CN105645979B - 一种钢包透气砖及其制备方法 - Google Patents

一种钢包透气砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钢包透气砖的制备方法，包括以下步骤：将钢包透气砖的各原料混合均匀，然后依次经振动加压成型、养护和烧成，得到所述钢包透气砖；所述钢包透气砖中原料的重量份组成为：致密烧结刚玉颗粒60～70；致密烧结刚玉细粉20～30；活性氧化铝微粉3～10；氧化镁微粉1～5；氧化铬微粉1～6；溶胶溶液3～8；有机纤维0.04～0.08；有机改性剂0.1～0.5。本发明提供的钢包透气砖具有优良的热震稳定性、低侵蚀性、高吹通率，且易清扫，使用寿命有较大幅度提高。

Description

一种钢包透气砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐火材料领域，具体涉及一种钢包透气砖及其制备方法。
背景技术
随着钢铁冶炼技术的不断进步，特别是一些高附加值的品种钢冶炼量增多，使得炉外精炼在冶炼过程中所占比重越来越大。透气砖是炉外精炼要用到的关键性功能耐火材料，通过透气砖的吹氩来搅拌，从而使加入的合金可以快速均匀地溶解在钢液中。
但是，随着冶炼温度提高、精炼比例增加及精炼时间延长，透气砖的使用条件越来越苛刻，导致使用过程中出现侵蚀加剧、横断剥落现象增多，使用寿命缩短，钢包不得不提前下线，吨钢耐材成本增加。
目前，透气砖的材质主要是低水泥结合的含铬刚玉尖晶石质，以烧结板状刚玉作为骨料，振动浇注成型，采用高温烧成。随着使用工况的日益苛刻，透气砖的使用也出现了以下问题：
1)易堵塞，断裂剥落；
2)砖芯不耐烧氧，抗熔损性不差；
3)热震稳定性不够，对于急冷急热的工况适应性差。
上述问题最终导致透气砖使用寿命达不到要求，钢包寿命受限，吨钢耐材成本高。
发明内容
本发明提供了一种钢包透气砖及其制备方法，制备方法简单，所得的钢包透气砖具有优良的热震稳定性、低侵蚀性、高吹通率，且易清扫，使用寿命有较大幅度提高。
一种钢包透气砖的制备方法，包括以下步骤：
将钢包透气砖的各原料混合均匀，然后依次经振动加压成型、养护和烧成，得到所述钢包透气砖；
所述钢包透气砖中原料的重量份组成为：
所述钢包透气砖的原料中，以致密烧结刚玉为骨料，以活性氧化铝微粉、氧化镁微粉、氧化铬微粉为基质，以溶胶溶液为结合剂，外加少量有机纤维和有机改性剂。
将各原料进行混合时，先将除溶胶溶液之外的其余组分进行混合，混合均匀后加入溶胶溶液继续混合均匀。
本发明采用振动加压的方式成型，大大减少了钢包透气砖内部的大气孔数量，使钢包透气砖的致密度大幅提高，避免了有害大气孔造成的缺陷。
作为优选，所述钢包透气砖中原料的重量份组成为：
作为优选，所述致密烧结刚玉的体积密度≥3.65g/cm3，显气孔率≤3％，Al2O3含量≥99.00％。
所述致密烧结刚玉颗粒的粒径为6～1mm；所述致密烧结刚玉细粉的粒径为1～0mm。
作为优选，所述活性氧化铝微粉中Al2O3含量≥99.00％，粒径D50为0.5～2μm。
作为优选，所述氧化镁微粉中MgO含量≥97.00％，粒径D50为2～5μm。
所述氧化镁微粉在高温烧成过程中原位生成尖晶石相，能够显著改善钢包透气砖的热震性能和抗侵蚀性能。
作为优选，所述氧化铬微粉中Cr2O3含量≥97.00％，粒径D50为1～3μm。
作为优选，所述溶胶溶液为铝溶胶，铝溶胶的固含量为10％～30％。
本发明采用铝溶胶作为结合剂，相比水泥作为结合剂，能够减少引入的氧化钙杂质，同时以致密烧结刚玉为骨料，使烧成得到的钢包透气砖具有良好的抗侵蚀性能，且更耐烧氧。
铝溶胶中的纳米氧化铝微粒分散均匀，烧成得到的陶瓷结合效果更好，致密烧结刚玉中的氧化铝晶粒细小均匀，晶界数量多，热震稳定性能优良。
作为优选，所述有机改性剂为聚丙烯酸类、聚乙二醇类中的一种或两种。所述的有机纤维为丙纶纤维。
作为优选，所述养护包括如下步骤：
将振动加压成型后的生坯置于20～50℃烘箱中养护24～36h，然后置于40～60℃烘箱中养护24～36h。
将振动加压成型后的生坯置于30～40℃烘箱中养护24～36h，然后置于40～50℃烘箱中养护24～36h。
作为优选，所述烧成包括如下步骤：
将养护好的生坯在1550～1750℃条件下保温3～5h，制得所述钢包透气砖。
进一步优选，所述烧成包括如下步骤：
将养护好的生坯在1600～1700℃条件下保温3～5h，制得所述钢包透气砖。
本发明还提供了一种钢包透气砖，采用所述的制备方法制得。
本发明提供的钢包透气砖具有优良的热震稳定性、低侵蚀性、高吹通率，且易清扫，使用寿命有较大幅度提高。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1～实施例10
钢包透气砖的制备方法包括以下步骤：
a、配料：按照如表1、表2所示的各成分重量份称取致密烧结刚玉颗粒、致密烧结刚玉细粉、活性氧化铝微粉、氧化镁微粉、氧化铬微粉、铝溶胶、有机纤维和有机改性剂。
表1、表2中粒径均为粒径D50粒径，铝溶胶一行中，“/”前后分别为铝溶胶中的固含量和铝溶胶的重量份。
各成分中，致密烧结刚玉的体积密度≥3.65g/cm3，显气孔率≤3％，Al2O3含量≥99.00％；活性氧化铝微粉中Al2O3含量≥99.00％；氧化镁微粉中MgO含量≥97.00％；氧化铬微粉中Cr2O3含量≥97.00％。
b、混合：先将致密烧结刚玉颗粒、致密烧结刚玉细粉、活性氧化铝微粉、氧化镁微粉、氧化铬微粉、有机纤维和有机改性剂在强制式搅拌机中干混4min，然后加入铝溶胶搅拌4min，检验泥料合格能够出料。
c、成型：将拌好的泥料倒入模具中，采用振动加压方式成型。
d、养护：将生坯连同模具一同放置于烘箱中养护若干小时，然后脱模，脱模后生坯放在烘箱中继续养护若干小时。养护条件如表3所示。
e、烧成：养护好的生坯在一定烧成温度保温一段时间，制得钢包透气砖。烧成条件如表3所示。
表1
表2
表3
性能表征
各实施例的性能表征结果如表4所示。
表4
实施例序号 显气孔率/％ 体积密度/g/cm3 耐压强度/MPa
实施例1 12.4 3.25 180
实施例2 11.5 3.22 175
实施例3 12.6 3.21 156
实施例4 13.0 3.29 166
实施例5 11.9 3.30 175
实施例6 13.2 3.31 148
实施例7 12.7 3.27 155
实施例8 14.1 3.24 161
实施例9 12.0 3.28 149
实施例10 11.2 3.27 160
如表4所示，本发明提供的制备方法得到的钢包透气砖具有较高的体积密度，以及较大的耐压强度。

