CN104311082B - 一种镁碳钢包渣线砖及其生产方法 - Google Patents

一种镁碳钢包渣线砖及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种镁碳钢包渣线砖及其生产方法，属于耐火材料的生产加工技术领域。本发明制得的镁碳钢包渣线砖添加二级大粒度镁砂和97%的石墨为原料，这大大节约了原料的生产成本，同时制得的产品使用寿命长，符合当今炼钢技术发展的需要。本发明还提供了一种镁碳钢包渣线砖的生产方法，该方法简单易行，制得的产品品质好。

Description

一种镁碳钢包渣线砖及其生产方法
技术领域
本发明涉及耐火材料的生产加工技术领域，尤其涉及到一种镁碳钢包渣线砖及其生产方法。
背景技术
随着炼钢技术的发展，对耐火材料的使用寿命提出了更高的要求，特别是钢包用耐火材料。在精炼以前，钢包只是一个储存和盛运钢水的工具，但在精炼过程中，由于炉外精炼技术的进步，钢包的功能发生了变化，在钢包内可以进行真空处理、吹氩、喷粉、加热、成分微调等新工艺，使得钢包的使用条件更加苛刻，因而钢包的使用寿命大幅下降。渣线部位是整个钢包中最重要的部位，目前钢包的渣线部位主要采用镁碳材质，起到抗侵蚀和防粘渣的作用。由于钢包连铸渣线镁碳砖的使用条件比较苛刻，因而一般必须选用一级镁砂及优质鳞片石墨作为主要原料，而这些优质原料价格高昂，这大大增加了企业的生产成本，严重制约了企业的发展；另一方面这些常规的镁碳材质钢包渣线砖的使用寿命也较短，因而如何来提高钢包渣线镁碳砖的使用寿命和降低生产成本成为炼钢过程中亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镁碳钢包渣线砖，该种钢包渣线砖添加二级大粒度镁砂和97%的石墨为原料，这大大节约了原料的生产成本，同时制得的产品使用寿命长，符合当今炼钢技术发展的需要。
本发明的另一目的在于提供了一种镁碳钢包渣线砖的生产方法，该方法简单易行，制得的产品品质好。
本发明采用以下技术方案：
一种镁碳钢包渣线砖，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：96%镁砂5-15%、97%镁砂60-80%、97%石墨6-18%、金属铝硅粉3-8%、酚醛树脂1-5%；所述96%镁砂的粒度为8-25mm；所述97%镁砂的粒度为3-5mm、1-3mm、0-1mm和200目细粉，各粒度的重量百分比分别为20-35%，20-25%，15-25%，28-35%。
作为本发明的一种优选，所述96%镁砂的粒度为15-20mm，所占重量百分比为8-12%。
一种镁碳钢包渣线砖的生产方法，它包括以下步骤：
（1）按量称取各原料，并分别将96%和97%镁砂破碎；
（2）将破碎后的镁砂颗粒过振动筛，要求两种镁砂颗粒粒度大小均要符合配方要求；
（3）将破碎后的镁砂粉料按照配方量作为骨料先投入混炼机里，再将酚醛树脂投入，预混处理2-4分钟，最后将余下原料全部投入混炼机内，继续混炼处理20-30分钟；
（4）将步骤（3）混炼后的混合料加入模具压制成型；
（5）将压成型的镁碳材质钢包渣线砖送入干燥窑里，进行分段干燥20个小时即得产品。
上述步骤（4）中将混合料压制成型，压力为0.2-0.4MPa；将混炼后的混合料压制成型时，先用2500-3000kN的力打击2-3次，然后以6000-6500kN的力打击4-6次，使砖型尺寸达标。
上述步骤（5）中，进行分段干燥时，首先以36℃/h的升温速度烘烤5小时，当温度达到200℃时，保持该温度继续烘烤4小时，接着11℃/h的降温速度烘烤11小时即得产品。
