CN102173826A

CN102173826A - 一种高热震稳定性的刚玉透气座砖及生产方法

Info

Publication number: CN102173826A
Application number: CN2010106156867A
Authority: CN
Inventors: 程本军; 陈旺; 赵启成; 丁芳
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2011-09-07

Abstract

本发明一种高热震稳定性的刚玉透气座砖，由混合刚玉、含镁材料、结合剂、三氧化二铬、减水剂、防爆剂组成；通过配料、混合制得泥料；将泥料在模具中，震动密实脱模后，烘干，得到透气座砖砖坯；将透气座砖砖坯加热、烘烤；得到所述的抗热震刚玉透气座砖。本发明组分配比合理、生产制造简单、制备的透气座砖座砖高温强度好，抗热震稳定性好，可有效延长透气座砖使用寿命、增加透气砖的使用安全性，减少更换透气砖的次数，降低了企业生产成本，提高钢铁冶金的生产效率。可替代现有透气座砖，适于工业化生产。

Description

一种高热震稳定性的刚玉透气座砖及生产方法

技术领域

本发明涉及一种用于钢铁冶炼中向钢包内钢水吹氩气工艺的刚玉透气座砖，特别是指一种高热震稳定性的刚玉透气座砖及生产方法；属于耐火材料技术领域。

技术背景：

材料抵抗温度骤变而不破坏，即不生成裂纹、剥落、裂缝、碎块的性能，称为热震稳定性，也叫耐急冷急热性。

透气座砖是砌在盛钢桶底部，固定透气砖的耐火质砖。透气座砖对透气砖使用非常关键，它最基本的作用在于固定透气砖，并使透气砖更换变得简单、高效，同时座砖能够保护透气砖免受高温钢水的直接物理冲刷和化学侵蚀，座砖还能够减缓钢水对透气芯的热冲击，使透气芯内部温度梯度减少，降低由于温度梯度产生的热应力。透气座砖在使用过程中本身由于抗热震稳定性较差，经常出现开裂、剥落甚至断裂情况。特别对于中小型钢厂，由于生产的连续性差，温度变化频繁，变化范围大而造成透气座砖的开裂、剥落以及断裂情况特别严重，极大地影响了透气砖的使用寿命，增大了生产及漏钢事故发生的可能性，因而，生产出高热震稳定性的透气座砖非常有现实意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种组分配比合理、生产制造简单、制备的透气座砖具备高热震稳定性的的刚玉透气座砖及生产方法。

本发明一种高热震稳定性的刚玉透气座砖，由下述组分按重量百分比组成：

混合刚玉： 75～90，

含镁材料： 2.5～10，

结合剂： 2.5～8，

三氧化二铬： 2～6，

减水剂： 0.1～0.7，

防爆剂： 0.1～2％。

本发明一种高热震稳定性的刚玉透气座砖中，所述刚玉选自板状刚玉、致密刚玉、白刚玉、棕刚玉、亚白刚玉中的至少一种。

本发明一种高热震稳定性的刚玉透气座砖中，所述混合刚玉按质量百分比由下述级配的刚玉颗粒组成：

粒度为8～5mm刚玉 25～35，

粒度为5～3mm刚玉 25～35，

粒度为3～1mm刚玉 20～30，

粒度小于等于1mm刚玉 10～15。

本发明一种一种高热震稳定性的刚玉透气座砖中，所述含镁材料选自粒度为45～75μm的镁铝尖晶石、电熔镁砂中的至少一种。

本发明一种高热震稳定性的刚玉透气座砖中，所述结合剂选自纯铝酸钙水泥、高铝水泥、磷酸二氢铝中的至少一种。

本发明一种高热震稳定性的刚玉透气座砖中，所述减水剂选自三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、分散氧化铝、木质素磺酸钠中的至少一种。

本发明一种高热震稳定性的刚玉透气座砖中，所述防爆剂选自直径为100μm、长度为3～5mm的钢纤维，粒度为75μm的金属铝粉，直径为40μm、长度为3～5mm的防爆纤维中的至少一种。

