CN102515794B

CN102515794B - 一种无碳钢包砖及其制备方法

Info

Publication number: CN102515794B
Application number: CN201110406028.1A
Authority: CN
Inventors: 高峰; 王虹; 孙旭峰; 陈俊红
Original assignee: SHANXI GAOKE REFRACTORIES CO Ltd
Current assignee: SHANXI GAOKE REFRACTORIES CO Ltd
Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2011-12-08
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2031-12-08
Also published as: CN102515794A

Abstract

本发明公开了一种无碳钢包砖及其制备方法，即以高铝矾土熟料、刚玉系原料、氧化镁、氧化铝微粉为主要原料，加入氧化铁、氯化镁溶液、六偏磷酸钠、黄糊精进行制备，经特殊步骤混料后，困料30分钟后压制成型，在200℃下干燥24小时即可制得本发明的产品。本发明能使骨料和粉料的间隙存在有氧化铁和氧化铝微粉，中高温时会生成热膨胀率较低的铁铝尖晶石，同时又不会使过多的氧化铁进入基质中，能使钢包砖有较好的高温稳定性和抗剥落性能，因此本发明不仅能解决耐火砖高温熔损导致钢水增碳影响冶炼质量的问题，而且还具有强度高、耐冲刷、寿命长等优异性能。

Description

一种无碳钢包砖及其制备方法

技术领域

本发明属于耐火材料领域，具体涉及一种钢包用无碳包衬砖及其制备方法。

背景技术

钢包工作层材料作为冶金工业重要的消耗性材料一直受到耐火行业的高度重视，作为工作层的耐火砖也在不断地推陈出新。目前钢包工作衬用含碳砖如镁碳砖、铝镁碳砖等，均是加入石墨作为基础材料之一，再加入部分抗氧化剂，通过树脂结合而制成的不烧砖。石墨和树脂价格高昂且需要在恒定温度下使用，此外，含碳耐火材料使用过程中由于熔损导致的钢水含碳问题也是含碳钢包砖无法解决的根本性问题。由于钢包砖具有不受现场使用环境影响的特点，目前大部分钢包工作衬仍在使用含碳钢包砖，但随着洁净钢生产技术的发展及由此对耐火材料提出的要求，迫使耐火材料行业逐渐开始重视无碳钢包衬砖的开发。但目前关于无碳钢包砖的研发和应用技术的公开报道较少，主要存在结合形式简单、骨料和粉料结合性差、钢水冲击下容易分离等问题，导致钢包使用寿命较短，因而限制了无碳钢包砖的推广和应用。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述缺点，提供一种高强度、抗冲刷、长寿命的无碳钢包砖。本发明的另一目的是提供一种无碳钢包砖的制备方法。

为达到上述目的,本发明采用如下解决方案：一种无碳钢包砖，其特征在于：它包含下列重量份的原料：高铝矾土熟料、刚玉系耐火原料中的一种或几种制成5—8mm骨料5—10份、3—5mm骨料15—25份、1—3mm骨料15—30份、0.088—1mm骨料12—25份、刚玉粉8—15份、氧化铝微粉6—14份、氧化镁粉4—8份、六偏磷酸钠0.5—2份、氧化铁粉1.5—3份、黄糊精0.1—1份、氯化镁溶液3—5份，将以上重量份的原料按特定步骤混和搅拌后，困料30分钟，机压成型后，在200℃下烘干24小时。

上述的无碳钢包砖，其特征在于：所述原料的性能如下：

（1）高铝矾土熟料骨料，要求Al₂O₃含量不小于85%，SiO₂含量不大于2％，粒度为5—8mm，3—5mm，1—3mm，骨料要求体密不小于3.2g/cm^3，。

（2）刚玉系耐火原料，包括电熔白刚玉、棕刚玉、致密刚玉、板状刚玉等，可为其中的一种或几种，粒度为5—8mm，3—5mm，1—3mm，0.088—1mm，200目，325目。

骨料以刚玉系原料替代高铝矾土熟料可以获得更好的使用效果。

（3）氧化铝微粉，平均粒径不大于1.2um。

（4）氧化镁，要求MgO含量不小于95.0％，SiO₂含量不大于2.0％，CaO含量不大于2.0％，粒度不大于0.088mm。

（5）氧化铁粉，要求 Fe₂O₃不小于85%，水溶物不大于0.8%，细粉粒度不大于0.088mm。

（6）氯化镁溶液，浓度不低于20%。

（7）六偏磷酸钠，磷酸钠要求P₂O₅含量不低于68%。

（8）黄糊精，粘结力≥1.5Kg/cm²。

本发明的制备方法如下：

以高铝矾土熟料和刚玉系耐火原料作为骨料，制备5—8mm骨料5—10份，3—5mm骨料15—25份，1—3mm骨料15—30份，0.088—1mm骨料12—25份；制备刚玉粉8—15份，氧化铝微粉6—14份，氧化镁4—8份；制备六偏磷酸钠0.5—2份；制备氧化铁粉1.5—3份，黄糊精0.1—1份，并将两者充分预混；制备氯化镁溶液3—5份。

