本发明属于冶炼技术领域，具体涉及一种中频感应电炉用干振料及其制备方法和使用方法。
背景技术
普通球铁、灰铁在使用中频感应电炉冶炼时，一般采用酸性干振料，酸性干振料的原料主要为天然石英以及电熔石英，并且采用粒度多为0-10mm。而基于生产成本的考量，由于废钢价格大幅度下降，很多生产单位使用了废钢加增碳剂的方法冶炼，以降低生产成本。此种生产方式在熔炼的过程中大量使用增碳剂，导致炉内含碳量过高，在1470℃以上时跟炉衬料快速反应：sio2+2c=si+2co↑，导致炉衬使用寿命降低，进而导致了以下一系列问题：
1、炉衬寿命降低，较为严重的从300炉次降至100炉次，导致了耐材使用成本增大，材料费、人工费、电费等人力物力的大量耗费；
2、影响了生产的连续性；
3、存在一定的生产使用安全隐患。
技术实现要素：
为了克服目前普遍存在的上述技术问题，本发明提供了一种抗碳侵蚀酸性干振料，所述干振料能有效减缓碳侵蚀，提高炉衬的使用寿命，增加了生产的安全性，降低生产成本，提高铸件质量，并且本发明干振料还具有化学稳定性好，耐高温的良好特性。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种中频感应电炉用干振料，以质量分数计，由下列组分的原料制成：天然石英25%-45%，电熔石英15%-25%，150-50目的细颗粒10%-30%，50-150目的细粉10%-30%，纳米碳化硅5%-10%，石墨烯5%-10%；
其中，所述细颗粒由刚玉和97%的电熔镁砂所组成，细粉由α-氧化铝粉、白刚玉和99%的高纯海水镁砂组成。
优选的，以质量分数计，天然石英30%，电熔石英20%，150-50目的细颗粒20%，50-150目的细粉15%，纳米碳化硅8%，石墨烯7%。
优选的，所述天然石英、电熔石英中氧化硅含量≥99%，颗粒度为1-10mm，纳米碳化硅的粒径为50-100nm。
优选的，所述细颗粒中刚玉和电熔镁砂的重量比为1:1-3；细粉中α-氧化铝粉、白刚玉和高纯海水镁砂的重量比为1：0.5-1.5：1-3。
另外，本发明还要求保护所述中频感应电炉用干振料的制备方法，包括如下步骤：
（1）原料准备：准备制备干振料的各组分原料，保证各原料的含水量不超过0.3%，以及所有原料的粒度和粒径复合标准；
（2）将符合步骤（1）标准的天然石英、电熔石英、细颗粒、细粉、纳米碳化硅、石墨烯以及占原料质量百分含量0.6%-1.2%的烧结剂b2o3按比例加入强制混料机充分混匀，即得。
本发明还要求保护所述中频感应电炉用干振料的使用方法，包括如下步骤：
（1）将符合步骤（1）标准的天然石英、电熔石英、细颗粒、细粉、纳米碳化硅、石墨烯以及占原料质量百分含量0.6%-1.2%的烧结剂b2o3按比例加入强制混料机充分混匀，即得干振料；
（2）将步骤（1）混合好的成品料进行中频感应电炉施工应用：将制备好的炉衬料分两次填充于炉底，每次加料采用排气叉排气5-6遍，然后用平头压板震动压实4遍，并且每次加料前充分刮毛；放入钢模后按照上述同样方法打制，每次加料厚度120mm，直至打制炉口部分，炉内添加废钢，送电以150℃/小时的温度升温至1100℃，并保温2个小时，再继续缓慢熔化至满炉后将温度提高至1800℃，保温2个小时使炉衬料进行充分烧结。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）本发明通过纳米碳化硅和石墨烯极高的耐火度，由于其主要成分为sic和c，可以有效隔离及抑制炉料（铁水）中的碳对炉衬中sio2的侵蚀；同时干振料中的氧化铝跟氧化镁成分在高温下形成铝镁尖晶石可以显著改善了该类耐火材料的显微结构，增强了化学稳定性；
（2）本发明中纳米碳化硅和石墨烯在高温下能够与sio2形成sio2-sic-石墨烯复合耐火材料，显著改善材料的抗机械冲击性和化学侵蚀性能力；
（3）本发明所制备的干振料性能优异，其抗铁水溶蚀指数为小于4%，耐压强度为大于55mpa，作为炉衬使用时的寿命达到400炉，综合性能十分优异。
具体实施方式
实施例1
一种中频感应电炉用干振料，以重量份计，按下列组分的原料配料：天然石英30份，电熔石英20份，150-50目的细颗粒20份，50-150目的细粉15份，纳米碳化硅8份，石墨烯7份；
其中，所述细颗粒由刚玉和97%的电熔镁砂所组成，细粉由α-氧化铝粉、白刚玉和99%的高纯海水镁砂组成；所述细颗粒中刚玉和电熔镁砂的重量比为1:2；细粉中α-氧化铝粉、白刚玉和高纯海水镁砂的重量比为1：1：2。
所述中频感应电炉用干振料的制备方法，包括如下步骤：
（1）原料准备：准备制备干振料的各组分原料，保证各原料的含水量不超过0.3%，以及所有原料的粒度和粒径复合标准；
