CN103204687A

CN103204687A - 一种适于高档特种合金钢生产用的浇钢砖及其生产方法

Info

Publication number: CN103204687A
Application number: CN2013101039019A
Authority: CN
Inventors: 张松林; 蔡振国; 杨开保
Original assignee: Magang Group Holding Co Ltd; Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Ruitai Magang new Mstar Technology Ltd; Magang Group Holding Co Ltd; Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2033-03-28
Also published as: CN103204687B

Abstract

本发明公开了一种适于高档特种合金钢生产用的浇钢砖及其生产方法，是由经过原料破粉碎—泥料配制—成型—干燥—烧成—检验出厂制备而成，各组分的重量百分组成为：板状刚玉粉65%～75%；红柱石细粉10%～20%；α-Al₂O₃超细粉5%～15%；软质粘土细粉2%～3%。所述的板状刚玉粉由占总组分50%～60%板状刚玉颗粒、10%～15%板状刚玉细粉组成，板状刚玉粉要求Al₂O₃≥98.5%、Fe₂O₃≤0.5%，红柱石细粉要求Al₂O₃≥55%、Fe₂O₃≤1.0%，α-Al₂O₃超细粉要求Al₂O₃≥99%。本发明生产的产品可作为耐超高温、高抗侵蚀、并具有高强度和热震稳定性好的特种合金钢模铸浇钢用砖。

Description

一种适于高档特种合金钢生产用的浇钢砖及其生产方法

技术领域

本发明属于耐火材料高品质定形耐火制品领域，具体涉及一种生产高档特种合金钢用的浇钢砖。

背景技术

目前，合金钢生产用的浇钢砖大多为莫来石浇钢砖，莫来石浇钢砖是选用优质铝矾土为主原料，在砖坯的基质中先引入少量的莫来石、氧化铝和高岭土，其生产工艺为：原料破粉碎--泥料配制--成型--干燥--烧成--检验--入库--出厂。该生产方法原料易得，生产成本相对较低，具有较强的抗侵蚀能力和较好的热震稳定性。但根据用户反映，莫来石浇钢砖难以适应耐超高温、高抗侵蚀、并具有高强度和热震稳定性好的特种合金钢模铸浇钢用的要求，如德国用户为生产更高档次合金钢需要，希望商家研制、生产、提供更高档次的浇钢砖制品。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述问题，而提供一种适于高档特种合金钢生产用的浇钢砖，作为耐超高温、高抗侵蚀、并具有高强度和热震稳定性好的特种合金钢模铸浇钢用砖。

本发明的另一目的是提供上述高档特种合金钢生产用的浇钢砖的生产方法。

为实现本发明的上述目的，本发明一种适于高档特种合金钢生产用的浇钢砖采用以下技术方案。

本发明一种适于高档特种合金钢生产用的浇钢砖，是由以下组分加工而成，各组分的重量百分组成为：

（1）板状刚玉粉 65%～75%；

（2）红柱石细粉 10%～20%；

（3）α-Al₂O₃超细粉 5%～15%；

（4）软质粘土细粉 2%～3%。

所述的板状刚玉粉由占总组分50%～60%板状刚玉颗粒、10%～15%板状刚玉细粉组成，其中：板状刚玉颗粒的粒度为-3mm含量≥90%；板状刚玉细粉的粒度为-0.045mm含量≥90%。

所述的红柱石细粉的粒度为-0.076mm≥90%；所述的α-Al₂O₃超细粉的粒度为-5μm含量≥90%。

所述的板状刚玉颗粒是由刚玉原料加工成3mm～1mm、1mm～0mm两个粒级。

所述的板状刚玉粉要求：Al₂O₃≥98.5%，Fe₂O₃≤0.5%；所述的红柱石细粉要求：Al₂O₃≥55%，Fe₂O₃≤1.0%；所述的α-Al₂O₃超细粉要求：Al₂O₃≥99%。

所述的板状刚玉粉的体积密度要求≥3.5 g/cm³，红柱石细粉的灼减要求≤1.5%。

本发明采用的α-Al₂O₃超细粉可根据要求在市场采购，软质粘土细粉可采购料块加工成细粉，也可直接在市场上采购细粉。

本发明一种适于高档特种合金钢生产用的浇钢砖按以下工艺制备而成：

（1）原料破粉碎；

（2）泥料配制：按照原料配比进行配置和混碾，加料顺序：先加颗粒料 +结合剂+细粉料，所述结合剂为有机结合剂，如：合成树脂、天然有机物等。

（3）成型和干燥：根据用户图纸砖形，设计出压制钢质模具，用压力机将泥料压制成砖坯，砖坯的显气孔率要控制在15～20%范围内，砖坯推入隧道干燥器，在100～200℃下干燥20～26小时；

