專利名稱：一種線圈絕緣安全爐襯材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及用于無芯感應(yīng)熔煉爐和感應(yīng)加熱爐 的不定形耐火材料的涂抹料，具體涉及一種線圈絕緣安全爐襯材料，本發(fā)明 還涉及該種線圈絕緣安全爐襯材料的制備方法。
背景技術(shù)：
無芯感應(yīng)爐由于升溫能力強(qiáng)、可間歇作業(yè)、爐襯費(fèi)用低、使用靈活方便， 被廣泛應(yīng)用于熔化有色金屬(如銅、鋁、鋅及其合金)和黑色金屬(如鑄鐵、 合金鋼、不銹鋼、鐵合金)等，但是爐襯的熱面直接與高溫金屬熔液接觸，
受到金屬和熔渣的侵蝕；爐襯厚度薄，通常為60 150mm，背面受感應(yīng)器 冷卻水的冷卻，使得爐襯中存在著很大的溫度梯度；爐中金屬液受到劇烈的 電磁攪拌作用，對爐襯產(chǎn)生強(qiáng)烈的機(jī)械蝕損；周期性的間歇作業(yè)也會使得爐 襯反復(fù)受到急冷急熱的損傷，因此爐襯材料的工作環(huán)境十分惡劣，如操作不 當(dāng)或維護(hù)不精心，經(jīng)常會出現(xiàn)穿爐事故，甚至放炮傷人。
傳統(tǒng)的爐襯結(jié)構(gòu)是在緊靠線圈的部位鋪設(shè)一層云母紙，接下來是一層報 警網(wǎng)，再鋪設(shè)一層石棉布后，最后是一層干式搗打熱面爐襯。由于云母紙和 石棉布材料的耐火溫度低，在干式搗打熱面爐襯出現(xiàn)穿爐時，不能起到有效 的阻擋作用，使得高溫金屬熔液接觸到通有冷卻水的銅線圈，造成放炮等嚴(yán) 重事故，安全性問題比較突出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種線圈絕緣安全爐襯材料，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的耐火度不高、質(zhì)量不可靠、安全性差的問題。
本發(fā)明的另一目的是，提供上述爐襯材料的制備方法，操作簡便，能夠 在常溫下成型，制作成本低。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 一種線圈絕緣安全爐襯材料，按質(zhì)量百分 比由以下組分組成總質(zhì)量為100%,其中電熔剛玉為73~85%，鋁酸鹽水泥
為8 15%，結(jié)合粘土為1~3%， Al2CM斂粉為6 9%。 本發(fā)明的爐襯材料，其特征還在于，
電熔剛玉中Al203的含量不少于98%,電熔剛玉的質(zhì)量級配比為
1 3mm粒度電熔剛玉占總質(zhì)量比的18~22%， 0-lmm粒度電熔剛玉占總質(zhì)
量比的35~43%,其余為〈0.044mm粒度電熔剛玉。 鋁酸鹽水泥選用其中的Al2Cb含量為60% 80%。 結(jié)合粘土中八1203含量不少于33%，可塑性指數(shù)不小于40。 A1203微粉是一種粒度< 5pm，分布為雙峰的超細(xì)粉。 本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是， 一種制備上述的線圈絕緣安全爐襯材
料的方法，該方法按照以下步驟實(shí)施，
步驟l、按照總質(zhì)量為100%，分別按照下述比例稱量各組分-電熔剛玉為73~85% 鋁酸鹽水泥為8 15%，
結(jié)合粘土為1 3% Al203微粉為6 9%
其中l(wèi)~3mm粒度的電熔剛玉為18~22%， 0.044 1mm粒度的電熔剛玉
