CN103819207A - 一种rh炉真空室用无铬砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种RH炉真空室用无铬砖，其组分及重量百分比为：粒度0.074～5mm的电熔镁砂、烧结镁砂、高纯镁砂中的一种或一种以上的混合70%～93%，粒度≤0.074mm的尖晶石细粉2～17%，粒度为60-80nm的二氧化锆细粉1～3%，粒度≥200目的钛白粉1%～8%，高分子有机结合剂1%～3%。其不含铬等有害元素，对人体和环境无污染，符合国家《产业结构调整指导目录》(2011年本)中对铬等有害元素的限制；基质组成及颗粒级配科学合理，产品结构致密，具有良好的高温抗渣侵蚀性能、抗热震性能及较高的高温抗折强度，具有广阔的市场前景。

Description

一种RH炉真空室用无铬砖及其制备方法

技术领域

    本发明属冶炼用耐火材料领域，涉及一种无铬砖及制备方法，具体涉及一种RH炉真空室替代镁铬砖用无铬砖及其制备方法。

背景技术

RH（钢水真空循环脱气）工艺是由西德鲁尔钢公司（Ruhrstahl）和海罗尔斯公司（Heraeus）在1959年共同开发, 其距今已有50年的发展历史。RH真空处理装置主要由真空室、浸渍管（上升管、下降管）、真空排气管道、合金料仓、升降装置、吹氩管道系统和真空室预热装置组成。RH开发的初始目的是对钢水进行脱氢处理, 以防止钢中白点的产生, 因而RH仅用于处理对气体有严格要求的钢种, 如厚板钢、大型锻件用钢、硅钢及轴承钢等，其应用范围受限。随着RH各项技术的不断研究、完善和发展, 在脱氢的基础上又开发了脱碳、脱氧、吹氧升温、喷粉脱硫和成分控制等功能，相继诞生了RH-OB、RH-PB、RH-KTB、RH-KPB等多功能的炉外精炼设备，改进后的RH能进行多种冶金操作,大大提高了RH的处理能力和处理效果, 更好地满足了增加处理钢种和提高钢材质量的要求。RH炉是炉外精炼过程中生产高质量钢材不可缺少的重要设备之一。

镁铬砖是大多数钢铁企业目前广泛使用的RH炉真空室用耐火材料。由于镁铬砖的生产及使用过程中容易产生Cr⁶⁺，严重污染环境，因此各国都主张限制甚至取消镁铬砖的生产和使用，世界发达国家如日本、欧美等正加大投入研发力度来研制镁铬砖的替代品，美国环保局已将六价铬确定为17种高度危险的毒性物质之一，我国《产业结构调整指导目录》(2011年本)将“精炼钢用低碳、无碳耐火材料生产工艺”列为鼓励类产业，而将“含铬质耐火材料”列为限制类生产项目。随着无铬化耐材技术进步成熟，镁铬砖的淘汰和无铬耐火材料的推广使用，将成为RH炉真空室用耐火材料的必然发展趋势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于开发一种能替代RH炉真空室用镁铬砖，具有优良的高温抗渣侵蚀性能、抗热震性能和高温抗折强度的RH炉真空室用无铬砖及制备方法。

为解决本发明提出的技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种RH炉真空室用无铬砖，其组分及重量百分比为：粒度0.074～5mm的电熔镁砂、烧结镁砂、高纯镁砂中的一种或一种以上的混合 70%～93%，粒度≤0.074mm的尖晶石细粉2～17%，粒度为60-80nm的二氧化锆细粉1～3%，粒度≥200目的钛白粉 1%～8%，高分子有机结合剂 1%～3%。

按上述方案，所述的高分子有机结合剂为二氧化锆含量≥10wt%的二氧化锆溶胶、二氧化钛含量≥15wt%的二氧化钛溶胶、木质素含量≥50wt%的木质素磺酸钙、有效物质含量≥99wt%的糊精粉末或二氧化钛含量≥15wt%的二氧化钛溶胶和木质素含量≥50wt%的木质素磺酸钙按各自体系总质量计两者质量比为2：1～3：1混合的混合物。

上述RH炉真空室用无铬砖的制备方法如下：

（1）混料：采用下述两种方案中的一种混料：

a 将粒度为0.074～5mm的电熔镁砂、烧结镁砂、高纯镁砂中的一种或一种以上的混合物、粒度≤0.074mm的尖晶石细粉、粒度为60-80nm的二氧化锆细粉、粒度≥200目的钛白粉，按配比量称量后放入搅拌机中干式混合均匀，然后加入配比量的高分子有机结合剂，并搅拌均匀；

b 按配比量计，先向粒度≤0.074mm的尖晶石细粉和粒度为60-80nm的二氧化锆细粉中加入一部分高分子有机结合剂，加入量占高分子有机结合剂总量的20～60wt%，然后加入粒度≥200目的钛白粉，放入搅拌机中干式混合均匀，再加入粒度为0.074～5mm的电熔镁砂、烧结镁砂、高纯镁砂中的一种或一种以上的混合物，混合均匀，后加入剩余的高分子有机结合剂，搅拌均匀；

（2）压制成型；

（3）干燥养护后经1600℃～1900℃高温烧结，保温时间为3～12个小时；

（4）自然冷却至室温即得。

本发明的有益效果：

本发明与现有技术相比具有以下优点：不含铬等有害元素，对人体和环境无污染，符合国家《产业结构调整指导目录》(2011年本)中对铬等有害元素的限制；基质组成及颗粒级配科学合理，产品结构致密，具有良好的高温抗渣侵蚀性能、抗热震性能及较高的高温抗折强度，具有广阔的市场前景。 