对于镁碳砖来说，骨料细微化有助于渣线镁碳砖抗氧化性能及抗压、抗折性能的提高。但骨料细微化以后，闭口气孔增加，成型困难，因此，实际生产中要选择适当的临界粒度，以保证制品具有较低的显气孔率和较高的体积密度。本发明采用大粒度的二级镁砂为原料，利用镁砂自身较高的体积密度来提高整体镁碳砖的体积密度，同时本发明中镁碳砖的生产方法中采用多次压力暨大成型和分段干燥工艺，使制得的产品具有较低的显气孔率。因而本发明的产品生产过程中达到了一个最适宜的临界粒度，这使得产品具有极佳各种理化性能和更长的使用寿命。此外，由于二级镁砂的使用和产品使用寿命的延长，有效降低了生产成本，有利于企业的发展。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：（1）本发明采用的是粒径8-25mm二级镁砂大颗粒，利用镁砂大颗粒本身较高的体积密度来提高镁碳砖总体的体积密度，本发明渣线砖的成型体积密度比常规钢包渣线砖增加了0.02-0.06g/cm3，产品性能提高，同时由于二级镁砂的引入降低了生产成本；（2）本发明制得的成品，在实际运用中通过与所使用常规材质渣线砖对比，显气孔率明显降低，其各种理化性能明显高于常规制品水平；（3）本发明制得的成品比目前传统渣线砖的使用寿命更长，一次性使用达到钢包冶炼60次以上。
附图说明
图1为本发明镁碳钢包渣线砖生产流程图；
图2为本发明镁碳钢包渣线砖烘烤20小时的升温曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。
实施例1
一种镁碳钢包渣线砖，它包括以下重量百分比的原料：96%镁砂5%、97%镁砂75%、97%石墨13%、金属铝硅粉5%、酚醛树脂2%；所述96%镁砂的粒度为8-25mm；所述97%镁砂的粒度为3-5mm、1-3mm、0-1mm和-200目细粉，各粒度的重量百分比分别为35%，20%，17%，28%。
上述镁碳钢包渣线砖的生产方法，包括以下步骤：
（1）按量称取各原料，并分别将96%和97%镁砂破碎；
（2）将破碎后的镁砂颗粒过振动筛，要求两种镁砂颗粒粒度大小均符合配方要求：
（3）将破碎后的镁砂粉料按照配方量作为骨料先投入混炼机里，再将酚醛树脂投入，预混处理3分钟，最后将余下原料全部投入混炼机内，继续混炼处理25分钟；
（4）将步骤（3）混炼后的混合料加入模具压制成型，压力为0.2MPa；压制时先用2500kN的力打击3次，然后以6000kN的力打击6次，使砖型尺寸达标。
（5）将压成型的镁碳钢包渣线砖送入干燥窑里，进行分段干燥20个小时。进行分段干燥时，首先以36℃/h的升温速度烘烤5小时，当温度达到200℃时，保持该温度继续烘烤4小时，接着11℃/h的降温速度烘烤11小时即得产品。
实施例2
一种镁碳钢包渣线砖，它包括以下重量百分比的原料：96%镁砂10%、97%镁砂80%、97%石墨6%、金属铝硅粉3%、酚醛树脂1%；所述96%镁砂的粒度为8-25mm；所述97%镁砂的粒度为3-5mm、1-3mm、0-1mm和-200目细粉，各粒度的重量百分比分别为28%，22%，15%，35%。
上述镁碳钢包渣线砖的生产方法，包括以下步骤：
（1）按量称取各原料，并分别将96%和97%镁砂破碎；
（2）将破碎后的镁砂颗粒过振动筛，要求两种镁砂颗粒粒度大小均符合要求；
（3）将破碎后的镁砂粉料按照配方量作为骨料先投入混炼机里，再将酚醛树脂投入，预混处理4分钟，最后将余下原料全部投入混炼机内，继续混炼处理20分钟；
（4）将步骤（3）混炼后的混合料加入模具压制成型，压力为0.4MPa；压制时先用2700kN的力打击2次，然后以6300kN的力打击5次，使砖型尺寸达标。
（5）将压成型的镁碳钢包渣线砖送入干燥窑里，进行分段干燥20个小时。进行分段干燥时，首先以36℃/h的升温速度烘烤5小时，当温度达到200℃时，保持该温度继续烘烤4小时，接着11℃/h的降温速度烘烤11小时即得产品。
实施例3
一种镁碳钢包渣线砖，它包括以下重量百分比的原料：96%镁砂15%、97%镁砂60%、97%石墨16%、金属铝硅粉6%、酚醛树脂3%；所述96%镁砂的粒度为15-20mm；所述97%镁砂的粒度为3-5mm、1-3mm、0-1mm和-200目细粉，各粒度的重量百分比分别为25%，23%，20%，32%。
上述镁碳钢包渣线砖的生产方法，包括以下步骤：
（1）按量称取各原料，并分别将96%和97%镁砂破碎；
（2）将破碎后的镁砂颗粒过振动筛，要求两种镁砂颗粒粒度大小均符合配方要求；
（3）将破碎后的镁砂粉料按照配方量作为骨料先投入混炼机里，再将酚醛树脂投入，预混处理4分钟，最后将余下原料全部投入混炼机内，继续混炼处理25分钟；
