所述的电熔刚玉中Al₂O₃的含量不少于98％，电熔刚玉的质量级配比为：1～3mm粒度电熔刚玉占总质量比的18％～22％，0.044～1mm粒度电熔刚玉占总质量比的35％～43％，其余为＜0.044mm粒度电熔刚玉，

所述的铝酸盐水泥选用其中的Al₂O₃含量为60％～80％，

所述的结合粘土中Al₂O₃含量不少于33％，可塑性指数不小于40，

所述的Al₂O₃微粉是一种粒度＜5μm，分布为双峰的超细粉。

本发明所采用的另一技术方案是，一种制备上述的线圈绝缘安全炉衬材料的方法，该方法按照以下步骤实施，

步骤1、按照总质量为100％，分别按照下述比例称量各组分：

电熔刚玉为73％～85％        铝酸盐水泥为8％～15％

结合粘土为1％～3％          Al₂O₃微粉为6％～9％

其中1～3mm粒度的电熔刚玉为18％～22％，0.044～1mm粒度的电熔刚玉为35～43％，其余为＜0.044mm粒度的电熔刚玉；

步骤2、将上述电熔刚玉、结合粘土和Al₂O₃微粉干混搅拌5～10分钟，得到预混料；

步骤3、将步骤1称量好的8％～15％的铝酸盐水泥加入步骤2所得的预混料中，干混搅拌3～5分钟，再加水湿混搅拌5～10分钟成膏状即得。

本发明的有益效果是，线圈绝缘安全炉衬材料耐火度高、绝缘性能好、安全性好；制备方法简便，使用寿命长，还可以进行局部修补，制作成本低。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的线圈绝缘安全炉衬材料，按质量百分比由以下组分组成：总质量为100％，

电熔刚玉为73～85％，      铝酸盐水泥为8～15％，

结合粘土为1～3％，        Al₂O₃微粉为6～9％，

其中电熔刚玉中的Al₂O₃含量不少于98％，颗粒临界粒度为3mm。电熔刚玉的质量级配比为：1～3mm粒度电熔刚玉占总质量比的18～22％，0.044～1mm粒度电熔刚玉占总质量比的35～43％，其余为＜0.044mm粒度电熔刚玉。

铝酸盐水泥中的Al₂O₃含量为60～80％、粒度为＜0.045mm。

结合粘土中的Al₂O₃含量不少于33％，粒度＜2μm，可塑性指数不小于40。

Al₂O₃微粉选用粒度＜5μm，分布为双峰的超细粉。

本发明的线圈绝缘安全炉衬材料以电熔刚玉为主要材料，提高了炉衬的耐火度和绝缘性能；以铝酸盐水泥为结合剂，能够在常温下成型，操作简便，同时减少杂质含量，提高炉衬的耐火度；加入结合粘土，改善了涂抹料的施工性能，高温时生成莫来石，对耐热震性提高显著；用Al₂O₃微粉既提高了炉衬的致密性，降低了气孔率，也提高了炉衬的高温性能。

本发明的线圈绝缘安全炉衬材料的制备方法，按照以下步骤实施：

步骤1、按照总质量为100％，按照下述比例分别称量各组分：

电熔刚玉为73～85％        铝酸盐水泥为8～15％，

结合粘土为1～3％          Al₂O₃微粉为6～9％

其中1～3mm粒度的电熔刚玉为18～22％，0.044～1mm粒度的电熔刚玉为35～43％，其余为＜0.044mm粒度的电熔刚玉；

步骤2、将上述电熔刚玉、结合粘土和Al₂O₃微粉干混搅拌5～10分钟，得到预混料；

步骤3、将步骤1称量好的8～15％的铝酸盐水泥加入步骤2所得的预混料中，干混搅拌3～5分钟，再加水湿混搅拌5～10分钟成膏状，即得。

本发明的线圈绝缘安全炉衬材料储存时，可将预混料与铝酸盐水泥单独密封包装，装入双层防潮编织袋，用户使用时，按上述比例倒入搅拌机，先干混搅拌，再加水湿混搅拌成膏状，手工涂抹于线圈的匝间和内表面，自然养护5天左右，按烘烤制度烘烤后即可使用。

实施例1

步骤1、按照总质量为100％，分别按照下述比例称量各组分

电熔刚玉73％        铝酸盐水泥15％

Al₂O₃微粉9％        结合粘土3％

其中电熔刚玉的质量级配比为：1～3mm粒度电熔刚玉占总质量比的18％，0.044～1mm粒度电熔刚玉占总质量比的35％，＜0.044mm粒度电熔刚玉占总质量比的20％；铝酸盐水泥粒度为＜0.045mm；结合粘土粒度＜2μm；Al₂O₃微粉粒度＜5μm，

