CN101823893A - 合成钙砂及其生产方法和合成钙砂钢水过滤器的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种合成钙砂及其生产方法和合成钙砂钢水过滤器的制备方法，合成钙砂的组份以重量百分比计为：消石灰35～70％，冶金石灰25～60％，三氧化二铁0.5～1％，结合剂3～10％；将上述合成钙砂的各组份原料混合均匀，压制成型，送入炉窑，在1550～1580℃下煅烧1.5～3小时，自然冷却后出窑，即得合成钙砂；将所得合成钙砂添加结合剂模压成型，经煅烧即制成合成钙砂钢水过滤器。应用本发明的原料和生产方法所砂制得的合成钙砂体积密度3.0g/cm3以上，显气孔率2.4％以下，合成钙砂钢水过滤器的耐压强度在38～78MPa，体积稳定性好，烧成收缩小，能耗低，使用寿命长，对钢水杂质的过滤效果能满足高纯净钢的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种冶金用耐火材料及其制品的生产方法。
背景技术
在冶炼优质洁净钢时，一般在中间包挡渣堰上设置钢水过滤器，以吸附过滤去钢水中所含的Al2O3、SiO2和S等有害杂质。目前，钢水过滤器大多采用钙砂制作，即先将天然石灰石煅烧成生石灰-氧化钙，然后向氧化钙中添加少量烧结剂，进行混和压块后在1700℃以上高温下烧制成重烧氧化钙块，经粉碎得氧化钙砂。应用此氧化钙砂加上结合剂压制成过滤器坯，经高温烧制而成钢水过滤器。上述方法生产的钙砂及过滤器，其致密度较低，烧结强度不够，过滤效果差，且生产过程能耗高。为此，有的厂家对上述生产方法进行了技术改进，例如，专利申请号为CN200810050156.5的专利申请公开了一种“合成钙砂和中间包精炼用钙质过滤器的生产方法”，它直接采用石灰石-轻质碳酸钙为原料，加入一定比例的锶盐和钙盐，混和压块在1580～1630℃温度下烧制成重烧合成氧化钙块，然后粉碎成合成钙砂。该法节省了将石灰石先煅烧成生石灰的步骤，并降低了钙砂煅烧温度，所得合成钙砂体积密度达2.55～2.80g/cm3，显气孔率6～15％，由该合成钙砂制得的过滤器耐压强度达25Mpa，较上述传统方法生产的钙砂及钙砂过滤器质量有所提高，但仍欠佳，且所用原料-轻质碳酸钙机械加工麻烦、能耗大，同时碳酸钙在烧结过程中放出二氧化碳形成粒子空洞，影响合成钙砂的体积密度和强度；为了保障合成钙砂的体积密度和强度，需要提高烧结温度和延长保温时间，因而又增加了能耗。
发明内容
本发明的目的之一，是提供一种更加优越的合成钙砂及其生产方法。
本发明的目的之二，是提供一种利用所述合成钙砂制备钢水过滤器的生产方法。
本发明的技术解决方案是：
一种合成钙砂，其所含的组份以重量百分比计为：消石灰35～70％，冶金石灰25～60％，三氧化二铁0.5～1％，结合剂3～10％。
所述结合剂为液体石蜡或蜂蜜、焦油、丙酮、聚丙烯。
一种合成钙砂的生产方法，将上述合成钙砂的各组份原料混合均匀，压制成型，送入炉窑，在1550～1580℃下煅烧，保温1.5～3小时，自然冷却后出窑，即得合成钙砂。
所述消石灰原料的质量指标为：按重量百分比：CaO＞97.％，MgO＜0.5％，SiO2＜1.0％，Al2O3＜0.5％，水份≤1％，灼减＜0.8％，粒度＜325目；
所述冶金石灰原料的质量指标为：按重量百分比：CaO＞89.0％，MgO＜0.5％，SiO2＜1.0％，Al2O3＜0.5％，灼减＜5.0％；
所述冶金石灰筛分为三种粒度：5～3mm、3～1mm和1mm目以下，三种粒度的重量百分配比为30～55％∶20～45％∶10～30％；
