[发明专利]一种尖晶石材料及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐火材料，尤其是一种尖晶石材料及其制作方法。

背景技术

在铸钢行业中，炉衬材料可分为酸性、中性及碱性制品:

酸性耐火材料主要是硅砂，特点是资源丰富，价格低廉，但SiO2熔点低，在高温下化学活性很强，能与熔炼过程中的碱性氧化物乃至中性氧化物反应。发达工业国家早已不用硅砂炉衬，我国仍有部分企业使用，但只能勉强生产低端产品；

中性耐火材料主要为刚玉材料，这种炉衬纯度高，热膨胀系数低，但氧化铝熔点低于氧化镁，连续熔炼加热时，炉衬难以抵抗较大的机械冲击；

碱性炉衬主要系镁砂材料，热膨胀系数大，抗热震性差，容易产生裂纹，容易与炉料中酸性氧化物反应，吸附在炉衬表面，形成严重的挂渣，甚至污染钢液。

炼钢时，钢液温度较高，一般都在1600℃以上，炉衬多采用碱性或中性耐火材料。镁砂系材料热膨胀系数大，容易产生裂纹，间歇性熔炼工艺尤为严重，通常只能用于小型炉；刚玉质材料抗裂纹和抗渣侵蚀能力较强，但不适用于碱性炉渣，单用氧化铝材料作炉衬，烧结性能较差，寿命也不高。

发明内容

本发明的目的是：对目前市场上的常规铸钢炉料进行改良，提高材料的熔点和热稳定性及抗渣性。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种尖晶石材料，其特征在于，其各组分的质量百分比为：白刚玉65%-95%，镁砂5-35%。在高纯白刚玉中添加一定比例的电熔镁砂，形成尖晶石结构，镁铝尖晶石的化学式为MgO·Al2O3，熔点高，熔点温度2135℃，镁铝尖晶石都是由MgO和Al2O3人工合成的。MgO和Al2O3能固溶于MA（镁铝尖晶石）中,形成富镁或富铝尖晶石,它们与MA的低共熔温度都在1900℃以上，热膨胀系数小,热导率低,热震稳定性好,抗碱侵蚀能力强，提高了材料的熔点和热稳定性及抗渣性。

优选地，所述的镁砂为电熔镁砂，电熔镁砂抗水化能力强，烧结程度好，结晶致密。

制作所述尖晶石材料的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：首先将白刚玉和镁砂按比例混合搅拌；其次将配比好的原料筑炉、烘烤加温，加热至烧结温度，保温一至两小时。

优选地，所述方法中，烘烤加温的的升温速度为100℃/H。

本发明的有益效果表现为：通过在白刚玉中添加不同比例的镁砂，烧结时在氧化铝颗粒之间形成镁铝尖晶石网络，起结合作用，提高炉衬寿命。

具体实施例

该尖晶石材料的制作步骤如下所示:

(1)按照配方,把配比好的干振料通过人工捣打或筑炉机振动筑炉,具体的配方比例如下表所示。

(2)保持筑炉工具的清洁，放置好坩埚，根据所选的筑炉方式控制好强度和时间，以便炉衬达到最佳紧实度。

(3)上部与炉体之间的封口接口可用粉料拌玻璃水或者塑性料封好。

(4)炉嘴部分可用可塑料手工制作，也可用粉料拌玻璃水配合模具制作。

(5)待整个炉衬材料通过振动达到最佳密实度时，即可烘炉，烘炉前需检查水电系统，一切正常后可按烧结工艺曲线烘炉，烧结。以100℃/H的升温速度，加热至1200℃保温两小时，此阶段氧化铝及氧化镁粉体之间，开始形成尖晶石网络，再升至1700℃，保温两小时，可获得结构稳定的尖晶石结构。