為35 43%，其余為< 0.044mm粒度的電熔剛玉；
步驟2、將上述電熔剛玉、結(jié)合粘土和Al2O3微粉干混攪拌5 10分鐘，
得到預(yù)混料；
步驟3、將步驟1稱量好的8~15%的鋁酸鹽水泥加入步驟2所得的預(yù)混料中，干混攪拌3~5分鐘，再加水濕混攪拌5~10分鐘成膏狀即得。
本發(fā)明的有益效果是，線圈絕緣安全爐襯材料耐火度高、絕緣性能好、
安全性好；制備方法簡便，使用壽命長，還可以進(jìn)行局部修補(bǔ)，制作成本低。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
本發(fā)明的線圈絕緣安全爐襯材料，按質(zhì)量百分比由以下組分組成總質(zhì) 量為100%，
電熔剛玉為73~85%， 鋁酸鹽水泥為8~15%， 結(jié)合粘土為1~3%， Al203微粉為6~9%，
其中電熔剛玉中的八1203含量不少于98%，顆粒臨界粒度為3mm。電 熔剛玉的質(zhì)量級配比為1 3mm粒度電熔剛玉占總質(zhì)量比的18~22%， 0 1mm粒度電熔剛玉占總質(zhì)量比的35 43%，其余為< 0.044mm粒度電熔剛 玉。
鋁酸鹽水泥中的八1203含量為60 80%、粒度為〈0.045mm。 結(jié)合粘土中的八1203含量不少于33%，粒度<2^1111，可塑性指數(shù)不小于40。
八1203微粉選用粒度<5^111，分布為雙峰的超細(xì)粉。
本發(fā)明的線圈絕緣安全爐襯材料以電熔剛玉為主要材料，提高了爐襯的 耐火度和絕緣性能；以鋁酸鹽水泥為結(jié)合劑，能夠在常溫下成型，操作簡便， 同時減少雜質(zhì)含量，提高爐襯的耐火度；加入結(jié)合粘土，改善了涂抹料的施 工性能，高溫時生成莫來石，對耐熱震性提高顯著；用Al203微粉既提高了 爐襯的致密性，降低了氣孔率，也提高了爐襯的高溫性能。
本發(fā)明的線圈絕緣安全爐襯材料的制備方法，按照以下步驟實(shí)施步驟l、按照總質(zhì)量為100%，按照下述比例分別稱量各組分
電熔剛玉為73 85% 鋁酸鹽水泥為8~15%，
結(jié)合粘土為1 3% 八1203微粉為6~9%
其中l(wèi)~3mm粒度的電熔剛玉為18~22%， 0.044 lmm粒度的電熔剛玉 為35 43%，其余為〈0.044mm粒度的電熔剛玉；
步驟2、將上述電熔剛玉、結(jié)合粘土和Al2O3微粉干混攪拌5 10分鐘， 得到預(yù)混料；
步驟3、將步驟1稱量好的8~15%的鋁酸鹽水泥加入步驟2所得的預(yù)混 料中，干混攪拌3~5分鐘，再加水濕混攪拌5 10分鐘成膏狀，即得。
本發(fā)明的線圈絕緣安全爐襯材料儲存時，可將預(yù)混料與鋁酸鹽水泥單獨(dú) 密封包裝，裝入雙層防潮編織袋，用戶使用時，按上述比例倒入攪拌機(jī)，先 干混攪拌，再加水濕混攪拌成膏狀，手工涂抹于線圈的匝間和內(nèi)表面，自然 養(yǎng)護(hù)5天左右，按烘烤制度烘烤后即可使用。 實(shí)施例1
步驟l、按照總質(zhì)量為100%，分別按照下述比例稱量各組分 電熔剛玉73% 鋁酸鹽水泥15%
A1203微粉9% 結(jié)合粘土 3%
其中電熔剛玉的質(zhì)量級配比為l~3mm粒度電熔剛玉占總質(zhì)量比的 18%， 0.044~lmm粒度電熔剛玉占總質(zhì)量比的35%， < 0.044mm粒度電熔剛 玉占總質(zhì)量比的20%;鋁酸鹽水泥粒度為< 0.045mm;結(jié)合粘土粒度〈2(im; 八1203微粉粒度<5^，
