CN103787681B - 中间包弥散式透气砖及其制备方法 - Google Patents

中间包弥散式透气砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种中间包弥散式透气砖及其制备方法,其主要由下述重量百分含量的原料制成:镁橄榄石颗粒60~80%,镁砂细粉10~30%,硅微粉1~7%,氮化硅细粉2~7%,镁橄榄石微粉1~5%。本透气砖选用镁橄榄石为主要原料,使其具有成本低、透气性能好、抗侵蚀能力强、气泡均匀稳定、不污染钢水、性价比高的特点;且只需低温烘烤即可制备,避免了高温烧成过程中的燃料消耗,从而降低生产成本,具有生产过程环保节能的特点。本方法按要求配比,加水搅拌,浇注成型,养护干燥;不经高温烧成,只需低温烘烤即可,具有环保节能、无污染的特点。

Description

中间包弥散式透气砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种不定形耐火材料,尤其是一种中间包弥散式透气砖及其制备方法。
背景技术
近年来,随着洁净钢冶炼技术的研究和应用,钢水在中间包中的净化工艺成为提高钢水洁净度的关键环节。为此向中间包内吹入惰性气体已经成为净化钢水,提高钢液纯净度的重要而有效的途径。公开号为CN1699267A的发明专利公开了一种中间包透气砖及其制备方法,该中间包透气砖为铝硅质,采用76~85%的刚玉,5~20%的莫来石,2~10%结合剂,1~5%的硅微粉,外加5~20%莫来石干凝胶粉,1~5%的AlF3,浇注、干燥,经1200℃~1400℃高温烧成制得。公开号为CN101152734A的发明专利提供了一种中间包气幕挡墙透气性耐火材料,其采用临界粒度为1mm骨料45~55%,其余为小于0.21mm的细粉和微粉,外加0.08wt%~0.45wt%的有机纤维,浇注成型,500℃~1000℃烧成制备得到,材质包括高铝质、莫来石质和铝尖晶石质。公开号为CN101121602A的发明专利公开了一种中间包用弥散式镁质透气砖,其由镁砂颗粒、镁砂粉、氧化铝微粉和结合剂按要求比例组成,经混练,机压成型,干燥、1500℃高温烧成制得。可见,目前中间包弥散式透气砖从材质上多以刚玉莫来石和镁质为主,并且都是经过高温烧成制备得到;在高温烧成过程中消耗大量燃料,不仅提高生产成本,而且增加了排放;另外铝硅质透气砖在使用过程中可能会污染钢水。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、无污染的中间包弥散式透气砖;本发明还提供了一种中间包弥散式透气砖的制备方法。
为解决上述技术问题,本发明主要由下述重量百分含量的原料制成:镁橄榄石颗粒60~80%,镁砂细粉10~30%,硅微粉1~7%,氮化硅细粉2~7%,镁橄榄石微粉1~5%。
本发明所述镁橄榄石颗粒在原料中的粒度组成为2mm~1mm占10wt%~30wt%,1mm~0.5mm占20wt%~40wt%,0.5mm~0占10wt%~50wt%;镁橄榄石颗粒的化学组成为MgO+SiO2>87wt%,Al2O3<2.0%,CaO<1.0%,Fe2O3<10%。
本发明所述镁砂细粉为MgO>95wt%的烧结镁砂和/或电熔镁砂,粒度小于1mm。
本发明所述硅微粉粒度小于0.1μm,SiO2>92wt%。
本发明所述氮化硅细粉中Si3N4>90wt%,粒度<0.074mm。
本发明所述镁橄榄石微粉的化学组成为MgO+SiO2>97%,Fe2O3<1.0%,粒度<5μm。
本发明还外加有0.10~0.20wt%的磷酸盐减水剂,并外加水浇注成型。
本发明选择贮量丰富、价格低廉的碱性耐火材料镁橄榄石为主要原料,镁橄榄石抗碱性渣能力强,不水化,并且不污染钢水,为保证良好透气性能,确定其最大粒度为2mm;为了保证制品的高耐火性能,在基质中配入适量的镁砂细粉;为了提高制品的抗钢水渗透性能,基质中加入适量氮化硅细粉;为了确保基质中反应形成以镁橄榄石为主的结合相,添加少量超细镁橄榄石微粉作为晶种,以硅微粉为结合剂。
本发明方法为:将上述的原料和外加0.10~0.20wt%的磷酸盐减水剂用水混合均匀,浇注成型,脱模后先经干燥,再经200~300℃烘烤10~15小时,得到所述的透气砖。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明选用镁橄榄石为主要原料,使其具有成本低、不污染钢水的特点,且具有良好的透气性。本发明具有透气性能好、抗侵蚀能力强、气泡均匀稳定、不污染钢水、性价比高的特点;且只需低温烘烤即可制备,避免了高温烧成过程中的燃料消耗,从而降低生产成本、且无污染排放,具有生产过程环保节能的特点。
本发明方法按要求配比,加水搅拌,浇注成型,养护干燥,低温热处理得到;不经高温烧成,只需低温烘烤即可,具有环保节能、无污染的特点。
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。
实施例1:本中间包弥散式透气砖采用下述原料和方法制备而成。
