感应电炉用酸性耐火材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐火材料技术领域，特别是涉及一种感应电炉用酸性耐火材料及其制备方法。
背景技术
耐火材料一般是指耐火度在1580℃以上的无机非金属材料，它包括天然矿石及按照一定的目和要求经过一定的工艺制成的各种产品，具有一定的温度力学性能、良好的体积稳定性，是各种高温设备必需的材料。耐火材料分为普通和特种耐火材料两大类，其中普通耐火材料的耐火度为1580℃~1770℃，其按化学特性分为酸性、中性和碱性。
无芯感应电炉是目前发展速度快，用途广泛，高技术的一种熔化设备，广泛用于钢、铁及有色合金的铸造生产。炉衬耐火材料作为感应电炉炉衬的重要组成部分，其本身的耐用性将直接决定着感应电炉的使用年限。目前，大部分炉衬耐火材料的性能仍然不能满足感应电炉连续多次的重复使用，即在炉料更换以及多次急冷急热情况下炉衬材料不能够很好的做到耐腐蚀，抗震以及由于反复过冷过热而导致的应力开裂甚至脱落，大大降低了感应电炉的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种感应电炉用酸性耐火材料及其制备方法，其耐腐蚀性好，热膨胀系数小，具有较强的抗急冷急热性能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种感应电炉用酸性耐火材料，包括以下重量百分比的原料，硅矿砂为50~70%，电熔石英为10~20%，硼酸或硼酐为2~10%，氧化锆为5%~15%，氧化钙为5%~10%，氧化镁为5%~15%，其中所述硅矿砂由多种不同粒径的硅矿砂组成，各粒径硅矿砂相对硅矿砂总量的质量百分比分别为：粒径为0~1mm的硅矿砂为35~55%，粒径为1~4mm的硅矿砂为25~45%，粒径为4~8mm的硅矿砂20~45%。
进一步，粒径为0.3~0.6mm的硅矿砂为40~50%，粒径为2~3mm的硅矿砂为30~40%，粒径为4~8mm的硅矿砂20~40%。
进一步，硅矿砂中二氧化硅的重量百分比大于等于98.5%，氧化铁的重量百分比小于1%。
进一步，氧化钙与氧化镁重量百分比总和为10~20%。
进一步，制得的耐火材料的密度为1.8-2.3g/cm3。
一种感应电炉用酸性耐火材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按所述重量百分比称取粒径为0~1mm的硅矿砂，粒径为1~4mm的硅矿砂，粒径为4~8mm的硅矿砂，电熔石英，硼酸或硼酐，氧化锆，氧化钙，氧化镁；
（2）将步骤（1）中称取的粒径为0~1mm的硅矿砂，粒径为1~4mm的硅矿砂，粒径为4~8mm的硅矿砂在搅拌机内搅拌15~30分钟；
（3）将步骤（1）中称取的电熔石英，硼酸或硼酐，氧化锆，氧化钙，氧化镁加入步骤（2）中的硅矿砂中，继续搅拌30~60分钟；
（4）将步骤（3）中混合均匀的硅矿砂装袋打包。
本发明的有益效果是：一种感应电炉用酸性耐火材料，包括以下重量百分比的原料，硅矿砂为50~70%，电熔石英为10~20%，硼酸或硼酐为2~10%，氧化锆为5%~15%，氧化钙为5%~10%，氧化镁为5%~15%，其中所述硅矿砂由多种不同粒径的硅矿砂组成，各粒径硅矿砂相对硅矿砂总量的质量百分比分别为：粒径为0~1mm的硅矿砂为35~55%，粒径为1~4mm的硅矿砂为25~45%，粒径为4~8mm的硅矿砂20~45%。本发明采用不同粒度的硅矿砂按照一定的比例混合，并在硅矿砂中加入电熔石英、烧结剂和促硬剂，提高耐火材料制品的耐腐蚀性，抗渗透性和抗急冷急热性，且耐火材料制品的热膨胀系数小，制品使用寿命长。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围限制于此。
实施例1。
