CN101786889B - 氧化锆尖晶石质水口砖 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐火材料，尤其涉及一种适用于冶炼各种钢种的钢包和中间包的水口用耐火材料。一种氧化锆尖晶石质水口砖，所述水口砖由主料和结合剂组成；其中所述的主料由下述重量百分比的原料组成：纯度大于94％的氧化锆，12～87％；铝镁尖晶石，10～85％；刚玉、锆刚玉、锆莫来石、锆英砂中的一种或多种组合，3～15％，所述的结合剂为酚醛树脂、黄糊精、聚乙稀醇中的一种或多种组成，结合剂的加入量为主料重量的1～5％。本发明的水口砖具有抗钢水侵蚀、耐冲刷、热震稳定性好、生产成本低和使用寿命长的特点。

Description

氧化锆尖晶石质水口砖
技术领域
本发明涉及一种耐火材料，尤其涉及一种适用于冶炼各种钢种的钢包和中间包的水口用耐火材料。
背景技术
随着炼钢工艺的发展，对钢包滑动水口、中间包定径水口和中间包上水口用耐火材料的使用条件变得日益苛刻。为了提高水口砖的寿命，即使当耐火材料与熔融材料相接触时，有必要防止它与熔融材料例如液态钢水和熔渣进行反应。水口砖的损坏，不仅是由于液态金属和熔渣的化学作用，而且由于熔融金属的快速热冲击引起的裂纹和剥落以及液态金属的磨损等物理作用。因此为了使水口砖能够稳定地操作，必须采用能很好抗热冲击和抗侵蚀的耐火材料用于制造水口砖。
目前滑动水口砖主要有Al2O3-C(日本专利特开平11-36012)和铝锆碳等含碳耐火材料以及含氧氮化铝材料(中国专利CN85109111A)和氧化锆材料。对于普通钢，铝碳锆滑板和铝碳滑板均可满足要求。对于高氧钢，钢中的总氧高、FeO高，由此含碳高的铝碳材料、铝锆碳材料和含氧氮化铝材料是不能胜任的，它将产生氧化导致材料疏松，是影响其长寿的重要原因，因而限制了含碳高材料和含氧氮化铝的应用；而Al2O3材料和氧化锆材料对抗FeO侵蚀性也是很差的耐火材料。对于钢中存在20～40ppm游离[Ca]的钙处理钢，含氧化铝、氧化硅材料是不能胜任的，它将由于生成低熔物而导致损毁严重，限制了该类材料的应用；氧化锆材料虽然满足钙处理钢的要求，但存在热震差、重量大、价格昂贵的问题。
目前中间包定径水口砖、中间包上水口砖接触钢液部分普遍采用氧化锆、锆英砂材料中的一种或两种组成(中国专利CN200610046433.6)，也有采用浇注成型的锆尖晶石上水口(中国专利CN01115191.9)。同高温烧成的氧化锆、锆英砂材料相比，浇注成型的锆尖晶石上水口使用寿命较低，不能满足钢厂的使用要求。对于高氧高锰钢，采用氧化锆材料、氧化锆和锆英砂复合材料生产的定径水口砖及中间包上水口砖存在侵蚀速度快，不耐冲刷，使用寿命低的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氧化锆尖晶石质水口砖，该水口砖抗钢水侵蚀、耐冲刷、热震稳定性好，具有生产成本低和使用寿命长的特点。
本发明是这样实现的：一种氧化锆尖晶石质水口砖，所述水口砖由主料和结合剂组成；其中所述的主料由下述重量百分比的原料组成：纯度大于94％的氧化锆，12～87％；铝镁尖晶石，10～85％；刚玉、锆刚玉、锆莫来石、锆英砂中的一种或多种组合，3～15％，所述的结合剂为酚醛树脂、黄糊精、聚乙稀醇中的一种或多种组成，结合剂的加入量为主料重量的1～5％。
所述的氧化锆为单斜氧化锆、部分稳定氧化锆、全稳定氧化锆中的一种或多种组合。
