CN102718513A - 一种铝镁质耐火浇注料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝镁质耐火浇注料及其制备方法，该铝镁质耐火浇注料的组成原料按重量百分比配比为，刚玉颗粒及细粉70～80%，氧化铝微粉5～15%，含镁材料2～10%，结合剂3～8%，硅微粉0.3～1.5%，有机纤维（外加）0.05～0.1%，减水剂（外加）0.2～0.6%；该铝镁质耐火浇注料的制备方法包括配料、混料、成型、养护、干燥、储运、使用等工艺步骤；与现有技术相比，本发明铝镁浇注料具有较高的抗热震性，且成本低廉、性能优良，可用于大型钢包的包壁、包底、永久层、水口等部位，也可应用于RH浸渍管浇注料，能够适应多种工业化生产环境。

Description

一种铝镁质耐火浇注料及其制备方法

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，尤其涉及一种铝镁质耐火浇注料及其制备方法。

背景技术

国内钢厂的钢包大都采用高铝质、铝镁碳等材质耐火砖砌筑，由于多炉连铸和冶炼洁净钢的需要，钢包容量不断扩大，钢水的品种日益增多，使得钢包的使用寿命愈加苛刻。为了适应钢包的冶炼条件，耐火材料工作者研制出了铝镁质耐火浇注料。铝镁耐火浇注料的使用目前以不局限于钢包，已经扩大到RH精炼炉、水泥窑等高温设备。

目前铝镁质耐火浇注料损毁的主要原因有：（1）线膨胀率较大，铝镁质耐火浇注料在使用的过程中会产生裂纹，炉衬鼓胀，导致强度下降和熔渣的渗透；（2）抗热震性较差，在急冷急热条件下浇注料表面或内部会产生裂纹，而加快熔渣的侵蚀，导致材料的损毁。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种铝镁质耐火浇注料及其制备方法，可通过以下技术方案来实现。

一种铝镁质耐火浇注料，其组成原料按重量百分比配比为：

刚玉颗粒及细粉                                       70~80%

氧化铝微粉                                             5~15%

含镁材料                                                2~10%

结合剂                                                    3~8%

硅微粉                                                    0.3~1.5%

有机纤维（外加）                                     0.05~0.1%

减水剂（外加）                                        0.2~0.6%

所述的刚玉颗粒及细粉是由10~5mm刚玉颗粒10～20%、5~3mm刚玉颗粒15～20%、3~1mm刚玉颗粒10～20%、1~0mm刚玉颗粒15～25%组成、刚玉细粉15~25%组成；

所述含镁材料2~10%是由含镁颗粒材料0.5~2%及含镁细粉材料1.5~8%组成，其中，含镁颗粒材料为0.5~0.088mm、0.5~0.074mm及1~0mm粒度任意比例的混合；含镁细粉材料为120目、180目、200目、320目、325目任意比例的混合。

所述的铝镁质耐火浇注料，其刚玉颗粒及细粉为板状刚玉、电熔白刚玉、致密刚玉及棕刚玉中的一种或几种以任意比例的混合。

所述的铝镁质耐火浇注料，其刚玉细粉粒度为120目、180目、200目、320目、325目任意比例的混合。

所述的铝镁质耐火浇注料，其氧化铝微粉为活性氧化铝微粉、煅烧铝微粉任意比例的混合。

所述的铝镁质耐火浇注料，其含镁材料为轻烧镁砂（MgO≥97%）、电熔镁砂（MgO≥97%）、高纯菱镁矿（MgO≥45%）中的一种或几种以任意比例的混合。

所述的铝镁质耐火浇注料，其结合剂为水合氧化铝微粉和纯铝酸盐水泥以任意比例的混合。

所述的铝镁质耐火浇注料，其减水剂为聚磷酸盐、聚羧酸系高效减水剂或分散氧化铝高效减水剂任意比例的混合。

本发明所述铝镁质耐火浇注料的制备方法如下：

（1）配料：按照各组分原料要求配置刚玉颗粒、刚玉细粉、氧化铝微粉、含镁材料、结合剂、硅微粉、有机纤维（外加）、减水剂（外加），制备干料半成品；

（2）混料：先将10～5mm、5～3mm、3～1mm和1～0mm粒度的刚玉颗粒进行预混，均匀后加入刚玉细粉、氧化铝微粉、含镁材料、结合剂、硅微粉、有机纤维、减水剂，继续混料至充分均匀；

（3）成型：在混练后的原料中加入原料重量4.5~5.5%的自来水，待搅拌均匀后加入到模具振动成型；

（4）养护：成型后的试样在空气中，在恒温恒湿条件下养护；

（5）干燥：成型后的试样在干燥窑内烘烤脱水至恒重；

（6）储运：将铝镁质耐火浇注料预制块存放于阴凉处储藏和运输，保质期在3个月以上；

（7）使用：使用塑料密封包装，按需取用，一般500~1500Kg/袋，以1000 Kg/袋为佳。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下优越性：

