CN103467120B - 一种不锈钢钢包用无磷低碳铝镁不烧砖及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种不锈钢钢包用无磷低碳铝镁不烧砖及其制造方法,包括不同颗粒级高铝矾土、电熔镁砂以及刚玉粉、尖晶石粉、氧化铝微粉、碳化硅添加剂、润湿剂及酚酫树脂结合剂,各组份的质量百分比为:5-3mm高铝矾土15-20%,3-1mm高铝矾土20-25%,≤1mm高铝矾土10-15%,3-1mm电熔镁砂10-15%,≤1mm电熔镁砂5-10%,刚玉粉10-15%、尖晶石粉15-20%、≤25μm氧化铝微粉2-5%,碳化硅添加剂0.1-2%,润湿剂0.1-2%,外加结合剂酚酫树脂。相对于现有技术,本发明的突出优点在于省略了常规方法中的烧成工艺,节省了能源,而且不含磷,利用高温下铝和镁发生尖晶石反应,在无磷的情况下机压成型,使其具有较高的密度,避免了对不锈钢钢水的污染,同时还具有较高的使用寿命。

Description

一种不锈钢钢包用无磷低碳铝镁不烧砖及其制造方法
技术领域
本发明属于耐火材料生产工艺技术领域,具体涉及一种不锈钢钢包用无磷低碳铝镁不烧砖的工艺配方及其制造方法。
背景技术
随着市场对钢铁产品的品质要求不断提高,现代钢铁工业技术水平必须不断进步,低碳和超低碳洁净钢成为发展的重点,其中二次精炼所用的钢包是洁净钢冶炼生产过程中的重要设备,采用真空、强搅拌、喷吹氧化剂等方法,通过改善低碳区脱碳的动力学条件,达到降低钢水中碳含量的目的,使其碳含量低达60ppm甚至10ppm。因此要求在耐火材料的使用中必须严格控制其碳含量。且要求钢水的温度不能下降太多,即要求使用的耐火材料具有低的热导率,具有一定的保温性能。目前,精炼钢包铁水区耐火材料部分以定型铝镁碳砖、铝镁质浇注料为主,由于铝镁碳砖中含有较高含量的碳,易引起钢水增碳,且热导率较高约为10~20W/(m·K),传热快,热损耗太大,影响了钢水的正常浇注因而限制了其使用;铝镁质浇注料由于浇注、烘烤质量控制要求较高,容易出现烘烤炸裂、局部异常损环等不安全事件,而不便于现场生产管理,且铝镁质浇注料中SiO2含量通常较高,因此在高温下,易与Al2O3、MgO、CaO等组分形成低熔物,对耐火材料的高温使用性能不利,其高温强度及荷重软化温度都将下降,抗侵蚀较差,因此对寿命有一定的影响。
据国内外文献报道,为了取代铝镁碳砖、铝镁质浇注料,人们研究了水 玻璃结合、氯氧镁水泥结合等铝镁不烧砖。铝镁不烧砖具有材质高纯,不引起钢水增碳,材料热导率低约为3~5W/(m·K)、生产质量控制容易等优点,因而在优质品种洁净钢冶炼中必将得到广泛应用。如中国发明专利201110184184.8公开了一种无碳铝镁质不烧砖、准备方法及应用,所述不烧砖包括颗粒级配电熔白刚玉砂、电熔镁砂、氧化镁微粉和氧化铝超微粉以及少量增塑剂和润湿剂。以该方法所制得的不烧砖应用于300吨精炼钢包上具有良好的保温性并使用钢包的寿命大大超过现有的铝镁砖90-100炉寿命。但是,就现有工艺而言,尚有诸多待改进提升之处。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含碳量低、不会对钢水有增碳的影响、使用寿命长、制备简单的不锈钢钢包用无磷低碳铝镁不烧砖的生产配方及制造方法。
为实现上述发明目的,本发明的技术方案是:一种不锈钢钢包用无磷低碳铝镁不烧砖,包括不同颗粒级高铝矾土、电熔镁砂以及刚玉粉、尖晶石粉、氧化铝微粉、碳化硅添加剂、润湿剂及酚酫树脂结合剂,各组份的质量百分比为:5-3mm 高铝矾土 15-20%,3-1mm高铝矾土20-25%,≤1mm高铝矾土10-15%,3-1mm电熔镁砂 10-15%,≤1mm 电熔镁砂 5-10%,刚玉粉10-15%、尖晶石粉15-20%、≤25μm 氧化铝微粉 2-5%,碳化硅添加剂0.1-2%,润湿剂 0.1-2%,外加结合剂酚酫树脂。
为实现本发明的另一发明目的,本发明还提供了一种不锈钢钢包用无磷低碳铝镁不烧砖的制造方法,包括如下步骤:(1)在混砂机中进行粉料预混,混料时先将不同颗粒级的高铝矾土、电熔镁砂放入混砂机中混和2-3分钟后再加入碳化硅添加剂和酚酫树脂结合剂,混炼2-3分钟;(2)将混炼后的原料加入润湿剂混炼3-5分钟;(3)加入刚玉粉、尖晶石粉、氧化铝微粉混炼8-10分钟;(4)制成泥料出料,放入摩擦压砖机成型,制成砖坯;热处理后的砖坯自然冷却后,即为本发明的成品。
作为优选,所述步骤(2)中的润湿剂为聚羧酸钠、十二烷基苯磺酸钠和聚氧乙烯脂肪醚中的一种或任意两种。
作为优选,所述制备步骤(4)中还加有0.5-1.5%的石墨作为润滑剂。
