CN102807383A - 铝镁质连铸中间包挡渣墙及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝镁质连铸中间包挡渣墙，该中间包挡渣墙按重量份由下列组份组成：高铝质骨料：50~70、镁质骨料：5~20、细粉：20~25、微粉：0~8、结合剂；3~8、防爆剂；0.05~3、减水剂：0.05~3，且高铝质骨料、镁质骨料、细粉、微粉、结合剂的重量份之和为100；其中，所述细粉是电熔白刚玉、电熔棕刚玉、Al₂O₃含量≥85%的特级矾土、MgO含量≥95%的电熔镁砂和MgO含量≥85%的烧结镁砂中的一种或几种，其粒度≤0.088mm；所述微粉是SiO₂微粉和活性α-Al₂O₃微粉中的一种或两种，所述SiO₂微粉中，SiO₂含量≥92%、粒度≤45μm，所述α-Al₂O₃微粉中，α-Al₂O₃含量≥99%，粒度≤2μm。本发明还公开了该中间包挡渣墙的制备方法。本发明制备方法简单、成本低廉，制备的中间包挡渣墙线变化小、使用寿命长。

Description

铝镁质连铸中间包挡渣墙及制备方法

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种铝镁质连铸中间包挡渣墙及制备方法。

背景技术

转炉炉龄是转炉炼钢中一个重要的技术经济指标，是炼钢厂发挥效益的一个重要因素。提高转炉炉龄不仅可以提高转炉的生产效率，降低耐材消耗，确保连铸机的作业率，同时又可以发挥高炉、炼钢、轧钢等系统的综合效益。

在中间包内设置挡渣墙主要作用在于改变钢液的流场，以适当延长钢液在中间包内的停留时间，使其中的夹杂物有足够时间充分碰撞、聚集、上浮，从而净化钢液。

随着冶炼技术的不断进步及国家对资源的控制力度越来越大，钢厂逐渐意识到降低吨钢耐材的消耗量的重要性和必要性，为达到这一目的，现在大多数钢厂中间包开始实行高炉次连浇。目前使用的挡渣墙材质主要有镁质、镁橄榄石质、刚玉尖晶石质以及铝镁质。从使用效果来看，镁质或镁橄榄石质挡渣墙在养护和烘烤过程中易水化、开裂，在使用时间超过10小时后会出现破裂冲穿现象，使挡渣墙失去其应有的作用。而刚玉尖晶石质挡渣墙虽然抗冲刷性能良好，但使用过程耐侵蚀性能较差，且由于原料价格昂贵，实际推广使用比较困难。矾土为主要原料的铝镁质挡渣墙是满足高炉次连浇要求的主打产品，但性能大多达不到使用要求。其主要缺点在于高温条件下，线变化过大，实践应用中由于内部热应力集中会出现弯曲、破裂穿洞等现象，不能满足钢厂高炉次连浇要求。如文献“镁质-铝镁质复合型挡渣墙的研制”（严培忠等，耐火材料，2010年第3期）中涉及到的铝镁质浇注料制备的中间包挡渣墙即有此类缺点。专利“一种复合材质的连铸中间包挡渣墙及制备工艺”（公开号CN101869970A）中涉及到铝镁质浇注料制备中间包挡渣墙，但其使用电熔白刚玉为骨料，板状刚玉为细粉，制造成本非常昂贵，不具有高性价比的特点。

发明内容

本发明的目的就是要解决现有技术存在的不足，提供一种成本较低、高温线变化小、使用寿命较长的铝镁质连铸中间包挡渣墙及制备方法。

为实现上述目的，本发明所提供铝镁质连铸中间包挡渣墙按重量份由下列组份组成：

高铝质骨料：50~70、镁质骨料：5~20、细粉：20~25、微粉：0~8、结合剂；3~8、防爆剂；0.05~3、减水剂：0.05~3，且高铝质骨料、镁质骨料、细粉、微粉、结合剂的重量份之和为100；其中，

所述细粉是电熔白刚玉、电熔棕刚玉、Al₂O₃含量≥85%的特级矾土、MgO含量≥95%的电熔镁砂和MgO含量≥85%的烧结镁砂中的一种或几种，其粒度≤0.088mm；