所述组份原料混合方法是：开启搅拌机加热系统，一段时间后先将所述冶金石灰投入搅拌机，加热搅拌4分钟，再加入所述结合剂，搅拌4分钟，最后加入所述的消石灰，搅拌5分钟；
所述模具压制成合成钙砂坯料的方法是，将混合料加入模具内，在400KN摩擦压力机下压制，保持30秒钟。
一种合成钙砂钢水过滤器的生产方法，以重量百分比计的原料组份为：采用上述合成钙砂90～97％，添加结合剂3～10％，将所述各组份原料混合均匀，经模具压制成过滤器坯料，送入炉窑，在1550～1580℃下煅烧，保温1.5～3小时，自然冷却后出窑，即得合成钙砂钢水过滤器。
所述原料合成钙砂筛分为四种粒度：5～3mm、3～1mm、1mm以下和100目以下，四种粒度的重量百分配比为30～50∶20～30∶10～30∶0～30；
所述组份原料混合方法是，开启搅拌机加热系统，一段时间后先投入颗粒5～3mm、3～1mm的钙砂，加热搅拌4分钟，再加入所述结合剂，搅拌4分钟，最后加入所述100目以下的钙砂细粉，搅拌5分钟。
所述模具压制成过滤器坯料的方法是，将混合料加入模具内，在400KN摩擦压力机下压制，保持30秒钟。
所述结合剂为液体石蜡或蜂蜜、焦油、丙酮、聚丙烯。
本发明的有益效果是：本合成钙砂原料采用了优质的冶金石灰和消石灰，由于消石灰细度特别好，比表面积大，颗粒活性高，烧结后体积密度显著提高而显气孔率大大降低；同时原料中添加的三氧化二铁，烧结时能促进液相生成，在烧结颗粒之间起良好的桥梁连接作用，进一步提高烧结强度、体积密度和抗水化性能；经测试，本合成钙砂体积密度达3.0～3.1g/cm3和显气孔率达1.4～2.4％左右，用本合成钙砂制得的合成钙砂钢水过滤器，耐压强度在38～78Mpa；体积稳定性好，烧成收缩小，能耗低，使用寿命长，对钢水杂质的过滤效果能满足高纯净钢的要求。本发明原料易得，价格低，为纯净钢冶炼提供了一种质优价廉、使用寿命长的合成钙砂及合成钙砂钢水过滤器。
附图说明
附图为本合成钙砂钢水过滤器实施例结构示意图。
图中标号：1过滤器基体；2钢水导流孔。
具体实施方式
下面结合附图以实施例对本发明作进一步说明。
实施例1，一、合成钙砂原料选用：消石灰，其质量指标为按重量百分比：CaO＞97.0％，MgO＜0.5％，SiO2＜1.0％，Al2O3＜0.5％，水份≤1％，灼减＜0.8％，粒度＜325目；冶金石灰，其质量指标为按重量百分比：CaO＞89.0％，MgO＜0.5％，SiO2＜1.0％，Al2O3＜0.5％，灼减＜5.0％；三氧化二铁粉末细度：200目以下；结合剂采用液体石蜡。各原料的配比以重量百分比计为：消石灰35％，冶金石灰60％，三氧化二铁1％，液体石蜡4％。
二、合成钙砂生产方法：先将上述冶金石灰破碎、筛分成三种级别粒度：5～3mm、3～1mm和1mm以下，三种粒度的重量百分配比为5～3mm 45％，3～1mm 45％，10％，开启热混炼机预热约10分钟至110℃，然后投入5～3mm和3～1mm颗粒的冶金石灰，加热搅拌4分钟，再加入液体石蜡，搅拌4分钟，最后加入上述消石灰，搅拌5分钟；混炼后将混合料加入模具内，在400吨摩擦压砖机的压力下压制成料坯，送入高温隧道窑在1550～1580℃下煅烧，保温1.5小时，自然冷却后出窑，即得合成钙砂料块。
三、合成钙砂钢水过滤器的生产方法：本实施例的合成钙砂钢水过滤器是安装在中间包挡渣堰上部的砖形钢水过滤器，它具有砖形过滤器基体1，在砖形过滤器基体1上布有若干钢水导流孔2。本钢水过滤器采用的原料为合成钙砂与结合剂，其重量百分比为：合成钙砂97％，结合剂3％。本实施例合成钙砂取自上述所制得的合成钙砂料块，结合剂采用蜂蜜。将上述合成钙砂料块破碎、筛分成四种级别粒度的合成钙砂：5～3mm、3～1mm、1mm～100目和100目以下，并按5～3mm30％，3～1mm30％，1mm～100目10％，和100目以下30％的重量百分比将四种级别颗粒的合成钙砂与蜂蜜分别投入热混炼机内混炼13分钟，然后将混合料加入过滤器模具中，在400吨摩擦压砖机的压力下压制成过滤器坯，送入高温隧道窑在1550～1580℃下煅烧，保温2.5小时，自然冷却后出窑，即得合成钙砂钢水过滤器。
