CN103539467A

CN103539467A - 一种机压无碳刚玉尖晶石钢包衬砖及其制备方法

Info

Publication number: CN103539467A
Application number: CN201310483743.4A
Authority: CN
Inventors: 余西平; 赵继增; 赵锋; 赵安堂; 刘明升; 陈正常
Original assignee: MAANSHAN LIER KAIYUAN NEW MATERIAL Co Ltd
Current assignee: MAANSHAN LIER KAIYUAN NEW MATERIAL Co Ltd
Priority date: 2013-10-16
Filing date: 2013-10-16
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2033-10-16
Also published as: CN103539467B

Abstract

本发明机压无碳刚玉尖晶石钢包衬砖，其组分按重量百分比配比如下：板状刚玉颗粒30～50%，高纯富铝尖晶石颗粒10～20%，板状刚玉细粉10～20%，大结晶镁砂细粉1～9%，高纯富铝尖晶石细粉5～15%，高纯硅微粉1～10%，进口多峰α-Al₂O₃微粉2～10%，金属硅1～4%，结合剂：聚磷酸盐1～5%、聚糖1～3%。本发明机压无碳刚玉尖晶石钢包衬砖采用有机-无机复合结合***，高压湿碾混炼，高压成型，密度高，在高温下热稳定性好、耐钢水和渣的侵蚀，不污染钢水，而且生产效率可以大幅提高，可广泛应用于各种钢包，尤其是精练低碳钢和超低碳钢钢包。

Description

一种机压无碳刚玉尖晶石钢包衬砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种耐火材料，尤其涉及一种机压无碳刚玉尖晶石钢包衬砖及其制备方法。

背景技术

20世纪80年代前后，含碳耐火材料在钢铁冶炼炉衬中使用取得巨大成功。含碳制品具有良好的抗炉渣渗透和侵蚀性能，因此目前钢包多采用不同档次的不烧镁碳砖及镁铝碳砖。几十年来，含碳耐火材料在炼钢工艺中一直发挥着重要作用。然而，随着国民经济的快速发展，汽车、家电、高铁、石油管线等行业对优质、特种钢等洁净钢的市场需求量越来越大，我国钢铁产业企业也随着市场需求的变化调整产品结构，开发优质钢的冶炼。以钢包衬为代表的炉外精炼用耐材对钢水质量有很重要的影响，在冶炼低碳优质钢种工艺中，要求尽量减少含碳耐火材料的使用对钢水降碳所带来的不利影响，含碳制品存在对钢水增碳的问题，以及因导热率而导致的钢包中钢水温降快、钢包外壳温度高等问题，迫切需要对钢水无污染且抗侵蚀、寿命高的优质耐火材料。目前，为了降低碳含量对钢水洁净度的影响，分别开发有低碳钢包砖和无碳钢包砖。低碳钢包砖的生产方案，采用酚醛树脂做结合剂，添加少量的石墨，同时添加大量的金属抗氧化剂来保证树脂和石墨不被氧化，这类结合***一方面还不能消除碳对超低碳钢、硅钢等高附加值钢水的污染，另外，由于添加大量的金属抗氧化剂，生产成本很高，同时，抗氧化剂氧化后所形成的陶瓷结构，对制品使用过程的抗剥落性有很大的制约性。而现在使用的无碳钢包砖，则是采用浇注预制砖的生产工艺，浇注预制砖的方案是利用铝酸钙水泥或微粉水化作为结合***，搅拌后振动成型，每次只能生产几块，养护几个小时后脱模，才可生产下一批，生产效率较低，并且结合***受温度和湿度的影响，制品性能波动比较大。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种新型结合***的机压无碳刚玉尖晶石钢包衬砖，此衬砖在使用过程中没有碳源，不对钢水增碳，具有良好的抵抗钢水和渣的侵蚀性能和热震稳定性，从而满足洁净钢和超低碳钢的生产。本发明同时提供了此砖的制备方法，它克服了目前无碳钢包浇注预制砖生产和使用的不足，生产效率高且能保证制品性能的稳定性。

本发明机压无碳刚玉尖晶石钢包衬砖，其组分按重量百分比配比如下：板状刚玉颗粒30～50%，高纯富铝尖晶石颗粒10～20%，板状刚玉细粉10～20%，大结晶镁砂细粉1～9%，高纯富铝尖晶石细粉5～15%，高纯硅微粉1～10%，进口多峰α-Al₂O₃微粉2～10%，金属硅1～4%，结合剂：聚磷酸盐1～5%、聚糖 1～3%。