所述微粉是SiO₂微粉和活性α-Al₂O₃微粉中的一种或两种，所述SiO₂微粉中，SiO₂含量≥92%、粒度≤45μm，所述α-Al₂O₃微粉中，α-Al₂O₃含量≥99%，粒度≤2μm。

进一步地，所述高铝质骨料是Al₂O₃含量≥85%的特级矾土和Al₂O₃含量≥79%的一级矾土中的一种或两种，其粒度≤12mm。更进一步地，所述高铝质骨料中，按重量配比，8mm＜粒度≤12mm的占28~32%、5mm＜粒度≤8mm的占13~17%、3mm＜粒度≤5mm的占18~22%、1mm＜粒度≤3mm的占18~22%、0mm＜粒度≤1mm的占13~15%。

进一步地，所述镁质骨料是MgO含量≥95%的电熔镁砂和MgO含量≥85%的烧结镁砂中的一种或两种，其粒度≤12mm。

进一步地，所述结合剂为铝酸钙水泥和ρ-Al₂O₃结合剂中的一种或两种，所述铝酸钙水泥中，Al₂O₃含量≥69%，CaO含量≤30%，所述ρ-Al₂O₃结合剂中，Al₂O₃含量≥85%。

进一步地，所述减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和分散氧化铝中的一种或几种。

进一步地，所述防爆剂为丙纶纤维、玻璃纤维和不锈钢纤维中的一种或几种。

所述铝镁质连铸中间包挡渣墙的制备方法，其步骤如下：按照上述重量配比取高铝质骨料、镁质骨料、细粉、微粉、结合剂、防爆剂和减水剂，以先加高铝质和镁质骨料再加其他组分的方式，在强制搅拌器内干燥搅拌2~3分钟，待物料混合均匀后，再加水搅拌3~5分钟，然后移入模具中震动成型，脱模后在温度为25~50℃之间养生36~48小时，再于60~84小时内将温度从25℃均匀升温至240℃对其干燥后，防潮包装待用。

本发明所制备的铝镁质中间包挡渣墙具有如下优点：

1、线变化小、使用寿命长

本发明所制备的铝镁质中间包挡渣墙，在养护及烘烤过程中不水化、不开裂、并具有足够高的强度以满足长途运输和吊装的要求；且具有在线烘烤时不爆裂，在使用过程中线变化小、耐冲刷、不变形、不破裂等特点，从钢厂实际使用效果可知，可连续浇钢18小时以上，能满足多炉连续铸钢的要求。

2、适应各种钢种的冶炼

本发明所制备的铝镁质中间包挡渣墙，具有良好抗渣侵蚀性能和抗钢水冲刷性能，不但适应普通钢种的冶炼，而且满足各种品种钢的冶炼要求。

3、制备方法简单、成本低廉。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

本发明所提供铝镁质连铸中间包挡渣墙按重量份由下列组份组成：

高铝质骨料：50~70、镁质骨料；5~20、细粉：20~25、微粉：0~8、结合剂：3~8、防爆剂；0.05~3、减水剂；0.05~3，且高铝质骨料、镁质骨料、细粉、微粉、结合剂的重量份之和为100；其中，

所述细粉是电熔白刚玉、电熔棕刚玉、Al₂O₃含量≥85%的特级矾土、MgO含量≥95%的电熔镁砂和MgO含量≥85%的烧结镁砂中的一种或几种，其粒度≤0.088mm；

所述微粉是SiO₂微粉和活性α-Al₂O₃微粉中的一种或两种，所述SiO₂微粉中，SiO₂含量≥92%、粒度≤45μm，所述α-Al₂O₃微粉中，α-Al₂O₃含量≥99%，粒度≤2μm。

本发明的铝镁质连铸中间包挡渣墙的制备方法，其步骤如下：按照上述重量配比取高铝质骨料、镁质骨料、细粉、微粉、结合剂、防爆剂和减水剂，以先加高铝质和镁质骨料再加其他组分的方式，在强制搅拌器内干燥搅拌2~3分钟，待物料混合均匀后，再加水搅拌3~5分钟，然后移入模具中震动成型，脱模后在温度为25~50℃之间养生36~48小时，再于60~84小时内将温度从25℃均匀升温至240℃对其干燥后，防潮包装待用。