钢水过滤器在出窑后还要经过浸蜡、铁皮密封工序，以防止在储存、运输过程中水化。
所得合成钙砂和合成钙砂钢水过滤器经检测：
合成钙砂：体积密度3.07g/cm3，显气孔率1.9％。
合成钙砂钢水过滤器：体积密度2.80g/cm3，显气孔率6.3％，耐压强度38.2Mpa。
实施例2，一、合成钙砂原料选用：消石灰、冶金石灰，、三氧化二铁的质量指标同实施例1，结合剂采用焦油。各原料的配比以重量百分比计为：消石灰60％，冶金石灰29.5％，三氧化二铁0.5人％，焦油10％。
二、合成钙砂生产方法：先将上述冶金石灰破碎、筛分成三种级别粒度：5～3mm、3～1mm和1mm以下，三种粒度的重量百分配比为5～3mm 55％，3～1mm 20％，25％，开启热混炼机预热约10分钟至110℃，然后投入5～3mm和3～1mm颗粒的冶金石灰，加热搅拌4分钟，再加入焦油，搅拌4分钟，最后加入上述消石灰，搅拌5分钟；混炼后将混合料加入模具内，在400吨摩擦压砖机的压力下压制成料坯，送入高温隧道窑在1550～1580℃下煅烧，保温2.5小时，自然冷却后出窑，即得合成钙砂料块。
三、合成钙砂钢水过滤器的生产方法：原料为合成钙砂与结合剂，其重量百分比为：合成钙砂90％，结合剂10％。本实施例合成钙砂取自上述所制得的合成钙砂料块，结合剂采用焦油。将上述合成钙砂料块破碎、筛分成四种级别粒度的合成钙砂：5～3mm、3～1mm、1mm～100目和100目以下，并按5～3mm50％，3～1mm20％，1mm～100目20％，和100目以下10％的重量百分比将四种级别颗粒的合成钙砂与焦油分别投入热混炼机内混炼13分钟，然后将混合料加入过滤器模具中，在400吨摩擦压砖机的压力下压制成过滤器坯，送入高温隧道窑在1550～1580℃下煅烧，保温3.0小时，自然冷却后出窑，即得合成钙砂钢水过滤器。
钢水过滤器在出窑后还要经过浸蜡、铁皮密封工序，以防止在储存、运输过程中水化。
所得合成钙砂和合成钙砂钢水过滤器经检测：
合成钙砂：体积密度3.10g/cm3，显气孔率1.5％。
合成钙砂钢水过滤器：体积密度2.84g/cm3，显气孔率6.1％，耐压强度77.8Mpa。
实施例3，一、合成钙砂原料选用：消石灰、冶金石灰，、三氧化二铁的质量指标同实施例1，结合剂采用丙酮。各原料的配比以重量百分比计为：消石灰50％，冶金石灰41％，三氧化二铁1％，丙酮8％。
二、合成钙砂生产方法：先将上述冶金石灰破碎、筛分成三种级别粒度：5～3mm、3～1mm和1mm以下，三种粒度的重量百分配比为5～3mm 30％，3～1mm 40％，30％，开启热混炼机预热约10分钟至110℃，然后投入5～3mm和3～1mm颗粒的冶金石灰，加热搅拌4分钟，再加入丙酮，搅拌4分钟，最后加入上述消石灰，搅拌5分钟；混炼后将混合料加入模具内，在400吨摩擦压砖机的压力下压制成料坯，送入高温隧道窑在1550～1580℃下煅烧，保温3.0小时，自然冷却后出窑，即得合成钙砂料块。