本发明通过超微细化基质技术的引用,采用酚醛树脂作为结合剂,利用高温下铝和镁发生尖晶石反应,来提高性能;通过优化基质的组成性能和复合添加剂技术的应用,在无磷的情况下机压成型,使其具有较高的密度,超微细化基质促进了材料在使用过程中的烧结,使其在完全避免钢水增碳,降低热损耗;并且由于不含磷,避免了对不锈钢钢水的污染,同时还具有较高的使用寿命。通过上述配方改进和工艺优化,与磷酸结合高铝砖的相比,其不含磷,不会对不锈钢包造成污染;与玻璃水结合的高铝砖相比,其抗侵蚀性更强;与镁碳砖相比其含含碳的量极低,一般小于3%,不会对钢水造成污染。具体来说:①磷酸盐基复合结合剂的采用,替代了传统的水玻璃结合剂的使用,有效地避免了SiO2的引入,减少了高温下低熔物的形成;②通过在铝镁质不烧砖中引入超微细化Al2O3粉末,使其在1000℃左右就开始发生固相烧结反应,并生成原位微细化尖晶石相;③通过有机增塑剂和润湿剂的复合添加,减少结合剂中溶剂的加入量,提高材料的塑性,保证了材料的密度,保证了良好的产品半成品成型合格率。
与现有技术相比,本发明的突出优点在于省略了常规方法中的烧成工艺,节省了能源,而且不含磷,对不锈钢钢水好。具体来说:①高温强度及荷重软化温度得到保证,抗侵蚀增强,具有优异的抗渣性和好的热震稳定性能;②该不锈钢钢包用低碳无磷铝镁不烧砖,避免了钢水增碳问题;由于不含磷元素,避免了对钢水的磷污染。③在使用周期中,无异常剥落,开裂,侵蚀均匀,具有良好的保温性,可以降低热量损失。所制得的铝镁不烧砖综合性能优异,其显气孔率:≤18%;体积密度:≥3.0g/cm3;常温耐压强度(200℃,24h):55MPa;Al2O3+MgO≥72%;C≤5%。
具体实施方式  
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例: 称取5-3mm 高铝矾土 15-20KG,3-1mm高铝矾土20-25KG,≤1mm高铝矾土10-15KG,3-1mm电熔镁砂 10-15KG,≤1mm 电熔镁砂 5-10KG,刚玉粉10-15KG、尖晶石粉15-20KG、≤25μm 氧化铝微粉 2-5KG,碳化硅添加剂0.1-2KG,润湿剂 0.1-2KG,外加结合剂酚酫树脂10-25KG备用。按如下如下步骤制备:(1)在混砂机中进行粉料预混,混料时先将不同颗粒级的高铝矾土、电熔镁砂放入混砂机中混和2-3分钟后再加入碳化硅添加剂和酚酫树脂结合剂,混炼2-3分钟;(2)将混炼后的原料加入润湿剂混炼3-5分钟;(3)加入刚玉粉、尖晶石粉、氧化铝微粉混炼8-10分钟;(4)制成泥料出料,放入摩擦压砖机成型,制成砖坯;热处理后的砖坯自然冷却后,即为本发明的成品。其中:所述步骤(2)中的润湿剂为聚羧酸钠、十二烷基苯磺酸钠和聚氧乙烯脂肪醚中的一种或任意两种。所述步骤(4)中还加有0.5-1.5%的石墨作为润滑剂。
本发明不局限于上述具体的实施方式,本领域的普通技术人员从上述构思出发,不经过创造性的劳动,所作出的种种变换,均落在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种不锈钢钢包用无磷低碳铝镁不烧砖,其特征在于包括不同颗粒级高铝矾土、电熔镁砂以及刚玉粉、尖晶石粉、氧化铝微粉、碳化硅添加剂、润湿剂及酚醛树脂结合剂,各组份的质量百分比为:5-3mm高铝矾土15-20%,3-1mm高铝矾土20-25%,≤1mm高铝矾土10-15%,3-1mm电熔镁砂10-15%,≤1mm电熔镁砂5-10%,刚玉粉10-15%、尖晶石粉15-20%、≤25μm氧化铝微粉2-5%,碳化硅添加剂0.1-2%,润湿剂0.1-2%,外加结合剂酚醛树脂;按如下步骤制成:(1)在混砂机中进行粉料预混,混料时先将不同颗粒级的高铝矾土、电熔镁砂放入混砂机中混和2-3分钟后再加入碳化硅添加剂和酚醛树脂结合剂,混炼2-3分钟;(2)将混炼后的原料加入润湿剂混炼3-5分钟;(3)加入刚玉粉、尖晶石粉、氧化铝微粉混炼8-10分钟;(4)制成泥料出料,放入摩擦压砖机成型,制成砖坯;热处理后的砖坯自然冷却后,即为本发明的成品。 
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢钢包用无磷低碳铝镁不烧砖,其特征在于,所述步骤(2)中的润湿剂为聚羧酸钠、十二烷基苯磺酸钠和聚氧乙烯脂肪醚中的一种或任意两种。 
3.根据权利要求2所述的一种不锈钢钢包用无磷低碳铝镁不烧砖,其特征在于,所述制备步骤(4)中还加有0.5-1.5%的石墨作为润滑剂。 
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