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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