三、合成钙砂钢水过滤器的生产方法：原料为合成钙砂与结合剂，其重量百分比为：合成钙砂95％，结合剂5％。本实施例合成钙砂取自上述所制得的合成钙砂料块，结合剂采用丙酮。将上述合成钙砂料块破碎、筛分成四种级别粒度的合成钙砂：5～3mm、3～1mm、1mm～100目和100目以下，并按5～3mm40％，3～1mm25％，1mm～100目30％，和100目以下5％的重量百分比将四种级别颗粒的合成钙砂与丙酮分别投入热混炼机内混炼13分钟，然后将混合料加入过滤器模具中，在400吨摩擦压砖机的压力下压制成过滤器坯，送入高温隧道窑在1550～1580℃下煅烧，保温3.0小时，自然冷却后出窑，即得合成钙砂钢水过滤器。
钢水过滤器在出窑后还要经过浸蜡、铁皮密封工序，以防止在储存、运输过程中水化。
所得合成钙砂和合成钙砂钢水过滤器经检测：
合成钙砂：体积密度3.09g/cm3，显气孔率1.6％。
合成钙砂钢水过滤器：体积密度2.84g/cm3，显气孔率6.0％，耐压强度73.9Mpa。
实施例4，一、合成钙砂原料选用：消石灰、冶金石灰，、三氧化二铁的质量指标同实施例1，结合剂采用蜂蜜。各原料的配比以重量百分比计为：消石灰70％，冶金石灰25％，三氧化二铁1％，蜂蜜4％。
二、合成钙砂生产方法：先将上述冶金石灰破碎、筛分成三种级别粒度：5～3mm、3～1mm和1mm以下，三种粒度的重量百分配比为5～3mm 40％，3～1mm 40％，20％，开启热混炼机预热约10分钟至110℃，然后投入5～3mm和3～1mm颗粒的冶金石灰，加热搅拌4分钟，再加入蜂蜜，搅拌4分钟，最后加入上述消石灰，搅拌5分钟；混炼后将混合料加入模具内，在400吨摩擦压砖机的压力下压制成料坯，送入高温隧道窑在1550～1580℃下煅烧，保温2.0小时，自然冷却后出窑，即得合成钙砂料块。
三、合成钙砂钢水过滤器的生产方法：原料为合成钙砂与结合剂，其重量百分比为：合成钙砂92％，结合剂8％。本实施例合成钙砂取自上述所制得的合成钙砂料块，结合剂采用液体石蜡。将上述合成钙砂料块破碎、筛分成四种级别粒度的合成钙砂：5～3mm、3～1mm、1mm～100目和100目以下，并按5～3mm45％，3～1mm30％，1mm～100目25％的重量百分比将三种级别颗粒的合成钙砂与液体石蜡分别投入热混炼机内混炼13分钟，然后将混合料加入过滤器模具中，在400吨摩擦压砖机的压力下压制成过滤器坯，送入高温隧道窑在1550～1580℃下煅烧，保温2.0小时，自然冷却后出窑，即得合成钙砂钢水过滤器。
钢水过滤器在出窑后还要经过浸蜡、铁皮密封工序，以防止在储存、运输过程中水化。
所得合成钙砂和合成钙砂钢水过滤器经检测：
合成钙砂：体积密度3.10g/cm3，显气孔率1.4％。
合成钙砂钢水过滤器：体积密度2.85g/cm3，显气孔率6.0％，耐压强度70.2Mpa。
实施例5，一、合成钙砂原料选用：消石灰、冶金石灰，、三氧化二铁的质量指标同实施例1，结合剂采用聚丙烯。各原料的配比以重量百分比计为：消石灰45％，冶金石灰48％，三氧化二铁1％，液体石蜡6％。
二、合成钙砂生产方法：先将上述冶金石灰破碎、筛分成三种级别粒度：5～3mm、3～1mm和1mm以下，三种粒度的重量百分配比为5～3mm 35％，3～1mm 35％，30％，开启热混炼机预热约10分钟至110℃，然后投入5～3mm和3～1mm颗粒的冶金石灰，加热搅拌4分钟，再加入聚丙烯，搅拌4分钟，最后加入上述消石灰，搅拌5分钟；混炼后将混合料加入模具内，在400吨摩擦压砖机的压力下压制成料坯，送入高温隧道窑在1550～1580℃下煅烧，保温2.5小时，自然冷却后出窑，即得合成钙砂料块。
