一种中频炉用线圈浇注料组合物及浇注料及其制备方法与流程

1.本发明涉及中频感应炉用耐火材料技术领域，特别涉及一种中频炉用线圈浇注料组合物及浇注料。

背景技术：

2.中频感应炉是钢铁行业和铸造行业常用的一种高温冶炼设备，具有升温速度快、可间歇作业、操作方便、污染小和高效节能等特点。感应线圈是中频炉的重要组成部分之一，用于对中频炉进行加热。在中频炉冶炼使用中，可能会因为中频炉内部炉衬的原因，导致中频炉的高温钢液渗透至感应线圈从而引起线圈的损毁，甚至造成设备和人身事故。采用耐火材料对线圈进行保护，对生产的安全、有序进行有重要的意义。
3.目前保护线圈用的耐火材料大部分为线圈胶泥，一般采用高纯刚玉、氧化铝微粉、水泥和粘土为主要原料，涂抹在线圈周围，对线圈提供保护作用。例如中国cn104030704a和cn104030703a公开了用于中频炉炉衬的胶泥及其制备方法，其以致密棕刚玉、致密棕刚玉细粉、结合剂、超微粉、添加剂和防爆剂为原料制成胶泥，涂抹在线圈周围，能延长炉龄和提高使用效率，具有快干脱模和快速烘烤等特点：崔建国等研究的中频炉感应线圈保护涂料(崔建国等.中频炉感应线圈保护涂料的实验研究，河北冶金,1994.4(82),46～47)以矾土熟料为主要原料制备耐火胶泥；代西龙等所配置的无芯感应电炉用耐火胶泥(代西龙等.无芯感应电炉用耐火胶泥的配制及应用.铸造，2006.55(5)，528～529)以致密电熔刚玉、活性氧化铝微粉、纯铝酸钙水泥为原料制备耐火胶泥。胶泥涂抹在线圈的方式虽然能够保护线圈，但是后期容易出现收缩裂纹，而且，胶泥的整体性差，施工效率也较低。另外，由于中频炉的使用特点，要不断经过几百度的温度和常温的循环变换，需要线圈耐火材料具有良好的抗热震稳定性能，而目前保护线圈用的耐火材料热震稳定性较差，严重影响了线圈的使用寿命。