步驟2、將三種粒度的電熔剛玉、結(jié)合粘土和Al203微粉千混攪拌5分 鐘，得到預(yù)混料；步驟3、將步驟1稱量好的15%的鋁酸鹽水泥加入步驟1所得的預(yù)混料 中，干混攪拌3分鐘，再加水濕混攪拌5分鐘成膏狀即得。 實(shí)施例2
步驟l、按照總質(zhì)量為100%，分別按照下述比例稱量各組分 電熔剛玉79% 鋁酸鹽水泥12%
A1203微粉7% 結(jié)合粘土 2%
其中電熔剛玉的質(zhì)量級配比為l~3mm粒度電熔剛玉占總質(zhì)量比的20 %， 0.044~lmm粒度電熔剛玉占總質(zhì)量比的37%， <0.044mm粒度電熔剛玉 占總質(zhì)量比的22%;鋁酸鹽水泥粒度為< 0.045mm;結(jié)合粘土粒度< 2pm; Al2CM斂粉粒度〈5^im，
步驟2、將上述電熔剛玉、結(jié)合粘土和Al203微粉干混攪拌8分鐘，得 到預(yù)混料；
步驟3、將步驟1稱量好的12%的鋁酸鹽水泥加入步驟1所得的預(yù)混料 中，干混攪拌4分鐘，再加水濕混攪拌7分鐘成膏狀即得。 實(shí)施例3
步驟l、按照總質(zhì)量為100%，分別按照下述比例稱量各組分 電熔剛玉85% 鋁酸鹽水泥8%
八1203微粉6% 結(jié)合粘土 1%
其中電熔剛玉的質(zhì)量級配比為l~3mm粒度電熔剛玉占總質(zhì)量比的22 %， 0.044 lmm粒度電熔剛玉占總質(zhì)量比的43%， < 0.044mm粒度電熔剛 玉占總質(zhì)量比的25%;鋁酸鹽水泥粒度為< 0.045mm 8%;結(jié)合粘土粒度< 2pm 1%; A1203微粉粒度< 5pm 6%，
步驟2、將上述電熔剛玉、結(jié)合粘土和Al2O3微粉干混攪拌10分鐘，得到預(yù)混料；
步驟3、將步驟1稱量好的8%的鋁酸鹽水泥加入步驟1所得的預(yù)混料 中，干混攪拌5分鐘，再加水濕混攪拌10分鐘成膏狀即得。
本發(fā)明的線圈絕緣安全爐襯材料，使用壽命一般不少于兩年，還可以進(jìn) 行局部修補(bǔ)，其整體筑爐成本只有云母材料的10~20%。例如用于5噸中頻 無芯感應(yīng)爐熔化不銹鋼，平均每天20爐次，無修補(bǔ)可連續(xù)使用26個月，局 部修補(bǔ)后又使用11個月。之前每年爐均換線圈1.8個，使用線圈絕緣安全爐 襯材料后，每年爐均換線圈數(shù)量降為0.2個。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，耐火度高、絕緣性能好、制作方法簡便、使用 壽命長。與使用云母材料相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)還在于，第一，烘干后的線圈 絕緣安全爐襯材料的絕緣性能優(yōu)于云母；第二，當(dāng)偶爾有熔融金屬液體接近 其表面時，膠泥體內(nèi)就會釋放出少量殘留的水分，使得絕緣電阻降低，為系 統(tǒng)提供早期報警；第三，線圈絕緣安全襯的耐火度高于180(TC，當(dāng)偶然有金 屬熔體滲漏到其表面出現(xiàn)報警時，能給線圈提供一層保護(hù)屏障，提供一定的 事故處理時間；第四，線圈絕緣安全爐襯材料利用其強(qiáng)度對線圈進(jìn)行固定， 避免了在使用和筑拆爐過程中線圈的損壞和變形，延長了線圈的使用壽命； 第五，線圈絕緣安全爐襯材料作為無心感應(yīng)爐的永久襯，雖然一次費(fèi)用高， 施工周期長，但其使用壽命不少于兩年，還可以進(jìn)行局部修補(bǔ)，整體筑爐成 本明顯降低。