1、本发明铝镁质耐火浇注料，避免了尖晶石的直接引入，能够有效的降低铝镁质耐火浇注料的生产成本；

2、本发明铝镁质耐火浇注料，在高温使用过程中，浇注料内部会原位生产镁铝尖晶石，浇注料内部会有微裂纹生成，能够缓冲急冷急热过程中所产生的热应力，具有较强的抗热震性；

3、本发明铝镁质耐火浇注料，含镁材料中氧化镁的以颗粒和细粉两种形式同时引入，能够降低浇注料中尖晶石化反应速度降低和在一定时间内尖晶石生成量减少，可降低浇注料的热膨胀率，有利于提高材料的致密度；

4、本发明铝镁质耐火浇注料应用范围广泛，能够适应多种工业化生产环境，可应用于大型钢包的包壁、包底、永久层、水口等部位，也可应用于RH浸渍管浇注料。

具体实施方式

以下非限定性实施例用于仅解释本发明，但不作为对本发明的限定。

实施例1

（1）用于制备铝镁质浇注料原料的重量百分数为：板状刚玉颗粒10~5mm  15%；粒度为5～3mm、3～1mm和1～0mm的白刚玉所占重量百分数分别为19%、17%和15%；白刚玉细粉120目  9%；白刚玉细粉325目  6%；活性氧化铝微粉  10%；电熔镁砂颗粒0.5~0.088mm 0.6%，轻烧镁砂细粉200目  3.8%；结合剂为水合氧化铝微粉  4%；硅微粉  0.6%；聚乙烯有机纤维（外加）  0.06%；六偏磷酸钠（外加）  0.24%；

（2）先将10～5mm的白刚玉颗粒，5～3mm、3～1mm和1～0mm的白刚玉及电熔镁砂颗粒进行预混，均匀后加入刚玉细粉、活性氧化铝微粉、轻烧镁砂细粉、结合剂、硅微粉、有机纤维、减水剂，继续混料至充分均匀，干混3分钟，加入洁净自来水，加入量为原料总重量的4.9%左右，调节泥料的干湿度，再混练5~6分钟；

（3）将搅拌好的泥料倒入模具中，振动成型；

（4）将试样自然养护24h后脱模，在空气中自然干燥24h，然后在烘箱里于110℃×24h干燥，再经1550℃×3h烧后进行性能检测。

其物理性能指标为：110℃×24h烘后抗折强度为6~11MPa，耐压强度为30~45MPa；经1550℃×3h高温重烧后，试样的抗折强度为24~35MPa，耐压强度为95~120MPa，体积密度为3.00~3.12g/cm^-3，显气孔率为18.5%~21.2%，线变化率为0.1~0.6%；1100℃保温20分钟，20分钟风冷至常温，反复3次后其抗折残余率为35~45%，使用寿命提高10%以上，完全能满足现场需求。

实施例2

（1）用于制备铝镁质浇注料原料的重量百分数为：粒度为10~5mm、5～3mm的棕刚玉，所占的质量分数分别为 15%和20%；粒度为3～1mm和1～0mm的白刚玉颗粒，其重量百分数分别为14%和21%；白刚玉细粉200目  15%；活性氧化铝微粉  5%；轻烧镁砂颗粒 0.5~0.074mm 0.5%，电熔镁砂细粉200目  4.5%；水合氧化铝微粉  4%；硅微粉  1%；聚乙烯纤维（外加）  0.06%；六偏磷酸钠（外加）  0.2%，三聚磷酸钠（外加）  0.1%；

（2）先将10～5mm、5～3mm的棕刚玉颗粒，3～1mm和1～0mm的白刚玉颗粒、轻烧镁砂颗粒进行预混，均匀后加入刚玉细粉、活性氧化铝微粉、电熔镁砂细粉、结合剂、硅微粉、有机纤维、减水剂，继续混料至充分均匀，干混3分钟，加入洁净自来水，加入量为原料总重量的5%左右，调节泥料的干湿度，再混练5~6分钟；

（3）将和好的泥料加入模具中，振动成型；

（4）将试样自然养护24h后脱模，在空气中自然干燥24h，然后在烘箱里于110℃×24h干燥，经1550℃×3h烧后进行性能检测。

其物理性能指标为：110℃×24h烘后抗折强度为6~12MPa，耐压强度为25~38MPa；经1550℃×3h高温重烧后，试样的抗折强度为32~40MPa，耐压强度为150~180MPa，体积密度为3.01~3.08g×cm^-3，显气孔率为15~20%，线变化率为0.3~0.9%；1100℃保温20min，20min风冷至常温，反复3次后其抗折残余率为30%~40%，使用寿命提高15%以上，能够在完全能满足现场需求。