本发明机压无碳刚玉尖晶石钢包衬砖的制备方法，按机压无碳刚玉尖晶石钢包衬砖组分的重量百分比进行配比，先将板状刚玉粉、大结晶镁砂粉、高纯尖晶石、α-Al₂O₃微粉、硅微粉、金属硅粉混合均匀，制成共磨粉；在生产时，先将板状刚玉颗粒和高纯尖晶石颗粒按上述组分比例用大型湿碾机干混2～3分钟，分别加入结合剂聚磷酸盐液体和聚糖湿混5-8分钟，最后加入所有共磨粉混合20～30分钟后出料，然后用摩擦压砖机压制成型，热处理，出窑拣选，得到所述的无碳刚玉尖晶石砖。

其中，混炼是用1500型湿碾机混炼，成型是在630吨或1000吨摩擦压砖机上进行；干燥需热处理48小时以上：其中进窑口温度不得高于50℃，烘烤时间8小时以上，110℃烘烤时间12小时以上，200～250℃烘烤时间12小时以上，250～350℃烘烤时间16小时以上。

本发明的有益效果是：1、通过选用新型结合剂聚糖类和聚磷酸盐所形成的有机-无机复杂的结合***，通过高压湿碾机混炼，有效的改善了制品成型的胚体强度，另外聚糖类低温300℃左右的分解充分，残留炭很少，比含碳制品酚醛树脂类炭的残留有大幅的减少，不会污染钢水；2、高纯富铝尖晶石颗粒和微粉的引入，在制品使用中能够很好的吸收和耗散弹性应变能，缓解热应力对材料的破坏作用，改善无碳刚玉尖晶石钢包衬砖的热震稳定性，提高其抗剥落性能；3、添加硅微粉和多峰α-Al₂O₃微粉，利用其在高温下与基质镁成分形成橄榄石、尖晶石等结构，缓解组织热膨胀产生的应力，提高材料的抗热震性和抗剥落性；4、采用机压方式生产无碳钢包砖，生产效率大幅提高，8小时可生产400-500块，也不用脱模，减轻了人工的劳动强度。

附图说明

图1是本发明制备方法的流程图。

具体实施方式

其中，板状刚玉颗粒的粒级有三种：5～3mm、3～1mm、1～0mm；板状刚玉细粉的粒级为320目、200目，其化学组分的质量百分比均为：Al₂O₃≥99.0%，SiO₂≤0.15%，Fe₂O₃≤0.05%，Na₂O+K₂O≤0.5%。

高纯富铝尖晶石颗粒的粒级为1～0.5mm、0.5～0mm，高纯富铝尖晶石细粉的粒级为小于5μ，其化学组分的质量百分比均为：Al₂O₃≥78.0%，MgO≥21.0%，CaO≤0.3%，SiO₂≤0.2%，Fe₂O₃≤0.2%。

大结晶镁砂细粉的粒级为200目，其化学组分的质量百分比为：MgO≥98.5%，CaO≤0.8%，SiO₂≤0.4%。

硅微粉粒级为≤3μm，包含的组分及重量百分比为：SiO₂≥95%，Na₂O+K₂O≤0.2%， Fe₂O₃≤1.2%， Al₂O₃≥ 1.2%。

进口多峰α- Al₂O₃微粉粒级为≤1μm，包含的组分及重量百分比为：Al₂O₃≥99.0%，SiO₂≤0.12%，Na₂O+K₂O≤0.2%。

金属硅粒级为≤500目，包含的组分及重量百分比为：SiO₂≥99.2%，Ca≤0.3% ，Fe≤0.6%。

结合剂中聚磷酸盐：总磷酸盐（P₂O₅计）含量≥ 68.0～ 65.0%，非活性磷酸盐（以P₂O₅计）含量≤10.0%，水不溶物含量≤0.15%，铁（Fe)含量≤0.20 %，pH(10g/L)5.8～7.0 溶解性合格，外观白色粉状或粒状；结合剂中聚糖的外观白色或淡黄色块状固体、味甜，DE值≥90，PH值：4.0-6.0，固形物：≥80%。

本发明实施例所采用配料的粒型及百分比如下表所示：

Figure 2013104837434100002DEST_PATH_IMAGE001

本发明机压无碳刚玉尖晶石钢包衬砖的制备方法如附图1所示，混合设备为高压湿碾机。开机后先加入颗粒骨料干混2-3分钟，再加入结合剂聚磷酸盐液体和聚糖湿混5-8分钟，最后加入所有共磨粉混合30分钟后出料。半成品在1000吨压砖机上成型。成型操作要遵守四角扒料，先轻后重的原则进行操作。然后干燥热处理48小时以上，其中进窑口温度不得高于50℃，烘烤时间8小时以上，110℃烘烤时间16小时以上，200~350℃烘烤时间24小时以上。