（4）烧成：采用隧道式烧成窑，对砖坯进行烧成，烧成要求在弱氧化气氛下烧成，烧成温度控制在1400～1450℃，烧成保温时间控制在5-8小时；

（5）检验出厂：按照用户砖形图纸尺寸及外观要求逐块进行检验，按批次对成品砖的理化指标进行抽检。

本发明采用以上技术方案后，具有以下优点：

本发明采用熔点超过2000℃以上的刚玉，是耐高温优质原料，其中板状刚玉更具有高强度、高导热性及高耐腐蚀性，而红柱石能在高温下形成稳定的高温莫来石相（3Al₂O_3··2SiO₂），其形成莫来石相时体积变化很小，因此具有很好热震稳定性。本发明以板状刚玉为主要骨料，再加入有“高温莫来石”之称的红柱石原料，在硅酸铝系统中的莫来石相（3Al₂O₃·2SiO₂）有针柱状结构，具有很高的耐火度和很好的热震稳定性能，将板状刚玉和红柱石有机地搭配在一起，在高温状态下，有很高强度又有很好的抗侵蚀性能，以及良好的急冷急热性，是用于生产高档特殊炼钢用浇钢砖的合适材料。

本发明研制的浇钢砖，刚玉含量高，基质部分有高温莫来石相，制品中低熔相很少，因此具有较强的抗侵蚀能力和很好的热震稳定性；本发明提出的工艺先进实用、操作控制简便、质量稳定，有利于大批量工业化生产；本发明采用优质板状刚玉为主原料和一定数量红柱石原料，生产原料易得、辅助措施合理，产品附加值较高。

经查阅解国内外相关技术信息，目前国内外还没有企业生产本发明产品。而随着特殊钢冶炼工艺条件提高，本发明产品将具有很强的市场竞争能力。

具体实施方式

为进一步描述本发明，下面结合实施例对本发明一种适于高档特种合金钢生产用的浇钢砖及其制备方法作更详细的描述。

本发明技术工艺要求严格，特别是对原料的技术要求、工艺配比的准确、生产过程（成型、烧成）控制等关键环节要严格控制，才能生产出合格产品。

本发明制品生产配比的设计主要是板状刚玉占65%～75%，由于红柱石的Al₂O₃含量只有57%左右，为了确保制品整体的Al₂O₃含量控制在85%左右，因此红柱石加入量须控制在10～20%之间。为促进制品烧结加入5%～15%α-Al₂O₃超细粉和少量软质粘土（2～3%），由于此配比结合粘土极少，而浇钢砖成型难度很大，必须选择结合性较强的结合剂，考虑到一些无机结合剂存在有不利于特殊钢性能的元素，因此需选择结合性较强的有机物作结合剂，如：合成树脂、天然有机物等。

本发明一种适于高档特种合金钢生产用的浇钢砖生产所用原料技术条件见表1。

表1 一种适于高档特种合金钢生产用的浇钢砖所用原料要求

表2列示了本发明一种适于高档特种合金钢生产用的浇钢砖的原料配比。

表2 一种适于高档特种合金钢生产用的浇钢砖的原料配比（%）

按照耐火材料生产工艺规程实施生产制造。具体流程为：原料破粉碎---泥料配制---成型----干燥----烧成---检验出厂。

具体实施

方式为：

（1）原料的选择：按照本发明技术生产所用原料技术条件的要求采购原料，其中主要原料板状刚玉要求烧结良好，具体体现就是体密要达到技术指标，板状刚玉原料由供货方加工成3mm～1mm、和1mm～0mm颗粒料，粒度要求90%及以上合格率，装25Kg一袋，另一部分板状刚玉细磨加工成325目（-0.045mm）细粉，要求90%及以上合格率，装25Kg一袋，红柱石要求加工成200目（-0.076mm）细粉，α-Al₂O₃超细粉可根据要求在市场采购，优质粘土可采购料块加工成细粉，也可直接采购细粉。

（2）泥料配制：根据该发明技术生产工艺配料比，板状刚玉颗粒50%-60%、板状刚玉细粉10～15%、红柱石细粉10～20%、α-Al₂O₃超细粉5～15%、优质结合粘土细粉2～3%，进行泥料配制和混碾，加料顺序：先加颗粒料 +结合剂+细粉料，混碾后的泥料不许有泥团和“白料”，泥料的粒度和水分要达到工艺要求。

（3）成型和干燥：根据用户图纸砖形，设计出压制钢质模具，用压力机（630t、300t、260t）将泥料压制成砖坯，砖坯的显气孔率要控制在15～20%范围内，砖坯推入隧道干燥器，在100～200℃干燥24小时，质检人员按图纸尺寸要求进行半成品检验，合格砖坯装上窑车准备烧成。