原料重量配比:镁橄榄石2~1mm:10%,1~0.5mm:20%,0.5~0mm:50%,粒度小于0.088mm的95烧结镁砂细粉:10%,氮化硅细粉:5%,镁橄榄石微粉:3%,95硅微粉:2%;外加上述原料0.15%的磷酸盐减水剂。其中,镁橄榄石颗粒的化学组成为MgO+SiO2>87wt%,Al2O3<2.0%,CaO<1.0%,Fe2O3<10%;所述氮化硅细粉中Si3N4>90wt%,粒度<0.074mm;所述镁橄榄石微粉的化学组成为MgO+SiO2>97%,Fe2O3<1.0%,粒度<5μm。
制备方法:称量配料,混合均匀,加入约10%的清洁自来水,搅拌均匀浇注成型、养护,先经110℃干燥,后经250℃低温烘烤12小时即制备而成。性能指标如下:250℃×12h烘烤后,体积密度为2.38g/cm3,显气孔率为27.0%,耐压强度为15MPa,抗折强度为3.5MPa;1500℃×3h烧成后,体积密度为2.31g/cm3,显气孔率为29.8%,耐压强度为32MPa,抗折强度为5.6MPa,在0.2MPa压力下比透气量为0.18L/min·cm2
实施例2:本中间包弥散式透气砖采用下述原料和方法制备而成。
原料重量配比:镁橄榄石2~1mm:30%,1~0.5mm:20%,0.5~0mm:10%,粒度1~0mm的95电熔镁砂:20%,小于0.088mm的95电熔镁砂细粉:10%,氮化硅细粉:2%,镁橄榄石微粉:1%,95硅微粉:7%;外加上述原料0.15%的磷酸盐减水剂。其中,镁橄榄石颗粒的化学组成为MgO+SiO2>87wt%,Al2O3<2.0%,CaO<1.0%,Fe2O3<10%;所述氮化硅细粉中Si3N4>90wt%,粒度<0.074mm;所述镁橄榄石微粉的化学组成为MgO+SiO2>97%,Fe2O3<1.0%,粒度<5μm。
制备方法:称量配料,混合均匀,加入约8%的清洁自来水,搅拌均匀浇注成型、养护,先经110℃干燥,后经250℃低温烘烤12小时即制备而成。性能指标如下:250℃×12h烘烤后,体积密度为2.52g/cm3,显气孔率为24.0%,耐压强度为20MPa,抗折强度为4.0MPa;1500℃×3h烧成后,体积密度为2.47g/cm3,显气孔率为25.2%,耐压强度为33MPa,抗折强度为5.0MPa,在0.2MPa压力下比透气量为0.12L/min·cm2
实施例3:本中间包弥散式透气砖采用下述原料和方法制备而成。
原料重量配比:镁橄榄石2~1mm:10%,1~0.5mm:40%,0.5~0mm:20%,粒度1~0mm的95电熔镁砂:5%,小于0.088mm的95电熔镁砂细粉:12%,氮化硅细粉:7%,镁橄榄石微粉:5%,95硅微粉:1%;外加上述原料0.15%的磷酸盐减水剂。其中,镁橄榄石颗粒的化学组成为MgO+SiO2>87wt%,Al2O3<2.0%,CaO<1.0%,Fe2O3<10%;所述氮化硅细粉中Si3N4>90wt%,粒度<0.074mm;所述镁橄榄石微粉的化学组成为MgO+SiO2>97%,Fe2O3<1.0%,粒度<5μm。
制备方法:称量配料,混合均匀,加入约10%的清洁自来水,搅拌均匀浇注成型、养护,先经110℃干燥,后经250℃低温烘烤12小时即制备而成。性能指标如下:250℃×12h烘烤后,体积密度为2.40g/cm3,显气孔率为27.5%,耐压强度为12MPa,抗折强度为2.8MPa;1500℃×3h烧成后,体积密度为2.33g/cm3,显气孔率为28.6%,耐压强度为30MPa,抗折强度为4.7MPa,在0.2MPa压力下比透气量为0.15L/min·cm2
实施例4:本中间包弥散式透气砖采用下述原料和方法制备而成。
原料重量配比:镁橄榄石2~1mm:15%,1~0.5mm:25%,0.5~0mm:20%,95烧结镁砂细粉:30%,氮化硅细粉:3%,镁橄榄石微粉:2%,95硅微粉:5%;外加上述原料0.10%的磷酸盐减水剂。
制备方法:称量配料,混合均匀,加入约10%的清洁自来水,搅拌均匀浇注成型、养护,先经110℃干燥,后经200℃低温烘烤15小时即制备而成。性能指标如下:200℃×15h烘烤后,体积密度为2.45g/cm3,显气孔率为26.5%,耐压强度为16MPa,抗折强度为3.6MPa;1500℃×3h烧成后,体积密度为2.42g/cm3,显气孔率为28.2%,耐压强度为32MPa,抗折强度为5.2MPa,在0.2MPa压力下比透气量为0.16L/min·cm2
实施例5:本中间包弥散式透气砖采用下述原料和方法制备而成。
原料重量配比:镁橄榄石2~1mm:20%,1~0.5mm:30%,0.5~0mm:10%,95烧结镁砂细粉:30%,氮化硅细粉:4%,镁橄榄石微粉:4%,95硅微粉:2%;外加上述原料0.20%的磷酸盐减水剂。
制备方法:称量配料,混合均匀,加入约10%的清洁自来水,搅拌均匀浇注成型、养护,先经110℃干燥,后经300℃低温烘烤10小时即制备而成。性能指标如下:300℃×10h烘烤后,体积密度为2.39g/cm3,显气孔率为25.5%,耐压强度为14MPa,抗折强度为3.2MPa;1500℃×3h烧成后,体积密度为2.36g/cm3,显气孔率为26.5%,耐压强度为31MPa,抗折强度为4.8MPa,在0.2MPa压力下比透气量为0.12L/min·cm2