实施例1

本实施例中，铝镁质连铸中间包挡渣墙各组分的重量份数如下：高铝质骨料：50、镁质骨料：20、细粉：20、微粉：5、结合剂：5、防爆剂：0.1、减水剂：0.1。其中高铝质骨料包括：8mm＜粒度≤12mm、5mm＜粒度≤8mm、3mm＜粒度≤5mm、1mm＜粒度≤3mm和0mm＜粒度≤1mm五个级配的Al₂O₃含量≥79%的一级矾土，占高铝质骨料的重量百分比分别为28%、17%、20%、20%及15%。镁质骨料包括：3mm＜粒度≤5mm、1mm＜粒度≤3mm和0mm＜粒度≤1mm三个级配的MgO含量≥95%的电熔镁砂，占镁质骨料的重量百分比分别为40%、30%及30%。细粉包括：粒度≤0.088mm的电熔棕刚玉和MgO含量≥95%且粒度≤0.088mm的电熔镁砂，占细粉的重量百分比分别为80%和20%。微粉为SiO₂微粉，所述SiO₂微粉中，SiO₂含量≥92%、粒度≤45μm。结合剂为铝酸钙水泥，所述铝酸钙水泥中，Al₂O₃含量≥69%，CaO含量≤30%。防爆剂为丙纶纤维。减水剂为三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的混合物。

实施例2

本实施例中，铝镁质连铸中间包挡渣墙各组分的重量份数如下：高铝质骨料：70、镁质骨料：5、细粉：20、微粉：2、结合剂：3、防爆剂：1、减水剂：0.5。其中高铝质骨料包括：8mm＜粒度≤12mm、5mm＜粒度≤8mm、3mm＜粒度≤5mm、1mm＜粒度≤3mm和0mm＜粒度≤1mm五个级配的Al₂O₃含量≥85%的特级矾土，占高铝质骨料的重量百分比分别为30%、15%、18%、22%及15%。镁质骨料包括：5mm＜粒度≤8mm、3mm＜粒度≤5mm和1＜粒度≤3mm三个级配的MgO含量≥85%的烧结镁砂，占镁质骨料的重量百分比分别为40%、31%及29%。细粉包括：粒度≤0.088mm的电熔棕刚玉和MgO含量≥95%且粒度≤0.088mm的电熔镁砂，占细粉的重量百分比分别为80%和20%。微粉为SiO₂微粉与α-Al₂O₃微粉的混合物，所述SiO₂微粉中，SiO₂含量≥92%、粒度≤45μm，所述α-Al₂O₃微粉中，α-Al₂O₃含量≥99%，粒度≤2μm。结合剂为铝酸钙水泥，所述铝酸钙水泥中，Al₂O₃含量≥69%，CaO含量≤30%。防爆剂为玻璃纤维。减水剂为三聚磷酸钠。

实施例3

本实施例中，铝镁质连铸中间包挡渣墙各组分的重量份数如下：高铝质骨料：60、镁质骨料：8、细粉：22、微粉：3、结合剂：7、防爆剂：3、减水剂：2。其中高铝质骨料包括：8mm＜粒度≤12mm、5mm＜粒度≤8mm、3mm＜粒度≤5mm、1mm＜粒度≤3mm和0mm＜粒度≤1mm五个级配的Al₂O₃含量≥85%的特级矾土，占高铝质骨料的重量百分比分别为32%、13%、20%、22%及13%。镁质骨料包括：8mm＜粒度≤12mm、5mm＜粒度≤8mm和3＜粒度≤5mm三个级配的MgO含量≥85%的烧结镁砂，占镁质骨料的重量百分比分别为40%、29%及31%。细粉包括：粒度≤0.088mm的电熔白刚玉和MgO含量≥85%且粒度≤0.088mm的烧结镁砂，占细粉的重量百分比分别为80%和20%。微粉为SiO₂微粉与α-Al₂O₃微粉的混合物，所述SiO₂微粉中，SiO₂含量≥92%、粒度≤45μm，所述α-Al₂O₃微粉中，α-Al₂O₃含量≥99%，粒度≤2μm。结合剂为铝酸钙水泥，所述铝酸钙水泥中，Al₂O₃含量≥69%，CaO含量≤30%。防爆剂为不锈钢纤维。减水剂为分散氧化铝（牌号：ADS1/ADW1，青岛安迈铝业公司生产）。