Claims (8)

1.一种钢包透气砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将钢包透气砖的各原料混合均匀，然后依次经振动加压成型、养护和烧成，得到所述钢包透气砖；
所述钢包透气砖中原料的重量份组成为：
所述溶胶溶液为铝溶胶，铝溶胶的固含量为10％～30％；
所述有机改性剂为聚丙烯酸类、聚乙二醇类中的一种或两种；
所述的有机纤维为丙纶纤维。
2.如权利要求1所述的钢包透气砖的制备方法，其特征在于，所述致密烧结刚玉的体积密度≥3.65g/cm3，显气孔率≤3％，Al2O3含量≥99.00％。
3.如权利要求1所述的钢包透气砖的制备方法，其特征在于，所述活性氧化铝微粉中Al2O3含量≥99.00％，粒径D50为0.5～2μm。
4.如权利要求1所述的钢包透气砖的制备方法，其特征在于，所述氧化镁微粉中MgO含量≥97.00％，粒径D50为2～5μm。
5.如权利要求1所述的钢包透气砖的制备方法，其特征在于，所述氧化铬微粉中Cr2O3含量≥97.00％，粒径D50为1～3μm。
6.如权利要求1所述的钢包透气砖的制备方法，其特征在于，所述养护包括如下步骤：
将振动加压成型后的生坯置于20～50℃烘箱中养护24～36h，然后置于40～60℃烘箱中养护24～36h。
7.如权利要求1所述的钢包透气砖的制备方法，其特征在于，所述烧成包括如下步骤：
将养护好的生坯在1550～1750℃条件下保温3～5h，制得所述钢包透气砖。
8.一种钢包透气砖，其特征在于，采用如权利要求1～7任一项所述的制备方法制得。
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