本发明一种高热震稳定性的刚玉透气座砖的制备方法，包括下述步骤：

第一步：配料、混合

按设计的透气座砖配比，称取各组分，置于搅拌机中，搅拌5～10min，混合均匀，然后，加入占所述各组分总重量4％～6％的水，继续搅拌5～10min，混合均匀，得到泥料；

第二步：制坯

将第一步所得泥料注入模具中，震动密实至表面致密泛浆；脱模后，于50～110℃烘干24～48小时，得到透气座砖砖坯；

第三步：热处理

将第二步所得透气座砖砖坯加热至300～550℃烘烤48～72小时，排出其中的剩余的游离水及结晶水，得到所述的抗热震刚玉透气座砖。

本发明一种以刚玉为主要原料的抗热震透气座砖生产方法中，所述搅拌机为HJW-60型混凝土搅拌机。

本发明一种以刚玉为主要原料的透气座砖生产方法中，所述震动密实采用ZT1-1振动台。

本发明由于采用上述组份配比及制备工艺，所制备得到的刚玉透气座砖比较其他透气座砖具有以下优点：

通过防爆纤维及钢纤维的加入，可增加制品的气孔率及导热率，降低透气座砖内部的温度梯度，提高其热震稳定性能，使其不容易剥落及开裂，从而可延长了透气座砖使用寿命和增加了透气砖的使用安全性，减少更换透气砖的次数，提高钢铁冶金的生产效率。

综上所述，本发明组分配比合理、生产制造简单、制备的透气座砖座砖高温强度好，抗热震稳定性好，可有效延长透气座砖使用寿命、增加透气砖的使用安全性，减少更换透气砖的次数，降低了企业生产成本，提高钢铁冶金的生产效率。可替代现有透气座砖，适于工业化生产。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。

首先配制三种粒度级配的混合刚玉，分别应用于三个具体实施例中。

1、分别取粒度为8～5mm棕刚玉250公斤，粒度为5～3mm板状刚玉300公斤，粒度为3～1mm致密刚玉300公斤，粒度小于等于1mm白刚玉150公斤，混合均匀，称为1号混合刚玉，待用。

2、分别取粒度为8～5mm白刚玉350公斤，粒度为5～3mm白刚玉250公斤，粒度为3～1mm白刚玉300公斤，粒度小于等于1mm白刚玉100公斤，混合均匀，称为2号混合刚玉，待用。

3、分别取粒度为8～5mm亚白刚玉300公斤，粒度为5～3mm棕刚玉350公斤，粒度为3～1mm棕刚玉200公斤，粒度小于等于1mm亚白刚玉150公斤，混合均匀，称为，3号混合刚玉，待用。

实施例1

按设计的透气座砖配比，称取1号混合刚玉750公斤，粒度为45～75μm的镁铝尖晶石粉100公斤，纯铝酸钙水泥78公斤，三氧化二铬58公斤，三聚磷酸钠5公斤，直径为100μm、长度为3～5mm的钢纤维9公斤，置于无锡建仪仪器机械有限公司产HJW-60型混凝土搅拌机中，搅拌5～10min，混合均匀，然后，加入40～45公斤水，继续搅拌5～10min，混合均匀，得到泥料；将泥料注入模具中，采用ZT1-1振动台震动密实至表面致密泛浆；脱模，于50℃烘干24～48小时，得到透气座砖砖坯；将透气座砖砖坯加热至300℃烘烤48小时，排出其中的剩余的游离水及结晶水，得到抗热震刚玉透气座砖。

实施例1制备的透气座砖理化性能为体积密度3.28g/cm3、显气孔率18％、耐压强度80Mpa。

实施例2

按设计的透气座砖配比，称取2号混合刚玉850公斤，粒度为45～75μm的电熔镁砂50公斤，磷酸二氢铝50公斤，三氧化二铬48公斤，木质素磺酸钠1公斤，粒度为75μm的金属铝粉1公斤，置于无锡建仪仪器机械有限公司产HJW-60型混凝土搅拌机中，搅拌5～10min，混合均匀，然后，加入50～55公斤水，继续搅拌5～10min，混合均匀，得到泥料；将泥料注入模具中，采用ZT1-1振动台震动密实至表面致密泛浆；脱模，于70℃烘干24～48小时，得到透气座砖砖坯；将透气座砖砖坯加热至450℃烘烤52小时，排出其中的剩余的游离水及结晶水，得到抗热震刚玉透气座砖。

