本發明涉及一種中頻爐爐襯及其制備方法，屬于耐火材料領域。

背景技術：

中頻感應爐具有升溫快、可間歇作業、操作方便、污染小、高效節能等特點，近年來廣泛應用于冶金、鑄造等行業，且不斷向大功率、快速熔化、大容量方向發展。由于結構的特殊性和冶煉金屬成分的復雜性，加上無芯中頻感應爐要求耐火材料不能含碳且要求高純度，因而耐火材料選擇的余地并不大。因此，大型鑄鋼、特殊鋼熔化對感應爐爐襯的高溫性能提出更高要求。為了滿足這些要求，在材料設計時，大量選用電熔剛玉、致密剛玉、鎂鋁尖晶石等高端耐火材料。高端耐火材料的大量利用，給耐火材料企業生產帶來了很大壓力，越來越多的企業將目光投向用后耐火材料。

用后耐火材料的回收利用，已經越來越引起世界各國耐材行業的重視。發達國家廢棄耐火材料回收利用率達到80%以上。用后耐火材料的回收利用，一方面可以節約大量寶貴資源，提高企業競爭力；另一方面，利用大量用后耐火材料，對改善和保護環境也能起到積極作用。所以用后耐火材料的再生利用技術得以迅速發展，已經從最初的揀選利用發展到現在的直接作為原料合成新的耐火材料制品。

我國的用后耐火材料再生技術，再生鎂碳磚的利用非常成功，但是在無碳鋼包、中頻爐耐火材料上使用還非常少。

技術實現要素：

本發明旨在提供一種中頻爐爐襯及其制備方法，采用大量再生無碳鋼包耐火材料作為原料，可以節約資源變廢為寶、降低企業生產成本，并且由于復合結合劑的引入，可以提高中頻爐料的高溫性能、提高冶煉次數。

本發明提供了一種中頻爐爐襯，由下列重量份原料制成：

無碳鋼包再生骨料5-8mm：20-30份，

無碳鋼包再生骨料3-5mm：8-15份，

無碳鋼包再生骨料1-3mm：8-15份，

電熔白剛玉或板狀剛玉中的一種或兩種：粒度為0.1-1mm：10-20份，

電熔白剛玉細粉：5-15份，

電熔尖晶石細粉：5-15份，

α～活性氧化鋁微粉：5-10份，

復合結合劑：5-15份。

所述的無碳鋼包再生骨料5-8mm、無碳鋼包再生骨料3-5mm、無碳鋼包再生骨料1-3mm是將用后無碳鋼包材料進行資源化預處理所得，預處理工序為：人工揀選→剔除蝕變層→破碎→碾壓→加水和工業酒精困料→再次碾壓→篩分→磷酸浸泡。

進一步地，所述磷酸浸泡工序中，具體操作方法為：放入質量濃度為85%的工業磷酸中浸泡24h。

所述電熔白剛玉細粉的粒度為325目，325目篩上不得大于5%。

所述電熔尖晶石細粉的粒度為325目，325目篩上不得大于5%；其化學成分要求：MgO： 22-24%，Al₂O₃ ：75-76%，SiO₂≤0.20%。所述比例指質量百分比。

所述α～活性氧化鋁微粉的指標如下：Al₂O₃ ≥99.5%，SiO₂≤0.2%，Fe₂O₃≤0.2%，Na₂O≤0.25%，真密度≥3.92g/cm³，d₅₀ ：1-1.15μm。

所述復合結合劑由下列重量份原料制成：

超細氫氧化鋁：10-23份；

三氧化二鉻：4份；

工業磷酸：30－45份。

所述復合結合劑的制備工藝如下：按重量份將10-23份超細氫氧化鋁、4份三氧化二鉻，濕法球磨至亞微米級別，再加入30-45份工業磷酸反應，放置2周后即為復合結合劑。

所述復合結合劑中：超細氫氧化鋁粒度為600目，Al(OH)₃含量不低于98.5%；工業磷酸，質量濃度為85%，密度為1.69 g/cm³；Cr₂O₃ 粒度為150目，Cr₂O₃含量不低于99.0%。

本發明提供了一種中頻爐爐襯的制備方法，包括以下步驟：

將提前準備的無碳鋼包再生骨料5-8mm、無碳鋼包再生骨料3-5mm、無碳鋼包再生骨料1-3mm、電熔白剛玉或板狀剛玉0.1-1mm、電熔白剛玉細粉、電熔尖晶石細粉、α～活性氧化鋁微粉依次倒入帶有碾壓裝置的攪拌機中，攪拌4~6min，再加入復合結合劑，邊攪拌邊加入，再攪拌4~6min，即為煉鋼用中頻爐爐襯材料。

本發明的創新點在于：一、用后無碳鋼包耐火材料的預處理；二、獨特的復合結合劑系統。

本發明的有益效果：

1、使用大量再生無碳鋼包耐火材料，可以節約資源變廢為寶、降低企業生產成本；

2、再生無碳鋼包耐火材料的加工處理過程，加水和工業酒精困料，能夠降低樹脂結合強度，以便在后期的碾壓過程中，減少假顆粒的數量；防止使用過程中出現開裂；

3、破碎后的再生無碳鋼包耐火材料骨料用磷酸浸泡，使磷酸填充未被碾碎的假顆粒氣孔，保證使用過程中的強度；

4、復合結合劑，不僅能保證中頻爐爐襯材料的初始強度及密度，還能延長其在常溫下的保存時間；復合結合劑，比單一使用磷酸或磷酸二氫鋁做結合劑有更好的高溫性能，能在高溫下形成P₂O₅-Al₂O₃ -Cr₂O₃這一高溫穩定物質。

具體實施方式

下面通過實施例來進一步說明本發明，但不局限于以下實施例。

實施例1：

原料配比見表1。

表1：

制備方法為：先按照復合結合劑的制備工藝制備復合結合劑，再將提前準備好的無碳鋼包再生骨料5-8mm、無碳鋼包再生骨料3-5mm、無碳鋼包再生骨料1-3mm、電熔白剛玉0.1-1mm、電熔白剛玉細粉、電熔尖晶石細粉、α～活性氧化鋁微粉依次倒入帶有碾壓裝置的攪拌機中，攪拌5min，再加入復合結合劑，邊攪拌邊加入，再攪拌5min，即可。

實施例2：

原料配比見表2。

表2：

制備：先按照復合結合劑的制備工藝制備復合結合劑，再將提前準備好的無碳鋼包再生骨料5-8mm、無碳鋼包再生骨料3-5mm、無碳鋼包再生骨料1-3mm、電熔白剛玉0.1-1mm、電熔白剛玉細粉、電熔尖晶石細粉、α～活性氧化鋁微粉依次倒入帶有碾壓裝置的攪拌機中，攪拌4min，再加入復合結合劑，邊攪拌邊加入，再攪拌3min，即可。