本实施例的一种感应电炉用酸性耐火材料，包括以下重量百分比的原料，硅矿砂为50%，电熔石英为18%，硼酐为2%，氧化锆为10%，氧化钙为8%，氧化镁为12%，其中粒径为0.3mm的硅矿砂的重量为硅矿砂总量的40%，粒径为3mm的硅矿砂的重量为硅矿砂总量的40%，粒径为7.5mm的硅矿砂的重量为硅矿砂总量的20%，硅矿砂中二氧化硅的重量百分比为98.5%，氧化铁的重量百分比为0.5%，制得的耐火材料的密度为2g/cm3。
一种感应电炉用酸性耐火材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按所述重量百分比称取粒径为0.3mm的硅矿砂，粒径为3mm的硅矿砂，粒径为7.5mm的硅矿砂，电熔石英，硼酸或硼酐，氧化锆，氧化钙，氧化镁；
（2）将步骤（1）中称取的粒径为0.3mm的硅矿砂，粒径为3mm的硅矿砂，粒径为7.5mm的硅矿砂在搅拌机内搅拌15分钟；
（3）将步骤（1）中称取的电熔石英，硼酸或硼酐，氧化锆，氧化钙，氧化镁加入步骤（2）中的硅矿砂中，继续搅拌60分钟；
（4）将步骤（3）中混合均匀的硅矿砂装袋打包。
实施例2。
本实施例的一种感应电炉用酸性耐火材料，包括以下重量百分比的原料，硅矿砂为60%，电熔石英为15%，硼酐为3%，氧化锆为8%，氧化钙为6%，氧化镁为8%，其中粒径为0.5mm的硅矿砂的重量为硅矿砂总量的43%，粒径为2.5mm的硅矿砂的重量为硅矿砂总量的32%，粒径为8mm的硅矿砂的重量为硅矿砂总量的25%，硅矿砂中二氧化硅的重量百分比为98.5%，氧化铁的重量百分比为0.5%，制得的耐火材料的密度为1.9g/cm3。
一种感应电炉用酸性耐火材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按所述重量百分比称取粒径为0.5mm的硅矿砂，粒径为2.5mm的硅矿砂，粒径为8mm的硅矿砂，电熔石英，硼酸或硼酐，氧化锆，氧化钙，氧化镁；
（2）将步骤（1）中称取粒径为0.5mm的硅矿砂，粒径为2.5mm的硅矿砂，粒径为8mm的硅矿砂在搅拌机内搅拌15分钟；
（3）将步骤（1）中称取的电熔石英，硼酸或硼酐，氧化锆，氧化钙，氧化镁加入步骤（2）中的硅矿砂中，继续搅拌60分钟；
（4）将步骤（3）中混合均匀的硅矿砂装袋打包。
实施例3。
本实施例的一种感应电炉用酸性耐火材料，包括以下重量百分比的原料，硅矿砂为70%，电熔石英为10%，硼酐为5%，氧化锆为5%，氧化钙为6%，氧化镁为4%，其中粒径为0.8mm的硅矿砂的重量为硅矿砂总量的45%，粒径为4mm的硅矿砂的重量为硅矿砂总量的30%，粒径为8mm的硅矿砂的重量为硅矿砂总量的25%，硅矿砂中二氧化硅的重量百分比为98.5%，氧化铁的重量百分比为0.5%，制得的耐火材料的密度为1.9g/cm3。
一种感应电炉用酸性耐火材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按所述重量百分比称取粒径为0.8mm的硅矿砂，粒径为4mm的硅矿砂，粒径为8mm的硅矿砂，电熔石英，硼酸或硼酐，氧化锆，氧化钙，氧化镁；
（2）将步骤（1）中称取取粒径为0.8mm的硅矿砂，粒径为4mm的硅矿砂，粒径为8mm的硅矿砂在搅拌机内搅拌15分钟；
（3）将步骤（1）中称取的电熔石英，硼酸或硼酐，氧化锆，氧化钙，氧化镁加入步骤（2）中的硅矿砂中，继续搅拌60分钟；
（4）将步骤（3）中混合均匀的硅矿砂装袋打包。
本发明采用不同粒度的硅矿砂按照一定的比例混合，并在硅矿砂中加入电熔石英、烧结剂和促硬剂，提高耐火材料制品的耐腐蚀性，抗渗透性和抗急冷急热性，且耐火材料制品的热膨胀系数小；由本发明的耐火材料制得的制品，均匀性高，致密性好，制品气孔率小，制品的耐火度高于1700℃，大大提高了制品的使用寿命。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