将制备好的原料按如下步骤混炼：

1）按上述重量份将粒度为5—8mm，3—5mm，1—3mm，0.088—1mm的骨料加入搅拌机中搅拌1—2分钟。

2）将2份氯化镁溶液加入搅拌机中搅拌1—2分钟。

3）按上述重量份将预混好的氧化铁和黄糊精的混合物加入搅拌机中搅拌2—3分钟。

4）按上述重量份将活性氧化铝微粉加入搅拌机中搅拌1—2分钟。

5）按上述重量份将氧化镁、刚玉粉、六偏磷酸钠依次加入搅拌机中搅拌1—2分钟。

6）将剩余氯化镁溶液加入至搅拌均匀。

出料后困料30分钟，然后通过压力机压制成型，进入干燥窑200℃干燥24小时即可制得本发明的产品。

本发明通过独特的工艺配方和投料顺序，成功的解决了钢包砖不抗冲刷，骨料粉料脱离的问题，有效的提高了材料的热震稳定性。由于原料中含有Fe₂O₃和Al₂O₃，会在中高温段形成铁铝尖晶石，铁铝尖晶石具有较好的结构柔韧性，低热膨胀率，低热导率和较好的抗盐碱侵蚀能力。而钢包砖中骨料和粉料的脱离的原因是骨料和基质的热膨胀系数不同，急冷急热状态下会使骨料和粉料间出现间隙以致骨粉料脱离，解决这一问题的关键就是在骨料和粉料的接触面上用一个过渡相连起来，而热膨胀率较低的铁铝尖晶石便是较好的选择。制备该钢包砖时，在骨料混合完毕后，加入粘性较好的氯化镁溶液和黄糊精，可将氧化铁附着在骨料表面，再引入氧化铝微粉，由于其粒度较细，能达到亚微米级别，活性和粘性极佳，可较好的附着于氧化铁表面；再将其余的粉料加入，这样骨料和粉料的间隙便存在有氧化铁和氧化铝微粉，中高温时会生成热膨胀率较低的铁铝尖晶石。另外本发明的特殊加料方式又不会使过多的氧化铁进入基质中，能使钢包砖有较好的高温稳定性和抗剥落性能。

本发明提供的无碳钢包砖不仅解决了上述钢水增碳影响洁净钢生产质量的问题，而且生产过程易于实现，成本较低，同时还具有强度高、耐冲刷、寿命长等优异性能。

本发明制得的钢包砖的性能如表一：

表一

。

具体实施方式

实施例1：

制备5—8mm矾土熟料8—12份，3—5mm矾土熟料16—24份，1—3mm电熔棕刚玉18—22份，0.088—1mm电熔白刚玉18-22份，氯化镁溶液4—5份，氧化铁和黄糊精预混料（按20:3混合）1—2.5份，六偏磷酸钠0.1—1份，氧化铝微粉8—10份，镁砂粉4—8份，板状刚玉粉10—16份。将制备好的骨料倒入搅拌机中干混，搅拌均匀后，加2份氯化镁溶液，充分搅拌使氯化镁溶液润湿骨料表面，然后将氧化铁和黄糊精预混料加入继续搅拌，2—3分钟后待预混料附着于骨料表面，加入氧化铝微粉搅拌1—2分钟，搅拌均匀后加入电熔镁砂粉，板状刚玉粉和六偏磷酸钠，最后将剩余的氯化镁溶液加入搅拌机中搅拌，混合均匀后出料，困料30分钟，然后通过压力机压制成型，进入干燥窑200℃干燥24小时便可得到产品。

实施例2：

制备5—8mm电熔棕刚玉8—12份，3—5mm矾土熟料16—24份，1—3mm电熔白刚玉18—22份，0.088—1mm电熔白刚玉18—22份，氯化镁溶液4—5份，氧化铁和黄糊精预混料（按20:3混合）1—2.5份，六偏磷酸钠0.1—1份，氧化铝微粉8—10份，镁砂粉4—8份，板状刚玉粉10—16份。将制备好的骨料倒入搅拌机中干混，搅拌均匀后，加2份氯化镁溶液，充分搅拌使氯化镁溶液润湿骨料表面，然后将氧化铁和黄糊精预混料加入继续搅拌，2—3分钟后待预混料附着于骨料表面，加入氧化铝微粉搅拌1—2分钟，搅拌均匀后加入电熔镁砂粉，板状刚玉粉和六偏磷酸钠，最后将剩余的氯化镁溶液加入搅拌机中搅拌，混合均匀后出料，困料30分钟，然后通过压力机压制成型，进入干燥窑200℃干燥24小时便可得到产品。

