[发明专利]一种不锈钢熔炼的中频炉内衬用干式料制备方法

说明书

本发明公开了不锈钢熔炼的中频炉内衬用干式料制备方法，包括以下步骤：将石英砂细粉、锆英石细粉、红柱石细粉和氧化铬细粉混磨10～15分钟得到预混细粉料；将石英砂颗粒、熔融石英颗粒和废硅砖颗粒混合5～8分钟得到预混颗粒料；所得预混颗粒料、预混细粉料和磷酸铝加入搅拌机中，混合得到混合料；将所述混合料加热干燥后自然冷却至室温即得不锈钢熔炼的中频炉内衬用干式料。本发明制备的中频炉内衬用干式料耐高温、致密度高、体积稳定性好，抗熔体及炉渣侵蚀性强，制备工艺简单，成本低，无环境污染，尤其适于不锈钢等含铬金属材料的冶炼。

技术领域

本发明属于冶金材料技术领域，具体涉及一种不锈钢熔炼的中频炉内衬用干式料制备方法。

背景技术

中频炉亦称为中频电磁感应炉，其工作频率约为300～1000Hz，可广泛应用于有色和黑色金属的冶炼、废金属材料的回收熔炼及金属制品的深加工等。不同于普通窑炉，中频炉升温快(进而金属材料的氧化损失量极少)、能耗低、无污染，尤其熔融态下能够自搅拌，因此熔炼的温度及成分均匀。

随着中频炉冶炼装备和技术的发展，对内衬耐火材料服役性能的要求也越来越高，主要表现为耐高温、抗熔体和炉渣的侵蚀性强，且不易沾渣(沾渣结盖则不利于排出熔体)、制备工艺简单、成本低，拆除便利。(李长东.“提高中频感应电炉炉衬寿命的研究与实践”，《现代铸铁》，2015，(1)：pp62～66)。此外，中频炉内衬耐火材料尤其应避免Fe及其氧化物杂质组分(易磁化而干扰中频炉磁感应线圈的稳定工作和升温过程)、含硼组分(硼矸、硼酸或硼酸盐易形成低熔相而降低材料的高温性能)和水分的含量(中频炉升温速率快，内衬耐火材料水分含量高易发生爆裂)。目前，中频炉内衬用耐火材料主要包括酸性、中性和碱性三类。

中频炉酸性内衬耐火材料主要为硅质干式(捣打)料，其化学成分为SiO₂，(周吉.“提高中频炉石英砂炉衬寿命的工艺实践”，《四川冶金》，2018，40(2)：pp43～46)，一般以天然硅石、石英砂或熔融石英为原料，采用硼矸(或硼酸、硼砂)为结合剂，以CaO为矿化剂，经混匀而制得。硅质干式料主要特点为耐高温、抵抗酸性炉渣的侵蚀极强而不耐碱性炉渣侵蚀，开发成本低，且利用SiO₂自身晶型转变所引发的体积膨胀即可致密(白晨，等.“石英质干式捣打料的高温体积稳定性研究”，《耐火材料》，2016，50(1)：pp57～59)。但硅质干式料以B₂O₃(或硼酸和硼酸盐等)为结合剂，高温下易形成低熔相，严重降低干式料的高温使用性能，且传统钢种冶炼所使用的硅质干式料，大多以CaO为矿化剂，进而在干式料体系中引入了碱性氧化物，在冶炼不锈钢等含铬钢种过程中，因金属铬的氧化所产生的氧化铬易与CaO等碱性氧化物反应生成剧毒的Cr⁶⁺化合物(CaCrO₄)，严重污染环境。因此，传统的(主要指以CaO等碱性氧化物为矿化剂的)硅质干式料不适于冶炼不锈钢等含铬钢种(易形成六价铬污染)。