实施例3

（1）用于制备铝镁质浇注料原料的重量百分数为：棕刚玉10~5mm  19%；粒度分别为5～3mm、3～1mm和1～0mm的白刚玉，其重量百分数分别为19%、17%和15%；白刚玉细粉320目  15%；活性氧化铝微粉  5.5%；电熔镁砂颗粒 0.5~0.088mm为0.5%，电熔镁砂细粉200目  4.5%；结合剂为纯铝酸盐水泥  4%；硅微粉  0.5%；聚乙烯有机纤维（外加）  0.06%；分散氧化铝高效减水剂（外加）  0.5%；

（2）先将10～5mm的棕刚玉颗粒和5～3mm、3～1mm和1～0mm的白刚玉及电熔镁砂颗粒进行预混，均匀后加入刚玉细粉、活性氧化铝微粉、电熔镁砂细粉、结合剂、硅微粉、有机纤维、减水剂，继续混料至充分均匀，干混3分钟，加入洁净自来水，加入量为原料重量的5%左右，调节泥料的干湿度，再混练5~6分钟；

（3）将和好的泥料加入模具中，振动成型；

（4）将试样自然养护24h后脱模，在空气中自然干燥24h，然后在烘箱里于110℃×24h干燥，经1550℃×3h烧后进行性能检测。

其物理性能指标为：110℃×24h烘后抗折强度为10~15MPa，耐压强度为60~100MPa；经1550℃×3h高温重烧后，试样的抗折强度为32~40MPa，耐压强度为160~210MPa，体积密度为3.00~3.06g×cm^-3，显气孔率为14~21%，线变化率为0.2~0.8%；1100℃保温20min，20min风冷至常温，反复3次后其抗折残余率为35~45%；使用寿命提高12%以上，能够满足现场需求，能为钢厂创造巨大的经济效益。

Claims (8)

1.一种铝镁质耐火浇注料，其特征是：该耐火浇注料的组成原料按重量百分比配比为：

刚玉颗粒及细粉                                       70~80%

氧化铝微粉                                              5~15%

含镁材料                                                 2~10%

结合剂                                                    3~8%

硅微粉                                                    0.3~1.5%

有机纤维（外加）                                     0.05~0.1%

减水剂（外加）                                       0.2~0.6%

所述的刚玉颗粒及细粉是由10~5mm刚玉颗粒10～20%、5~3mm刚玉颗粒15～20%、3~1mm刚玉颗粒10～20%、1~0mm刚玉颗粒15～25%组成、刚玉细粉15~25%组成；

所述含镁材料2~10%是由含镁颗粒材料0.5~2%及含镁细粉材料1.5~8%组成，其中，含镁颗粒材料为0.5~0.088mm、0.5~0.074mm及1~0mm粒度任意比例的混合；含镁细粉材料为120目、180目、200目、320目、325目任意比例的混合。

2.根据权利要求1所述的铝镁质耐火浇注料，其特征是：刚玉颗粒及细粉为板状刚玉、电熔白刚玉、致密刚玉及棕刚玉中的一种或几种任意比例的混合。

3.根据权利要求1所述的铝镁质耐火浇注料，其特征是：刚玉细粉粒度为120目、180目、200目、320目、325目任意比例的混合。

4.根据权利要求1所述的铝镁质耐火浇注料，其特征是：氧化铝微粉为活性氧化铝微粉、煅烧铝微粉任意比例的混合。

5.根据权利要求1所述的铝镁质耐火浇注料，其特征是：含镁材料为轻烧镁砂（MgO≥97%）、电熔镁砂（MgO≥97%）、高纯菱镁矿（MgO≥45%）中的一种或几种任意比例的混合。

6.根据权利要求1所述的铝镁质耐火浇注料，其特征是：结合剂为水合氧化铝微粉和纯铝酸盐水泥以任意比例的混合。

7.根据权利要求1所述的铝镁质耐火浇注料，其特征是：减水剂为聚磷酸盐、聚羧酸系高效减水剂或分散氧化铝高效减水剂任意比例的混合。

8.一种制备权利要求1所述铝镁质耐火浇注料的方法，其特征是：包括以下步骤：

（1）配料：按照各组分原料要求配置刚玉颗粒、刚玉细粉、氧化铝微粉、含镁材料、结合剂、硅微粉、有机纤维（外加）、减水剂（外加），制备干料半成品；

（2）混料：先将10～5mm、5～3mm、3～1mm和1～0mm粒度的刚玉颗粒进行预混，均匀后加入刚玉细粉、氧化铝微粉、含镁材料、结合剂、硅微粉、有机纤维、减水剂，继续混料至充分均匀；

（3）成型：在混练后的原料中加入原料重量4.5~5.5%的自来水，待搅拌均匀后加入到模具振动成型；

（4）养护：成型后的试样在空气中，在恒温恒湿条件下养护；

（5）干燥：成型后的试样在干燥窑内烘烤脱水至恒重；

（6）储运：将铝镁质耐火浇注料预制块存放于阴凉处储藏和运输，保质期在3个月以上；

（7）使用：使用塑料密封包装，按需取用，一般500~1500Kg/袋，以1000 Kg/袋为佳。