用本发明所述方法得到的衬砖的主要理化指标如下：Al₂O₃≥85%，MgO≥4.5%，350℃烘后体积密度≥3.18g/cm3，显气孔率（350℃×24h）≤15%，耐压强度（350℃×24h）≥60MPa，线变化率（1600℃×3h）0～1.3%。本产品经过70吨精炼钢包上试用，使用寿命≥110次，在使用过程中稳定性好。

本发明机压无碳刚玉尖晶石钢包衬砖采用有机-无机复合结合***，高压湿碾混炼，高压成型，密度高，在高温下热稳定性好、耐钢水和渣的侵蚀，不污染钢水，而且生产效率可以大幅提高，可广泛应用于各种钢包，尤其是精练低碳钢和超低碳钢钢包。

Claims

1. 机压无碳刚玉尖晶石钢包衬砖，其特征是：其组分按重量百分比配比如下：板状刚玉颗粒30～50%，高纯富铝尖晶石颗粒10～20%，板状刚玉细粉10～20%，大结晶镁砂细粉1～9%，高纯富铝尖晶石细粉5～15%，高纯硅微粉1～10%，进口多峰α-Al₂O₃微粉2～10%，金属硅1～4%，结合剂：聚磷酸盐1～5%、聚糖 1～3%。

2. 根据权利要求1所述的钢包衬砖，其特征是：板状刚玉颗粒的粒级有三种：5～3mm、3～1mm、1～0mm；板状刚玉细粉的粒级为320目、200目，其化学组分的质量百分比均为：Al₂O₃≥99.0%，SiO₂≤0.15%，Fe₂O₃≤0.05%，Na₂O+K₂O≤0.5%。

3.根据权利要求1所述的钢包衬砖，其特征是：高纯富铝尖晶石颗粒的粒级为1～0.5mm、0.5～0mm，高纯富铝尖晶石细粉的粒级为小于5μ，其化学组分的质量百分比均为：Al₂O₃≥78.0%，MgO≥21.0%，CaO≤0.3%，SiO₂≤0.2%，Fe₂O₃≤0.2%。

4.根据权利要求1所述的钢包衬砖，其特征是：大结晶镁砂细粉的粒级为200目，其化学组分的质量百分比为：MgO≥98.5%，CaO≤0.8%，SiO₂≤0.4%。

5.根据权利要求1所述的钢包衬砖，其特征是：硅微粉粒级为≤3μm，包含的组分及重量百分比为：SiO₂≥95%，Na₂O+K₂O≤0.2%， Fe₂O₃≤1.2%， Al₂O₃≥ 1.2%。

6.根据权利要求1所述的钢包衬砖，其特征是：进口多峰α- Al₂O₃微粉粒级为≤1μm，包含的组分及重量百分比为：Al₂O₃≥99.0%，SiO₂≤0.12%，Na₂O+K₂O≤0.2%。

7.根据权利要求1所述的钢包衬砖，其特征是：金属硅粒级为≤500目，包含的组分及重量百分比为：SiO2≥99.2%，Ca≤0.3% ，Fe≤0.6%。

8.根据权利要求1所述的钢包衬砖，其特征是：结合剂中聚磷酸盐：总磷酸盐（P2O5计）含量≥ 68.0～ 65.0%，非活性磷酸盐（以P2O5计）含量≤10.0%，水不溶物含量≤0.15%，铁（Fe)含量≤0.20 %，pH(10g/L)5.8～7.0 溶解性合格，外观白色粉状或粒状；结合剂中聚糖的外观白色或淡黄色块状固体、味甜，DE值≥90，PH值：4.0-6.0，固形物：≥80%。

9.权利要求1-8所述的机压无碳刚玉尖晶石钢包衬砖的制备方法，其特征是：按权利要求1所述的机压无碳刚玉尖晶石钢包衬砖组分的重量百分比进行配比，先将板状刚玉粉、大结晶镁砂粉、高纯尖晶石、α-Al₂O₃微粉、硅微粉、金属硅粉混合均匀，制成共磨粉；在生产时，先将板状刚玉颗粒和高纯尖晶石颗粒按上述组分比例用大型湿碾机干混2～3分钟，分别加入结合剂聚磷酸盐液体和聚糖湿混5-8分钟，最后加入所有共磨粉混合20～30分钟后出料，然后用摩擦压砖机压制成型，热处理，出窑拣选，得到所述的机压无碳刚玉尖晶石钢包衬砖。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征是：混炼是用1500型湿碾机混炼，成型是在630吨或1000吨摩擦压砖机上进行；干燥需热处理48小时以上：其中进窑口温度不得高于50℃，烘烤时间8小时以上，110℃烘烤时间12小时以上，200～250℃烘烤时间12小时以上，250～350℃烘烤时间16小时以上。