实施例3：

制备5—8mm电熔棕刚玉8—12份，3—5mm矾土熟料16—24份，1—3mm电熔棕刚玉18—22份，0.088—1mm白刚玉18—22份，氯化镁溶液4—5份，氧化铁和黄糊精预混料（按20:3混合）1—2.5份，六偏磷酸钠0.1—1份，氧化铝微粉8—10份，镁砂粉4—8份，板状刚玉粉10—16份。将制备好的骨料倒入搅拌机中干混，搅拌均匀后，加2份氯化镁溶液，充分搅拌使氯化镁溶液润湿骨料表面，然后将氧化铁和黄糊精预混料加入继续搅拌，2—3分钟后待预混料附着于骨料表面，加入氧化铝微粉搅拌1—2分钟，搅拌均匀后加入电熔镁砂粉，板状刚玉粉和六偏磷酸钠，最后将剩余的氯化镁溶液加入搅拌机中搅拌，混合均匀后出料，困料30分钟，然后通过压力机压制成型，进入干燥窑200℃干燥24小时便可得到产品。

实施例4：

制备5—8mm电熔棕刚玉8—12份，3—5mm电熔棕刚玉16—24份，1—3mm电熔白刚玉18—22份，0.088—1mm电熔白刚玉18—22份，氯化镁溶液4—5份，氧化铁和黄糊精预混料（按20:3混合）1—2.5份，六偏磷酸钠0.1—1份，氧化铝微粉8—10份，镁砂粉4—8份，电熔白刚玉粉10—16份。将制备好的骨料倒入搅拌机中干混，搅拌均匀后，加2份氯化镁溶液，充分搅拌使氯化镁溶液润湿骨料表面，然后将氧化铁和黄糊精预混料加入继续搅拌，2—3分钟后待预混料附着于骨料表面，加入氧化铝微粉搅拌1—2分钟，搅拌均匀后加入电熔镁砂粉，电熔白刚玉粉和六偏磷酸钠，最后将剩余的氯化镁溶液加入搅拌机中搅拌，混合均匀后出料，困料30分钟，然后通过压力机压制成型，进入干燥窑200℃干燥24小时便可得到产品。

实施例5：

制备5—8mm矾土熟料8—12份，3—5mm电熔棕刚玉16—24份，1—3mm电熔棕刚玉18—22份，0.088—1mm电熔白刚玉18—22份，氯化镁溶液4—5份，氧化铁和黄糊精预混料（按20:3混合）1—2.5份，六偏磷酸钠0.1—1份，氧化铝微粉8—10份，镁砂粉4—8份，电熔白刚玉粉10—16份。将制备好的骨料倒入搅拌机中干混，搅拌均匀后，加2份氯化镁溶液，充分搅拌使氯化镁溶液润湿骨料表面，然后将氧化铁和黄糊精预混料加入继续搅拌，2—3分钟后待预混料附着于骨料表面，加入氧化铝微粉搅拌1—2分钟，搅拌均匀后加入电熔镁砂粉，电熔白刚玉粉和六偏磷酸钠，最后将剩余的氯化镁溶液加入搅拌机中搅拌，混合均匀后出料，困料30分钟，然后通过压力机压制成型，进入干燥窑200℃干燥24小时便可得到产品。

Claims

1.一种无碳钢包砖的制备方法，其特征在于：它包括下列重量份的原料：以高铝矾土熟料和刚玉系耐火原料作为骨料，制备5—8mm骨料5—10份，3—5mm骨料15—25份，1—3mm骨料15—30份，0.088—1mm骨料12—25份；制备刚玉粉8—15份，氧化铝微粉6—14份，氧化镁粉4—8份；制备六偏磷酸钠0.5—2份；制备氧化铁粉1.5—3份，黄糊精0.1—1份，并将两者充分预混；制备氯化镁溶液3—5份；将制备好的原料按如下步骤混炼：

1）按上述重量份将粒度为5—8mm，3—5mm，1—3mm，0.088—1mm的骨料加入搅拌机中搅拌1—2分钟；

2）将2份氯化镁溶液加入搅拌机中搅拌1—2分钟；

3）按上述重量份将预混好的氧化铁粉和黄糊精的混合物加入搅拌机中搅拌2—3分钟；

4）按上述重量份将氧化铝微粉加入搅拌机中搅拌1—2分钟；

5）按上述重量份将氧化镁粉、刚玉粉、六偏磷酸钠依次加入搅拌机中搅拌1—2分钟；

6）将剩余氯化镁溶液加入至搅拌均匀；

出料后困料30分钟，然后通过压力机压制成型，进入干燥窑200℃干燥24小时即可。