三、合成钙砂钢水过滤器的生产方法：原料为合成钙砂与结合剂，其重量百分比为：合成钙砂94％，结合剂6％。本实施例合成钙砂取自上述所制得的合成钙砂料块，结合剂采用聚丙烯。将上述合成钙砂料块破碎、筛分成四种级别粒度的合成钙砂：5～3mm、3～1mm、1mm～100目和100目以下，并按5～3mm35％，3～1mm25％，1mm～100目20％，和100目以下20％的重量百分比将四种级别颗粒的合成钙砂与聚丙烯分别投入热混炼机内混炼13分钟，然后将混合料加入过滤器模具中，在400吨摩擦压砖机的压力下压制成过滤器坯，送入高温隧道窑在1550～1580℃下煅烧，保温3小时，自然冷却后出窑，即得合成钙砂钢水过滤器。
钢水过滤器在出窑后还要经过浸蜡、铁皮密封工序，以防止在储存、运输过程中水化。
所得合成钙砂和合成钙砂钢水过滤器经检测：
合成钙砂：体积密度3.08g/cm3，显气孔率2.4％。
合成钙砂钢水过滤器：体积密度2.80g/cm3，显气孔率6.6％，耐压强度69.2Mpa。
Claims (13)
1.一种合成钙砂，其特征在于所含的组份以重量百分比计为：消石灰35～70％，冶金石灰25～60％，三氧化二铁0.5～1％，结合剂3～10％。
2.按权利要求1所述的合成钙砂，其特征在于所述结合剂为液体石蜡或蜂蜜、焦油、丙酮、聚丙烯。
3.一种合成钙砂的生产方法，其特征在于将权利要求1所述的各组份原料混合均匀，压制成型，送入炉窑，在1550～1580℃下煅烧，保温1.5～3小时，自然冷却后出窑，即得合成钙砂料块。
4.按权利要求3所述的合成钙砂的生产方法，其特征在于所述消石灰原料的质量指标为：按重量百分比：CaO＞97.％，MgO＜0.5％，SiO2＜1.0％，Al2O3＜0.5％，水份≤1％，灼减＜0.8％，粒度＜325目。
5.按权利要求3所述的合成钙砂的生产方法，其特征在于所述冶金石灰原料的质量指标为：按重量百分比：CaO＞89.0％，MgO＜0.5％，SiO2＜1.0％，Al2O3＜0.5％，灼减＜5.0％。
6.按权利要求3所述的合成钙砂的生产方法，其特征在于所述冶金石灰筛分为三种粒度：5～3mm、3～1mm、1mm以下，三种粒度的重量百分配比为30～55∶20～45∶10～30。
7.按权利要求3或6所述的合成钙砂的生产方法，其特征在于所述组份原料混合方法是：开启搅拌机加热系统，一段时间后先将所述冶金石灰投入搅拌机，加热搅拌4分钟，再加入所述结合剂，搅拌4分钟，最后加入所述的消石灰，搅拌5分钟。
8.按权利要求3所述的合成钙砂的生产方法，其特征在于所述模具压制成合成钙砂坯料的方法是，将混合料加入模具内，在400KN摩擦压力机下压制，保持30秒钟。
9.一种合成钙砂钢水过滤器的生产方法，其特征在于以重量百分比计的原料组份为：如权利要求1或3所述的合成钙砂90～97％，结合剂3～10％，将所述各组份原料混合均匀，经模具压制成过滤器坯料，送入炉窑，在1550～1580℃下煅烧，保温1.5～3小时，自然冷却后出窑，即得合成钙砂钢水过滤器。
10.按权利要求9所述的合成钙砂钢水过滤器的生产方法，其特征在于所述原料合成钙砂筛分为四种粒度：5～3mm、3～1mm、1mm以下和100目以下，四种粒度的重量百分配比为30～50∶20～30∶10～30∶0～30。
11.按权利要求9所述的合成钙砂钢水过滤器的生产方法，其特征在于所述组份原料混合方法是，开启搅拌机加热系统，一段时间后先投入颗粒5～3mm、3～1mm的钙砂，加热搅拌4分钟，再加入所述结合剂，搅拌4分钟，最后加入所述100目以下的钙砂细粉，搅拌5分钟。
12.按权利要求9所述的合成钙砂钢水过滤器的生产方法，其特征在于所述模具压制成过滤器坯料的方法是，将混合料加入模具内，在400KN摩擦压力机下压制，保持30秒钟。
13.按权利要求9所述的合成钙砂钢水过滤器的生产方法，其特征在于所述结合剂为液体石蜡或蜂蜜、焦油、丙酮、聚丙烯。
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