（2）将符合步骤（1）标准的天然石英、电熔石英、细颗粒、细粉、纳米碳化硅、石墨烯以及占原料质量百分含量0.8%的烧结剂b2o3按比例加入强制混料机充分混匀，即得。
所述中频感应电炉用干振料的使用方法，步骤为：
将上述制备好的成品料进行中频感应电炉施工应用：将制备好的炉衬料分两次填充于炉底，每次加料采用排气叉排气5-6遍，然后用平头压板震动压实4遍，并且每次加料前充分刮毛；放入钢模后按照上述同样方法打制，每次加料厚度120mm，直至打制炉口部分，炉内添加废钢，送电以150℃/小时的温度升温至1100℃，并保温2个小时，再继续缓慢熔化至满炉后将温度提高至1800℃，保温2个小时使炉衬料进行充分烧结。
另外，经过测定：本实施例制备的干振料抗铁水溶蚀指数为3.4%，600℃导热系数为22.1w/mk，耐压强度为57mpa，作为炉衬使用时的寿命为400炉。
实施例2
一种中频感应电炉用干振料，以重量份计，按下列组分的原料配料：天然石英35份，电熔石英15份，150-50目的细颗粒20份，50-150目的细粉20份，纳米碳化硅5份，石墨烯5份；
其中，所述细颗粒由刚玉和97%的电熔镁砂所组成，细粉由α-氧化铝粉、白刚玉和99%的高纯海水镁砂组成；所述细颗粒中刚玉和电熔镁砂的重量比为1:1.5；细粉中α-氧化铝粉、白刚玉和高纯海水镁砂的重量比为1：1：1。
所述中频感应电炉用干振料的制备方法，包括如下步骤：
（1）原料准备：准备制备干振料的各组分原料，保证各原料的含水量不超过0.3%，以及所有原料的粒度和粒径复合标准；
（2）将符合步骤（1）标准的天然石英、电熔石英、细颗粒、细粉、纳米碳化硅、石墨烯以及占原料质量百分含量0.8%的烧结剂b2o3按比例加入强制混料机充分混匀，即得。
经过测定：本实施例制备的干振料抗铁水溶蚀指数为3.8%，600℃导热系数为21.7w/mk，耐压强度为59mpa，作为炉衬使用时的寿命为400炉。
实施例3
一种中频感应电炉用干振料，以重量份计，按下列组分的原料配料：天然石英25份，电熔石英25份，150-50目的细颗粒15份，50-150目的细粉15份，纳米碳化硅10份，石墨烯10份；
其中，所述细颗粒由刚玉和97%的电熔镁砂所组成，细粉由α-氧化铝粉、白刚玉和99%的高纯海水镁砂组成；所述细颗粒中刚玉和电熔镁砂的重量比为1:1；细粉中α-氧化铝粉、白刚玉和高纯海水镁砂的重量比为1：0.7：1。
所述中频感应电炉用干振料的制备方法，包括如下步骤：
（1）原料准备：准备制备干振料的各组分原料，保证各原料的含水量不超过0.3%，以及所有原料的粒度和粒径复合标准；
（2）将符合步骤（1）标准的天然石英、电熔石英、细颗粒、细粉、纳米碳化硅、石墨烯以及占原料质量百分含量0.8%的烧结剂b2o3按比例加入强制混料机充分混匀，即得。
经过测定：本实施例制备的干振料抗铁水溶蚀指数为3.2%，600℃导热系数为24.4w/mk，耐压强度为61mpa，作为炉衬使用时的寿命为400炉。
对比例1
一种中频感应电炉用干振料，以重量份计，按下列组分的原料配料：天然石英30份，电熔石英20份，150-50目的细颗粒20份，50-150目的细粉15份；
其中，所述细颗粒由刚玉和97%的电熔镁砂所组成，细粉由α-氧化铝粉、白刚玉和99%的高纯海水镁砂组成；所述细颗粒中刚玉和电熔镁砂的重量比为1:2；细粉中α-氧化铝粉、白刚玉和高纯海水镁砂的重量比为1：1：2。
所述中频感应电炉用干振料的制备方法，包括如下步骤：
（1）原料准备：准备制备干振料的各组分原料，保证各原料的含水量不超过0.3%，以及所有原料的粒度和粒径复合标准；
（2）将符合步骤（1）标准的天然石英、电熔石英、细颗粒、细粉以及占原料质量百分含量0.8%的烧结剂b2o3按比例加入强制混料机充分混匀，即得。
所述中频感应电炉用干振料的使用方法，步骤为：
将上述制备好的成品料进行中频感应电炉施工应用：将制备好的炉衬料分两次填充于炉底，每次加料采用排气叉排气5-6遍，然后用平头压板震动压实4遍，并且每次加料前充分刮毛；放入钢模后按照上述同样方法打制，每次加料厚度120mm，直至打制炉口部分，炉内添加废钢，送电以150℃/小时的温度升温至1100℃，并保温2个小时，再继续缓慢熔化至满炉后将温度提高至1800℃，保温2个小时使炉衬料进行充分烧结。
经过测定：本对比例制备的干振料抗铁水溶蚀指数为8.3%，600℃导热系数为27.1w/mk，耐压强度为46mpa，作为炉衬使用时的寿命为280炉。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。