实施例4

本实施例中，铝镁质连铸中间包挡渣墙各组分的重量份数如下：高铝质骨料：65、镁质骨料：10、细粉：20、微粉：0、结合剂：5、防爆剂：0.2、减水剂：0.8。其中高铝质骨料包括：8mm＜粒度≤12mm、5mm＜粒度≤8mm两个级配的Al₂O₃含量≥79%的一级矾土和3mm＜粒度≤5mm、1mm＜粒度≤3mm和0mm＜粒度≤1mm三个级配的Al₂O₃含量≥85%的特级矾土，占高铝质骨料的重量百分比分别为30%、16%、20%、20%及14%。镁质骨料包括：1mm＜粒度≤3mm和0mm＜粒度≤1mm两个级配的MgO含量≥95%的电熔镁砂，占镁质骨料的重量百分比分别为40%和60%。细粉为粒度≤0.088mm的电熔棕刚玉。微粉为SiO₂微粉，所述SiO₂微粉中，SiO₂含量≥92%、粒度≤45μm。结合剂为铝酸钙水泥与ρ-Al₂O₃结合剂的混合物，所述铝酸钙水泥中，Al₂O₃含量≥69%，CaO含量≤30%，所述ρ-Al₂O₃结合剂中，Al₂O₃含量≥85%。防爆剂为丙纶纤维、玻璃纤维及不锈钢纤维的混合物。减水剂为六偏磷酸钠。

实施例5

本实施例中，铝镁质连铸中间包挡渣墙各组分的重量份数如下：高铝质骨料：55、镁质骨料：15、细粉：25、微粉：2、结合剂：3、防爆剂：3、减水剂：1。其中高铝质骨料包括：8mm＜粒度≤12mm、5mm＜粒度≤8mm、3mm＜粒度≤5mm、1mm＜粒度≤3mm和0mm＜粒度≤1mm五个级配的Al₂O₃含量≥85%的特级矾土，占高铝质骨料的重量百分比分别为29%、16%、19%、21%及15%。镁质骨料包括：3mm＜粒度≤5mm、1mm＜粒度≤3mm和0mm＜粒度≤1mm三个级配的MgO含量≥85%的烧结镁砂，占镁质骨料的重量百分比分别为40%、30%及30%。细粉包括：Al₂O₃含量≥85%且粒度≤0.088mm的特级矾土和MgO含量≥95%且粒度≤0.088mm的电熔镁砂，占细粉的重量百分比分别为85%和15%。微粉为SiO₂微粉，所述SiO₂微粉中，SiO₂含量≥92%、粒度≤45μm。结合剂为ρ-Al₂O₃结合剂，所述ρ-Al₂O₃结合剂中，Al₂O₃含量≥85%。防爆剂为玻璃纤维与不锈钢纤维的混合物。减水剂为三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的混合物。

实施例6

本实施例中，铝镁质连铸中间包挡渣墙各组分的重量份数如下：高铝质骨料：62、镁质骨料：10、细粉：20、微粉：3、结合剂：5、防爆剂：2、减水剂：0.8。其中高铝质骨料包括：8mm＜粒度≤12mm、5mm＜粒度≤8mm、3mm＜粒度≤5mm、1mm＜粒度≤3mm和0mm＜粒度≤1mm五个级配的Al₂O₃含量≥85%的特级矾土，占高铝质骨料的重量百分比分别为30%、15%、21%、20%及14%。镁质骨料包括：8mm＜粒度≤12mm和5mm＜粒度≤8mm两个级配的MgO含量≥95%的电熔镁砂，1mm＜粒度≤3mm和0mm＜粒度≤1mm两个级配的MgO含量≥85%的烧结镁砂，占镁质骨料的重量百分比分别为18%、25%、25%及32%。细粉包括：粒度≤0.088mm的电熔棕刚玉和MgO含量≥95%且粒度≤0.088mm的的电熔镁砂，占细粉的重量百分比分别为80%和20%。微粉为α-Al₂O₃微粉，所述α-Al₂O₃微粉中，α-Al₂O₃含量≥99%，粒度≤2μm。结合剂为铝酸钙水泥与水和ρ-Al₂O₃结合剂的混合物，所述铝酸钙水泥中，Al₂O₃含量≥69%，CaO含量≤30%，所述ρ-Al₂O₃结合剂中，Al₂O₃含量≥85%。防爆剂为丙纶纤维与不锈钢纤维的混合物。减水剂为三聚磷酸钠。