（4）将步骤（3）混炼后的混合料加入模具压制成型，压力为0.3MPa；压制时先用2900kN的力打击3次，然后以6400kN的力打击6次，使砖型尺寸达标。
（5）将压成型的镁碳钢包渣线砖送入干燥窑里，进行分段干燥20个小时。进行分段干燥时，首先以36℃/h的升温速度烘烤5小时，当温度达到200℃时，保持该温度继续烘烤4小时，接着11℃/h的降温速度烘烤11小时即得产品。
将上述实施例1-3制得的渣线砖与常规原料制得的渣线砖的理化性能指标进行了对比测试，对比测试结果如表1。
表1理化性能测试结果
编号 显气孔率/% 体积密度/（g/cm3） 常温耐压强度/MPa 高温抗折强度（1400℃×30min）/MPa
实施例1 3.2 3.05 48 8.7
实施例2 3.5 3.03 42 9.1
实施例3 3.3 3.07 43 8.9
常规原料制品 4.0 3.01 40 8.0
由上表1可以看出，与常规原料制得的镁碳渣线砖相比，本发明所得的产品具有更好的理化性能，其体积密度与常规产品相比提高了0.02-0.06g/cm3，显气孔率也明显较低，耐压及抗折强度均有显著增强。这主要是由于本发明中采用了较大粒度的二级镁砂和97%的石墨为原料，适当调整了临界粒度的大小，因为较大粒度镁砂的引入使得成品具有较高的体密，其显气孔率也明显较低，因而制得的产品具有更好的理化性能。
将本发明实施例1-3中制得的镁碳渣线砖用于70t钢包渣线部位并研究其使用寿命长短，与常规原料制得的渣线砖进行对比，对比结果如表2。
表2渣线砖使用寿命结果
编号 在70t钢包中的使用寿命/次
实施例1 65
实施例2 62
实施例3 64
常规原料制品 45
从表2结果中，我们可以看出，与常规原料制得的渣线砖相比，本发明制得的产品具有更长的使用寿命。
此外，本发明中原料采用了粒度较大的96%的二级镁砂和97%的石墨，与常规原料中所用的一级镁砂和优质鳞片石墨相比，成本要低很多。一般一级镁砂一吨的价格为2700元左右，而二级镁砂的价格为1500元左右，这就使得产品生产成本大幅下降，与此同时制得的产品还具有更优良的抗侵蚀性和实用性。本发明制得的产品也可以拓展应用到钢包生产中的其他个别部位。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种镁碳钢包渣线砖，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：96%镁砂5-15%、97%镁砂60-80%、97%石墨6-18%、金属铝硅粉3-8%、酚醛树脂1-5%；所述96%镁砂的粒度为8-25mm；所述97%镁砂的粒度为3-5mm、1-3mm、0-1mm和200目细粉，各粒度的重量百分比分别为20-35%，20-25%，15-25%，28-35%。
2.根据权利要求1所述的镁碳钢包渣线砖，其特征在于，所述96%镁砂的粒度为15-20mm，所占重量百分比为8-12%。
3.一种权利要求1或2所述的镁碳钢包渣线砖的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按量称取各原料，并分别将96%和97%镁砂破碎；
（2）将破碎后的镁砂颗粒过振动筛，要求两种镁砂颗粒粒度大小均要符合配方要求；
（3）将破碎后的镁砂粉料按照配方量作为骨料先投入混炼机里，再将酚醛树脂投入，预混处理2-4分钟，最后将余下原料全部投入混炼机内，继续混炼处理20-30分钟；
（4）将步骤（3）混炼后的混合料加入模具压制成型，压力为0.2-0.4MPa，压制成型时，先用2500-3000kN的力打击2-3次，然后以6000-6500kN的力打击4-6次，使砖型尺寸达标；
（5）将压成型的镁碳材质钢包渣线砖送入干燥窑里，进行分段干燥20个小时即得产品；进行分段干燥时，首先以36℃/h的升温速度烘烤5小时，当温度达到200℃时，保持该温度继续烘烤4小时，接着11℃/h的降温速度烘烤11小时即得产品。
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