所述的水口砖为滑动水口砖、定径水口砖或中间包上水口砖。
本发明的水口砖采用纯度大于94％的氧化锆以及铝镁尖晶石作为主要原料，其余加入刚玉、锆刚玉、锆莫来石、锆英砂中的一种或多种组成；经过混炼、成型、干燥、高温烧成等工艺而制成，其中烧成温度高于1400℃。
本发明的氧化锆尖晶石质水口砖在高温下具有抗钢水侵蚀、耐冲刷、热震稳定性好、生产成本低的特点。
在普通钢使用条件下，采用本发明材质的滑动水口砖，其使用寿命与铝碳锆和铝碳质水口砖相当，采用本发明材质的定径水口砖、中间包上水口砖，其使用寿命与氧化锆材质的相当。
在高氧高锰钢使用条件下，采用本发明材质的滑动水口砖，其使用寿命比铝碳锆质、铝碳质和氧化锆质水口砖更长；采用本发明材质的定径水口砖、中间包上水口砖其使用寿命比氧化锆质、氧化锆和锆英砂复合材料的水口砖长。
在钙处理钢条件下，采用本发明材质的滑动水口砖，其使用寿命比铝碳锆质、铝碳质水口砖长，与氧化锆质水口砖相当。
采用本发明的氧化锆尖晶石质水口砖与氧化锆质水口砖相比，有适应性广、使用寿命长、热震稳定性好、重量轻和价格低的优势。
具体实施方式
表1列出本发明氧化锆尖晶石质水口砖材料的成分(重量百分比)和性能，所述的水口砖为滑动水口砖、定径水口砖或中间包上水口砖。表2现有技术氧化锆质水口砖的成分(重量百分比)和性能。
表1本发明实施例的成分(重量百分比)和特性
Figure G2009102006410D00031
其中表1中的氧化锆为单斜氧化锆、部分稳定氧化锆、全稳定氧化锆中的一种或多种组合。
表2现有技术氧化锆质水口砖的成分(重量百分比)和性能。
Figure G2009102006410D00041
从表1和表2的对比可知，本发明的氧化锆尖晶石质水口砖具有适应性广、重量轻、钢水侵蚀、耐冲刷、热震稳定性好和价格低的优势。
在普通钢使用条件下，采用本发明材质的滑动水口砖，其使用寿命与铝碳锆和铝碳质水口砖相当，可以达到4炉以上，采用本发明材质的定径水口砖、中间包上水口砖，其使用寿命与氧化锆材质的相当，可以达到50炉以上。
在高氧高锰钢使用条件下，采用本发明材质的滑动水口砖，其使用寿命比铝碳锆质、铝碳质和氧化锆质水口砖更长，可以达到3炉，而铝碳锆质、铝碳质和氧化锆质水口砖使用寿命不超过2炉；采用本发明材质的定径水口砖、中间包上水口砖其使用寿命比氧化锆质、氧化锆和锆英砂复合材料的水口砖长，使用寿命可以达到30炉，而氧化锆质、氧化锆和锆英砂复合材料的水口砖的使用寿命小于20炉。
在钙处理钢条件下，采用本发明材质的滑动水口砖，其使用寿命比铝碳锆质、铝碳质水口砖长，与氧化锆质水口砖相当，可以达到3炉，而铝碳锆质、铝碳质水口砖的使用寿命仅为1炉。

Claims (3)

1.一种氧化锆尖晶石质水口砖，其特征是：所述水口砖由主料和结合剂组成；所述的主料由下述重量百分比的原料组成：
纯度大于94％的氧化锆，12～50％；
铝镁尖晶石，40～85％；
刚玉、锆刚玉、锆莫来石、锆英砂中的一种或多种组合，3～15％，
所述的结合剂为酚醛树脂、黄糊精、聚乙烯醇中的一种或多种组成，结合剂的加入量为主料重量的1～5％。
2.根据权利要求1所述的氧化锆尖晶石质水口砖，其特征是：所述的氧化锆为单斜氧化锆、部分稳定氧化锆、全稳定氧化锆中的一种或多种组合。
3.根据权利要求1或2所述的氧化锆尖晶石质水口砖，其特征是：所述的水口砖为滑动水口砖、定径水口砖或中间包上水口砖。 
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