（4）烧成：采用隧道式烧成窑，对砖坯进行烧成，烧成要求在弱氧化气氛下烧成，有利制品烧结和莫来石形成，烧成温度控制在1400～1450℃，烧成保温时间控制在5～8小时。

（5）检验出厂：按照用户砖形图纸尺寸及外观要求逐块进行检验，按批次对莫来石浇钢砖成品砖的理化指标进行抽检。

检验合格产品按用户包装要求进行包装出厂，发往用户。

表3列示了生产出的浇钢砖成品理化经验指标。

表3 生产出的浇钢砖成品理化经验指标

项目

Al₂O₃

Fe₂O₃

耐火度

耐压强度

气孔率

体密g/cm³

指标

≥83%

≤1.5%

180锥号CN

≥40Mpa

≤22%

≥2.7

本发明已在马钢股份公司耐火材料公司实施，生产出批量刚玉红柱石浇钢砖，已经销往德国特殊钢用户等企业，满足客户特殊生产需要，为公司增加了高附加值及高档特殊钢模铸用浇钢砖新品种，市场竞争力强，为公司拓展国内外潜在销售市场提供新技术支持，取得了显著的经济效益。

Claims

1.一种适于高档特种合金钢生产用的浇钢砖，其特征在于是由以下组分加工而成，各组分的重量百分组成为：

（1）板状刚玉粉 65%～75%；

（2）红柱石细粉 10%～20%；

（3）α-Al₂O₃超细粉 5%～15%；

（4）软质粘土细粉 2%～3%。

2.如权利要求1所述的一种适于高档特种合金钢生产用的浇钢砖，其特征在于：所述的板状刚玉粉由占总组分50%～60%板状刚玉颗粒、10%～15%板状刚玉细粉组成，其中：板状刚玉颗粒的粒度为-3mm含量≥90%，所述的板状刚玉细粉的粒度为-0.045mm含量≥90%。

3.如权利要求2所述的一种适于高档特种合金钢生产用的浇钢砖，其特征在于：所述的红柱石细粉的粒度为-0.076mm≥90%，所述的α-Al₂O₃超细粉的粒度为-5μm含量≥90%。

4.如权利要求1、2或3所述的一种适于高档特种合金钢生产用的浇钢砖，其特征在于：所述的板状刚玉粉要求Al₂O₃≥98.5%、Fe₂O₃≤0.5%，所述的红柱石细粉要求Al₂O₃≥55%、Fe₂O₃≤1.0%，所述的α-Al₂O₃超细粉要求Al₂O₃≥99%。

5.如权利要求4所述的一种适于高档特种合金钢生产用的浇钢砖，其特征在于：所述的板状刚玉粉的体积密度要求≥3.5 g/cm³，所述的红柱石细粉的灼减要求≤1.5%。

6.如权利要求5所述的一种适于高档特种合金钢生产用的浇钢砖，其特征在于：所述的板状刚玉颗粒是由刚玉原料加工成3mm-1mm、1mm-0mm两个粒级。

7.如权利要求3所述的一种适于高档特种合金钢生产用的浇钢砖的生产方法，其特征在于采用以下工艺流程：

（1）原料破粉碎；

（2）泥料配制：按照原料配比进行配置和混碾，加料顺序：加颗粒料 +结合剂+细粉料，所述结合剂为有机结合剂；

（3）成型和干燥：根据用户图纸砖形，设计出压制钢质模具，用压力机将泥料压制成砖坯，砖坯的显气孔率要控制在15%～20%范围内，砖坯推入隧道干燥器，在100～200℃下干燥20～26小时；

（4）烧成：采用隧道式烧成窑，对砖坯进行烧成，烧成要求在弱氧化气氛下烧成，烧成温度控制在1400～1450℃，烧成保温时间控制在5～8小时；

8.如权利要求7所述的一种适于高档特种合金钢生产用的浇钢砖的生产方法，其特征在于：所述的有机结合剂为合成树脂或天然有机物。

9.如权利要求7或8所述的的一种适于高档特种合金钢生产用的浇钢砖的生产方法，其特征在于：所述的板状刚玉粉要求Al₂O₃≥98.5%、Fe₂O₃≤0.5%，所述的红柱石细粉要求Al₂O₃≥55%、Fe₂O₃≤1.0%，所述的α-Al₂O₃超细粉要求Al₂O₃≥99%；所述的板状刚玉粉的体积密度要求≥3.5 g/cm³，所述的红柱石细粉的灼减要求≤1.5%。