Claims (2)

1.一种中间包弥散式透气砖,其特征在于,其主要由下述重量百分含量的原料制成:镁橄榄石颗粒60~80%,镁砂细粉10~30%,硅微粉1~7%,氮化硅细粉2~7%,镁橄榄石微粉1~5%;所述镁橄榄石颗粒在原料中的粒度组成为2mm~1mm占10wt%~30wt%,1mm~0.5mm占20wt%~40wt%,0.5mm~0占10wt%~50wt%;镁橄榄石颗粒的化学组成为MgO+SiO2>87%,Al2O3<2.0%,CaO<1.0%,Fe2O3<10%;所述镁砂细粉为MgO>95wt%的烧结镁砂和/或电熔镁砂,粒度小于1mm;所述硅微粉粒度小于0.1μm,SiO2>92wt%;所述氮化硅细粉中Si3N4>90wt%,粒度<0.074mm;所述镁橄榄石微粉的化学组成为MgO+SiO2>97%,Fe2O3<1.0%,粒度<5μm。
2.一种中间包弥散式透气砖的制备方法,其特征在于:采用权利要求1所述的原料,将原料和外加0.10~0.20wt%的磷酸盐减水剂用水混合均匀,浇注成型,脱模后先经干燥,再经200~300℃烘烤10~15小时,得到所述的透气砖。
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