技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种中频炉用线圈浇注料组合物、浇注料及其制备方法，本发明提供的线圈浇注料具有整体性好，后期不产生收缩开裂，机械强度高，热震稳定性好，使用寿命长等优点。
5.本发明提供了一种中频炉用线圈浇注料组合物，包括粉料和占所述粉料0.05～0.2wt％的分散剂；
6.所述粉料包括：
7.45～65wt％的熔融石英；
8.10～25wt％的刚玉细粉；
9.8-20wt％的α-al2o3微粉；
10.0～2wt％的硅微粉；
11.8～15wt％的无机结合剂；
12.1～4wt％的粘土细粉。
13.本发明提供的浇注料组合物以熔融石英为主要原料，使得浇注料具有更好的热震稳定性，避免出现开裂现象。在一个实施例中，熔融石英中sio2含量≥98wt％；所述熔融石英的粒径≤2mm。在一个实施例中，熔融石英的含量为40～60wt％。在一个实施例中，熔融石英的含量为45～55wt％。
14.本发明提供的浇注料组合物包括刚玉细粉，在一个实施例中，所述刚玉细粉中，al2o3含量≥99wt％；所述刚玉细粉的粒径≤0.074mm。在一个实施例中，所述刚玉细粉的含量为15～20wt％。
15.本发明提供的浇注料组合物包括α-al2o3微粉，在一个实施例中，所述α-al2o3微粉中，al2o3含量≥99wt％；所述α-al2o3微粉的中位粒径≤0.005mm。在一个实施例中，所述α-al2o3微粉的含量为10～15wt％。
16.本发明提供的浇注料组合物包括硅微粉，在一个实施例中，所述硅微粉中，sio2含量≥94wt％；所述硅微粉的中位粒径≤0.003mm。在一个实施例中，所述硅微粉的含量为0.5～1.5wt％。
17.本发明提供的浇注料组合物包括无机结合剂，在一些实施例中，所述无机结合剂为偏铝酸钠、硅酸钠、水合氧化铝中的一种或者多种。在一些实施例中，所述无机结合剂的含量为10～12wt％。
18.本发明提供的浇注料组合物包括粘土细粉，在一些实施例中，所述粘土细粉的中位粒径小于等于1mm。在一些实施例中，所述粘土细粉的含量为2～3wt％。
19.本发明提供的浇注料组合物包括分散剂，在一些实施例中，所述分散剂为萘系减水剂、羧酸盐减水剂或磺酸盐减水剂中的一种，上述分散剂能够提高浇注料组合物的常温强度和中温强度，提高浇注料的使用寿命。在一些实施例中，所述分散剂占所述粉料的0.1～0.15wt％。
20.本发明还提供了一种中频炉用线圈浇注料，由上述技术方案所述的组合物与水混合热处理后得到。在一些具体的实施例中，所述水的用量为组合物的8～15wt％。上述技术方案所述的浇注料组合物在使用时，与水混合，支模整体浇注即可实现对线圈的保护。
21.本发明还提供了上述中频炉用线圈浇注料组合物的制备方法，将粉料混合后加入分散剂，混合均匀。
22.在一些具体实施例中，粉料各组分混合之前，先将熔融石英进行颗粒分级，例如分成2～1mm熔融石英和1～0mm熔融石英，再将其与刚玉细粉、α-al2o3等粉料混合。
23.与现有技术相比，本技术以熔融石英、刚玉细粉、α-al2o3微粉、硅微粉、无机结合剂、粘土细粉和分散剂为原料，采用支模整体浇注的方式实现对线圈的保护，本发明提供的浇注料流动性好、施工性好，浇注后与线圈结合的整体性好，后期强度高，不易产生收缩开裂等现象，提高了线圈的整体使用寿命；另外，本技术以熔融石英为主要原料，具有良好的热震稳定性，避免浇注料在使用过程中出现开裂等现象；本技术以偏铝酸钠、硅酸钠、水合氧化铝中的一种或者多种作为结合剂，可以提高浇注料的常温强度和中温强度。实验结果表明，本发明提供的浇注料具有整体性好、不易收缩开裂、机械强度高、热震稳定性好等优点，可以提高浇注料的使用寿命。
具体实施方式
24.本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
25.以下各实施例中所用原料如下：
26.熔融石英中，sio2含量≥98wt％，粒径≤2mm；
27.刚玉细粉中，al2o3含量≥99wt％，粒径≤0.074mm；
28.α-al2o3微粉中，al2o3含量≥99wt％，中位粒径≤0.005mm；
29.硅微粉中，sio2含量≥94wt％，中位粒径≤0.003mm；
30.粘土细粉的粒径为200目。
31.实施例1
32.将55wt％熔融石英，22wt％的刚玉细粉，10wt％的α-al2o3微粉，1wt％的硅微粉，10wt％的偏铝酸钠，2wt％的粘土细粉和占上述粉料总量0.1wt％的羧酸盐减水剂混合均匀，得到中频炉用线圈浇注料组合物。
33.使用时向上述浇注料组合物中加入10wt％的水，在不同温度下进行处理，得到浇注料，所述浇注料的性能指标如表1所示，表1为实施例1制备的浇注料的性能参数。
34.表1实施例1制备的浇注料的性能参数
[0035][0036]
其中，比较例1与实施例1的区别在于，采用刚玉细粉代替熔融石英。
[0037]
实施例2
[0038]
将50wt％熔融石英，20wt％的刚玉细粉，15wt％的α-al2o3微粉，12wt％的硅酸钠，3wt％的粘土细粉和占上述粉料总量0.1wt％的萘系减水剂混合均匀，得到中频炉用线圈浇注料组合物。
[0039]
使用时向上述浇注料组合物中加入13wt％的水，在不同温度下进行处理，得到浇注料，所述浇注料的性能指标如表2所示，表2为实施例2制备的浇注料的性能参数。
[0040]
表2实施例2制备的浇注料的性能参数
[0041][0042]
其中，比较例2与实施例2的区别在于，采用刚玉细粉代替熔融石英。
[0043]
实施例3
[0044]
将52wt％熔融石英、10wt％的刚玉细粉、20wt％的α-al2o3微粉，2wt％的硅微粉、5wt％的偏铝酸钠、10wt％水合氧化铝、1wt％的粘土细粉和占所述粉料0.1wt％的磺酸盐减水剂混合均匀，得到中频炉用线圈浇注料组合物。
[0045]
使用时向上述浇注料组合物中加入12wt％的水，在不同温度下进行处理，得到浇注料，所述浇注料的性能指标如表3所示，表3为实施例3制备的浇注料的性能参数。
[0046]
表3实施例3制备的浇注料的性能参数
[0047][0048][0049]
其中，比较例3与实施例3的区别在于，采用刚玉细粉代替熔融石英。
[0050]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种中频炉用线圈浇注料组合物，包括粉料和占所述粉料0.05～0.2wt％的分散剂；所述粉料包括：45～65wt％的熔融石英；10～25wt％的刚玉细粉；8-20wt％的α-al2o3微粉；0～2wt％的硅微粉；8～15wt％的无机结合剂；1～4wt％的粘土细粉。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述熔融石英中，sio2含量≥98wt％；所述熔融石英的粒径≤2mm。3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述刚玉细粉中，al2o3含量≥99wt％；所述刚玉细粉的粒径≤0.074mm。4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述α-al2o3微粉中，al2o3含量≥99wt％；所述α-al2o3微粉的中位粒径≤0.005mm。5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述硅微粉中，sio2含量≥94wt％；所述硅微粉的中位粒径≤0.003mm。6.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述无机结合剂为偏铝酸钠、硅酸钠、水合氧化铝中的一种或者多种。7.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述分散剂为萘系减水剂、羧酸盐减水剂或磺酸盐减水剂中的一种。8.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述粘土细粉的中位粒径≤1mm。9.一种中频炉用线圈浇注料，由权利要求1～8任意一项所述的组合物与水混合热处理后得到。10.根据权利要求9所述的浇注料，其特征在于，所述水的用量为组合物的8～15％。

技术总结

本发明提供了一种中频炉用线圈浇注料组合物，包括粉料和占所述粉料0.05～0.2wt％的分散剂；所述粉料包括：45～65wt％的熔融石英；10～25wt％的刚玉细粉；8-20wt％的α-Al2O3微粉；0～2wt％的硅微粉；8～15wt％的无机结合剂；1～4wt％的粘土细粉。本发明提供的浇注料流动性好、施工性好，浇注后与线圈结合的整体性好，后期强度高，不易产生收缩开裂等现象，提高了线圈的整体使用寿命。实验结果表明，本发明提供的浇注料具有整体性好、不易收缩开裂、机械强度高、热震稳定性好等优点，可以提高浇注料的使用寿命。注料的使用寿命。