以下表1为上述实施例1~6中制备的铝镁质连铸中间包挡渣墙相关性能及连浇寿命指标：

表1  各实施例制备的铝镁质连铸中间包挡渣墙相关性能及连浇寿命

由上表看出，各实施例中常温、高温强度均很高，线变化率均为微膨胀，且连浇时间都大于18小时，可以有效地满足钢厂高炉次连浇要求。

Claims (9)

1.一种铝镁质连铸中间包挡渣墙，其特征在于：该中间包挡渣墙按重量份由下列组份组成：

高铝质骨料：50~70、镁质骨料：5~20、细粉：20~25、微粉：0~8、结合剂；3~8、防爆剂；0.05~3、减水剂：0.05~3，且高铝质骨料、镁质骨料、细粉、微粉、结合剂的重量份之和为100；其中，

所述细粉是电熔白刚玉、电熔棕刚玉、Al₂O₃含量≥85%的特级矾土、MgO含量≥95%的电熔镁砂和MgO含量≥85%的烧结镁砂中的一种或几种，其粒度≤0.088mm；

所述微粉是SiO₂微粉和活性α-Al₂O₃微粉中的一种或两种，所述SiO₂微粉中，SiO₂含量≥92%、粒度≤45μm，所述α-Al₂O₃微粉中，α-Al₂O₃含量≥99%，粒度≤2μm。

2.根据权利要求1所述的铝镁质连铸中间包挡渣墙，其特征在于：所述高铝质骨料是Al₂O₃含量≥85%的特级矾土和Al₂O₃含量≥79%的一级矾土中的一种或两种，其粒度≤12mm。

3.根据权利要求1或2所述的铝镁质连铸中间包挡渣墙，其特征在于：所述高铝质骨料中，按重量配比，8mm＜粒度≤12mm的占28~32%、5mm＜粒度≤8mm的占13~17%、3mm＜粒度≤5mm的占18~22%、1mm＜粒度≤3mm的占18~22%、0mm＜粒度≤1mm的占13~15%。

4.根据权利要求1或2所述的铝镁质连铸中间包挡渣墙，其特征在于：所述镁质骨料是MgO含量≥95%的电熔镁砂和MgO含量≥85%的烧结镁砂中的一种或两种，其粒度≤12mm。

5.根据权利要求3所述的铝镁质连铸中间包挡渣墙，其特征在于：所述镁质骨料是MgO含量≥95%的电熔镁砂和MgO含量≥85%的烧结镁砂中的一种或两种，其粒度≤12mm。

6.根据权利要求1或2所述的铝镁质连铸中间包挡渣墙，其特征在于：所述结合剂为铝酸钙水泥和ρ-Al₂O₃结合剂中的一种或两种，所述铝酸钙水泥中，Al₂O₃含量≥69%，CaO含量≤30%，所述ρ-Al₂O₃结合剂中，Al₂O₃含量≥85%。

7.根据权利要求1或2所述的铝镁质连铸中间包挡渣墙，其特征在于：所述减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和分散氧化铝中的一种或几种。

8.根据权利要求1或2所述的铝镁质连铸中间包挡渣墙，其特征在于：所述防爆剂为丙纶纤维、玻璃纤维和不锈钢纤维中的一种或几种。

9.一种权利要求1所述的铝镁质连铸中间包挡渣墙的制备方法，其特征在于：按照所述重量配比取高铝质骨料、镁质骨料、细粉、微粉、结合剂、防爆剂和减水剂，以先加高铝质和镁质骨料再加其他组分的方式，在强制搅拌器内干燥搅拌2~3分钟，待物料混合均匀后，再加水搅拌3~5分钟，然后移入模具中震动成型，脱模后在温度为25~50℃之间养生36~48小时，再于60~84小时内将温度从25℃均匀升温至240℃对其干燥后，防潮包装待用。