实施例2制备的透气座砖理化性能为体积密度3.25g/cm3、显气孔率18％、耐压强度75Mpa。

实施例3

按设计的透气座砖配比，称取3号混合刚玉900公斤，粒度为45～75μm的镁铝尖晶石与电熔镁砂共24公斤，高铝水泥与磷酸二氢铝共24公斤，三氧化二铬20公斤，六偏磷酸钠与分散氧化铝共7公斤，直径为100μm、长度为3～5mm的钢纤维与直径为40μm、长度为3～5mm的防爆纤维共20公斤，置于无锡建仪仪器机械有限公司产HJW-60型混凝土搅拌机中，搅拌5～10min，混合均匀，然后，加入占55～60公斤水，继续搅拌5～10min，混合均匀，得到泥料；将泥料注入模具中，采用ZT1-1振动台震动密实至表面致密泛浆；脱模，于110℃烘干24～48小时，得到透气座砖砖坯；将透气座砖砖坯加热至550℃烘烤72小时，排出其中的剩余的游离水及结晶水，得到抗热震刚玉透气座砖。

实施例3制备的透气座砖理化性能为体积密度3.20g/cm3、显气孔率19％、耐压强度106Mpa

上述实施例仅仅是为了说明而举例，并非对实施方案的限定。在上述说明的基础上还可以做出其他形式的变动或变化。这里不需要对所有实施方案予以穷举。而由此所做出的变动仍在本发明创造的保护范围之中。

Claims

1.一种高热震稳定性的刚玉透气座砖，由下述组分按重量百分比组成：

混合刚玉： 75～90，

含镁材料： 2.5～10，

结合剂： 2.5～8，

三氧化二铬： 2～6，

减水剂： 0.1～0.7，

防爆剂： 0.1～2。

2.根据权利要求1所述的一种高热震稳定性的刚玉透气座砖，其特征在于：所述刚玉选自板状刚玉、致密刚玉、白刚玉、棕刚玉、亚白刚玉中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的一种高热震稳定性的刚玉透气座砖，其特征在于：所述混合刚玉按质量百分比由下述级配的刚玉颗粒组成：

粒度为8～5mm刚玉 25～35％，

粒度为5～3mm刚玉 25～35％

粒度为3～1mm刚玉 20～30％

粒度小于等于1mm刚玉 10～15％。

4.根据权利要求3所述的一种高热震稳定性的刚玉透气座砖，其特征在于：所述含镁材料选自粒度为45～75μm的镁铝尖晶石、电熔镁砂中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的一种高热震稳定性的刚玉透气座砖，其特征在于：所述结合剂选自纯铝酸钙水泥、高铝水泥、磷酸二氢铝中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的一种高热震稳定性的刚玉透气座砖，其特征在于：所述减水剂选自三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、分散氧化铝、木质素磺酸钠中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的一种高热震稳定性的刚玉透气座砖，其特征在于：所述防爆剂选自直径为100μm、长度为3～5mm的钢纤维，粒度为75μm的金属铝粉，直径为40μm、长度为3～5mm的防爆纤维中的至少一种。

8.制备如权利要求1～7任意一项所述一种高热震稳定性的刚玉透气座砖的方法，包括下述步骤：

第一步：配料、混合

第二步：制坯

第三步：热处理

将第二步所得砖坯加热至300～550℃烘烤48～72小时，排出其中的剩余的游离水及结晶水，得到所述的抗热震刚玉透气座砖。

9.根据权利要求8所述的一种高热震稳定性的刚玉透气座砖的生产方法，其特征在于：所述搅拌机为HJW-6O型混凝土搅拌机。

10.根据权利要求9所述的一种高热震稳定性的刚玉透气座砖的生产方法，其特征在于：所述震动密实采用ZT1-1振动台。