具体实施方式

实施例1：

（1）    按重量百分比计：粒度为0.074～5mm的电熔镁砂70%，0.074mm的尖晶石细粉17%，粒度为60-80nm的二氧化锆细粉3%，粒度为200目的钛白粉8%，高分子有机结合剂2%，所述的高分子有机结合剂为二氧化锆含量20wt%的二氧化锆溶胶与木质素含量60wt%的木质素磺酸钙溶液按照质量百分比为2：1比例混合的混合物，称量各组分，备用；

（2）    混料：将上述称量好的电熔镁砂、尖晶石细粉、二氧化锆细粉、钛白粉放入搅拌机中干式混合均匀；再加入高分子有机结合剂，并搅拌均匀；

（3）    压制成型；

（4）    干燥养护后经1600℃高温烧结8小时；

（5）    自然冷却至室温，即得RH真空室用无铬砖。

实施例2：

（1）    按重量百分比计为：粒度为0.074～5mm的烧结镁砂84%，0.074mm的尖晶石细粉9%，粒度为60-80nm的二氧化锆细粉1%，粒度为325目的钛白粉5%，高分子有机结合剂1%，所述的高分子有机结合剂为二氧化钛含量为20wt%的二氧化钛溶胶，称量各组分，备用；

（2）    混料：向上述称量好的尖晶石细粉和二氧化锆细粉中加入部分高分子有机结合剂，其加入量占高分子有机结合剂总量的40wt%；后加入粒度钛白粉，放入搅拌机中干式混合均匀，再加入粒度为烧结镁砂，混合均匀后，将剩余的高分子有机结合剂加入，搅拌均匀；

（3）    压制成型；

（4）    干燥养护后经1900℃高温烧结4个小时；

（5）    自然冷却至室温，即得RH真空室用无铬砖。

实施例3

（1）    按重量百分比计为：粒度为0.074～5mm的烧结镁砂93%，粒度＜0.074mm的尖晶石细粉2%，粒度为60-80nm的二氧化锆细粉1%，粒度为325目的钛白粉1%，高分子有机结合剂3%，所述的高分子有机结合剂为二氧化钛溶胶，称量各组分，备用；

（2）    混料：向上述称量好的二氧化锆细粉和尖晶石细粉中加入部分高分子有机结合剂，其加入量占高分子有机结合剂总量的30wt%；后加入钛白粉，放入搅拌机中干式混合均匀，再加入烧结镁砂，混合均匀后，将剩余的高分子有机结合剂加入，搅拌均匀；

（3）    压制成型；

（4）    干燥养护后经1800℃高温烧结6个小时；

（5）    自然冷却至室温，即得RH真空室用无铬砖。

将实施例1-3中的RH真空室用无铬砖和国内某厂RH炉用镁铬砖的性能比较见附表1。其中，体积密度和显气孔率根据GB/T2997-1982标准进行检测，常温抗折强度和常温耐压强度按照GB/T5072-1985标准进行检测；高温抗折强度按照GB/T3002-3004标准进行检测；热震稳定性能按照YB/T2206.2-1998标准执行；抗侵蚀性能通过测量样品侵蚀面积进行比较：

附表1

    由上表可以看出，采用本方法生产的无铬砖其物理性能较之镁铬砖相似，但其抗侵蚀性能和抗热震性能及高温抗折强度明细优于镁铬砖，可满足RH炉真空室用耐火材料的使用要求。

Claims (3)

1.一种RH炉真空室用无铬砖，其特征在于：其组分及重量百分比为：粒度0.074～5mm的电熔镁砂、烧结镁砂、高纯镁砂中的一种或一种以上的混合 70%～93%，粒度≤0.074mm的尖晶石细粉2～17%，粒度为60-80nm的二氧化锆细粉1～3%，粒度≥200目的钛白粉 1%～8%，高分子有机结合剂 1%～3%。

2.根据权利要求1所述的RH炉真空室用无铬砖，其特征在于：所述的高分子有机结合剂为二氧化锆含量≥10wt%的二氧化锆溶胶、二氧化钛含量≥15wt%的二氧化钛溶胶、木质素含量≥50wt%的木质素磺酸钙、有效物质含量≥99wt%的糊精粉末或二氧化钛含量≥15wt%的二氧化钛溶胶和木质素含量≥50wt%的木质素磺酸钙按各自体系总质量计两者质量比为2：1～3：1混合的混合物。

3.权利要求1所述的RH炉真空室用无铬砖的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)混料：采用下述两种方案中的一种混料：

a 将粒度为0.074～5mm的电熔镁砂、烧结镁砂、高纯镁砂中的一种或一种以上的混合物、粒度≤0.074mm的尖晶石细粉、粒度为60-80nm的二氧化锆细粉、粒度≥200目的钛白粉，按配比量称量后放入搅拌机中干式混合均匀，然后加入配比量的高分子有机结合剂，并搅拌均匀；

b 按配比量计，先向粒度≤0.074mm的尖晶石细粉和粒度为60-80nm的二氧化锆细粉中加入一部分高分子有机结合剂，加入量占高分子有机结合剂总量的20～60wt%，然后加入粒度≥200目的钛白粉，放入搅拌机中干式混合均匀，再加入粒度为0.074～5mm的电熔镁砂、烧结镁砂、高纯镁砂中的一种或一种以上的混合物，混合均匀，后加入剩余的高分子有机结合剂，搅拌均匀；

(2)压制成型；

(3)干燥养护后经1600℃～1900℃高温烧结，保温时间为3～12个小时；

(4)自然冷却至室温即得。