一种线圈绝缘安全炉衬材料及其制备方法

专利名称：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%， Al2CM敛粉为6 9%。 本发明的炉衬材料，其特征还在于，
电熔刚玉中Al203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-lmm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。 铝酸盐水泥选用其中的Al2Cb含量为60% 80%。 结合粘土中八1203含量不少于33%，可塑性指数不小于40。 A1203微粉是一种粒度< 5pm，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l、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% Al203微粉为6 9%
其中l~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。
具体实施例方式
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%， Al203微粉为6~9%，
其中电熔刚玉中的八1203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 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。
铝酸盐水泥中的八1203含量为60 80%、粒度为〈0.045mm。 结合粘土中的八1203含量不少于33%，粒度<2^1111，可塑性指数不小于40。
八1203微粉选用粒度<5^111，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Al203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l、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% 八1203微粉为6~9%
其中l~3mm粒度的电熔刚玉为18~22%， 0.044 lmm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l、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%
A1203微粉9% 结合粘土 3%
其中电熔刚玉的质量级配比为l~3mm粒度电熔刚玉占总质量比的 18%， 0.044~lmm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〈2(im; 八1203微粉粒度<5^，
步骤2、将三种粒度的电熔刚玉、结合粘土和Al203微粉千混搅拌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l、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%
A1203微粉7% 结合粘土 2%
其中电熔刚玉的质量级配比为l~3mm粒度电熔刚玉占总质量比的20 %， 0.044~lmm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< 2pm; Al2CM敛粉粒度〈5^im，
步骤2、将上述电熔刚玉、结合粘土和Al203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l、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%
八1203微粉6% 结合粘土 1%
其中电熔刚玉的质量级配比为l~3mm粒度电熔刚玉占总质量比的22 %， 0.044 lmm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< 2pm 1%; A1203微粉粒度< 5pm 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，为系 统提供早期报警；第三，线圈绝缘安全衬的耐火度高于180(TC，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。
权利要求
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％。
2、 如权利要求1所述的线圈绝缘安全炉衬材料，其特征在于，所述的 电熔刚玉中八1203的含量不少于98。/。，电熔刚玉的质量级配比为l 3mm粒 度电熔刚玉占总质量比的18~22%， 0~lmm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。
3、 如权利要求1所述的感应体熔沟炉衬材料，其特征在于，所述的铝 酸盐水泥选用其中的八1203含量为60。％ 80%。
4、 如权利要求1所述的线圈绝缘安全炉衬材料，其特征在于，所述的 结合粘土中八1203含量不少于33%，可塑性指数不小于40。
5、 如权利要求1所述的线圈绝缘安全炉衬材料，其特征在于，所述的 八1203微粉是一种粒度<5^1111，分布为双峰的超细粉。
6、 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l、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% 八1203微粉为6~9%其中l~3mm粒度的电熔刚玉为18 22%， 0.044~lmm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。
全文摘要
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。
文档编号C04B35/66GK101279854SQ200810018220
公开日2008年10月8日 申请日期2008年5月16日 优先权日2008年5月16日
发明者康 赵, 赵敬忠, 敏 郭 申请人:西安理工大学