權(quán)利要求
1. 一種線圈絕緣安全爐襯材料，其特征在于，按質(zhì)量百分比由以下組分組成總質(zhì)量為100％，其中電熔剛玉為73～85％，鋁酸鹽水泥為8～15％，結(jié)合粘土為1～3％，Al2O3微粉為6～9％。
2、 如權(quán)利要求1所述的線圈絕緣安全爐襯材料，其特征在于，所述的 電熔剛玉中八1203的含量不少于98。/。，電熔剛玉的質(zhì)量級配比為l 3mm粒 度電熔剛玉占總質(zhì)量比的18~22%， 0~lmm粒度電熔剛玉占總質(zhì)量比的 35~43%，其余為〈0.044mm粒度電熔剛玉。
3、 如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)體熔溝爐襯材料，其特征在于，所述的鋁 酸鹽水泥選用其中的八1203含量為60。％ 80%。
4、 如權(quán)利要求1所述的線圈絕緣安全爐襯材料，其特征在于，所述的 結(jié)合粘土中八1203含量不少于33%，可塑性指數(shù)不小于40。
5、 如權(quán)利要求1所述的線圈絕緣安全爐襯材料，其特征在于，所述的 八1203微粉是一種粒度<5^1111，分布為雙峰的超細(xì)粉。
6、 一種制備權(quán)利要求1所述的線圈絕緣安全爐襯材料的方法，其特征 在于，該方法按照以下步驟實(shí)施，步驟l、按照總質(zhì)量為100%，分別按照下述比例稱量各組分 電熔剛玉為73~85% 鋁酸鹽水泥為8~15%，結(jié)合粘土為1~3% 八1203微粉為6~9%其中l(wèi)~3mm粒度的電熔剛玉為18 22%， 0.044~lmm粒度的電熔剛玉 為35~43%，其余為〈0.044mm粒度的電熔剛玉；步驟2、將上述電熔剛玉、結(jié)合粘土和Al2O3微粉干混攪拌5 10分鐘， 得到預(yù)混料；步驟3、將步驟1稱量好的8 15%的鋁酸鹽水泥加入步驟2所得的預(yù)混料中，干混攪拌3 5分鐘，再加水濕混攪拌5~10分鐘成膏狀即得。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種線圈絕緣安全爐襯材料，按總質(zhì)量為100％，各個組分為電熔剛玉73～85％，鋁酸鹽水泥8～15％，Al₂O₃微粉6～9％，結(jié)合粘土1～3％，其中電熔剛玉的質(zhì)量級配比為1～3mm粒度電熔剛玉占總質(zhì)量比的18～22％，0.044～1mm粒度電熔剛玉占總質(zhì)量比的35～43％，其余為＜0.044mm粒度電熔剛玉。本發(fā)明還公開了上述爐襯材料的制備方法，首先按照上述比例稱量各組；再將稱量的電熔剛玉、結(jié)合粘土和Al₂O₃微粉干混攪拌，得到預(yù)混料；最后再將稱量好的鋁酸鹽水泥加入所得的預(yù)混料中，干混攪拌，再加水濕混攪拌成膏狀即得。采用本發(fā)明線圈絕緣安全爐襯材料及其制備方法，耐火度高、絕緣性能好、制作方法簡便、使用壽命長，還可以進(jìn)行局部修補(bǔ)，整體筑爐成本明顯降低。
文檔編號C04B35/66GK101279854SQ200810018220
公開日2008年10月8日 申請日期2008年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月16日
發(fā)明者康 趙, 趙敬忠, 敏 郭 申請人:西安理工大學(xué)