步骤2、将三种粒度的电熔刚玉、结合粘土和Al₂O₃微粉干混搅拌5分钟，得到预混料；

步骤3、将步骤1称量好的15％的铝酸盐水泥加入步骤1所得的预混料中，干混搅拌3分钟，再加水湿混搅拌5分钟成膏状即得。

实施例2

步骤1、按照总质量为100％，分别按照下述比例称量各组分

电熔刚玉79％        铝酸盐水泥12％

Al₂O₃微粉7％        结合粘土2％

其中电熔刚玉的质量级配比为：1～3mm粒度电熔刚玉占总质量比的20％，0.044～1mm粒度电熔刚玉占总质量比的37％，＜0.044mm粒度电熔刚玉占总质量比的22％；铝酸盐水泥粒度为＜0.045mm；结合粘土粒度＜2μm；Al₂O₃微粉粒度＜5μm，

步骤2、将上述电熔刚玉、结合粘土和Al₂O₃微粉干混搅拌8分钟，得到预混料；

步骤3、将步骤1称量好的12％的铝酸盐水泥加入步骤1所得的预混料中，干混搅拌4分钟，再加水湿混搅拌7分钟成膏状即得。

实施例3

步骤1、按照总质量为100％，分别按照下述比例称量各组分

电熔刚玉85％        铝酸盐水泥8％

Al₂O₃微粉6％        结合粘土1％

其中电熔刚玉的质量级配比为：1～3mm粒度电熔刚玉占总质量比的22％，0.044～1mm粒度电熔刚玉占总质量比的43％，＜0.044mm粒度电熔刚玉占总质量比的25％；铝酸盐水泥粒度为＜0.045mm 8％；结合粘土粒度＜2μm1％；Al₂O₃微粉粒度＜5μm 6％，

步骤2、将上述电熔刚玉、结合粘土和Al₂O₃微粉干混搅拌10分钟，得到预混料；

步骤3、将步骤1称量好的8％的铝酸盐水泥加入步骤1所得的预混料中，干混搅拌5分钟，再加水湿混搅拌10分钟成膏状即得。

本发明的线圈绝缘安全炉衬材料，使用寿命一般不少于两年，还可以进行局部修补，其整体筑炉成本只有云母材料的10～20％。例如用于5吨中频无芯感应炉熔化不锈钢，平均每天20炉次，无修补可连续使用26个月，局部修补后又使用11个月。之前每年炉均换线圈1.8个，使用线圈绝缘安全炉衬材料后，每年炉均换线圈数量降为0.2个。

本发明与现有技术相比，耐火度高、绝缘性能好、制作方法简便、使用寿命长。与使用云母材料相比，本发明的优点还在于，第一，烘干后的线圈绝缘安全炉衬材料的绝缘性能优于云母；第二，当偶尔有熔融金属液体接近其表面时，胶泥体内就会释放出少量残留的水分，使得绝缘电阻降低，为***提供早期报警；第三，线圈绝缘安全衬的耐火度高于1800℃，当偶然有金属熔体渗漏到其表面出现报警时，能给线圈提供一层保护屏障，提供一定的事故处理时间；第四，线圈绝缘安全炉衬材料利用其强度对线圈进行固定，避免了在使用和筑拆炉过程中线圈的损坏和变形，延长了线圈的使用寿命；第五，线圈绝缘安全炉衬材料作为无心感应炉的永久衬，虽然一次费用高，施工周期长，但其使用寿命不少于两年，还可以进行局部修补，整体筑炉成本明显降低。

Claims (2)

1.一种线圈绝缘安全炉衬材料，其特征在于，按质量百分比由以下组分组成：总质量为100％，其中电熔刚玉为73％～85％，铝酸盐水泥为8％～15％，结合粘土为1％～3％，Al₂O₃微粉为6％～9％，

所述的电熔刚玉中Al₂O₃的含量不少于98％，电熔刚玉的质量级配比为：1～3mm粒度电熔刚玉占总质量比的18％～22％，0.044～1mm粒度电熔刚玉占总质量比的35％～43％，其余为＜0.044mm粒度电熔刚玉，

所述的铝酸盐水泥选用其中的Al₂O₃含量为60％～80％，

所述的结合粘土中Al₂O₃含量不少于33％，可塑性指数不小于40，

所述的Al₂O₃微粉是一种粒度＜5μm，分布为双峰的超细粉。

2.一种制备权利要求1所述的线圈绝缘安全炉衬材料的方法，其特征在于，该方法按照以下步骤实施，

步骤1、按照总质量为100％，分别按照下述比例称量各组分：

电熔刚玉为73％～85％        铝酸盐水泥为8％～15％

结合粘土为1％～3％          Al₂O₃微粉为6％～9％

其中1～3mm粒度的电熔刚玉为18％～22％，0.044～1mm粒度的电熔刚玉为35～43％，其余为＜0.044mm粒度的电熔刚玉；

步骤2、将上述电熔刚玉、结合粘土和Al₂O₃微粉干混搅拌5～10分钟，得到预混料；

步骤3、将步骤1称量好的8％～15％的铝酸盐水泥加入步骤2所得的预混料中，干混搅拌3～5分钟，再加水湿混搅拌5～10分钟成膏状即得。