CN104326757A - 原位生成莫来石晶须增强透气砖的方法及莫来石晶须增强透气砖 - Google Patents

原位生成莫来石晶须增强透气砖的方法及莫来石晶须增强透气砖 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种原位生成莫来石晶须增强透气砖的方法，包括以下步骤：①制备含锆钛系矿化剂红柱石粉料；②将步骤①制备好的粉料加入到尖晶石体系中，混合均匀成混合料；所述粉料量：尖晶石体系量为10-20％：80-90％；③加入4％混合料的水；④将混合浆料加入模具中振动成型；⑤脱模；⑥烘干；⑦烧结。与现有的相比，本发明解决了传统材质透气砖使用过程中出现的横断不透气现象，杜绝在现场使用中产品使用寿命波动问题。

Description

原位生成莫来石晶须增强透气砖的方法及莫来石晶须增强透气砖
技术领域
本发明涉及一种原位生成莫来石晶须增强透气砖的方法及莫来石晶须增强透气砖。 
背景技术
钢包透气砖作为炉外精炼关键的功能元件，其作用是加速冶金物化反应的进行，均匀钢水温度和成分，缩短冶炼时间，同时促进钢液中杂物随气体上浮，减少钢液中的非金属杂质，洁净钢水，提高钢的质量，它的使用效果直接影响到精炼操作能否顺利、安全实施。 
目前传统材质透气砖在使用过程中易出现横断不透气，从而影响透气砖的使用。 
发明内容
本发明的目的之一就在于提供一种原位生成莫来石晶须增强透气砖的方法，该方法解决了传统材质透气砖使用过程中出现的横断不透气现象，杜绝在现场使用中产品使用寿命波动问题。 
技术方案是：一种原位生成莫来石晶须增强透气砖的方法，包括以下步骤： 
①制备含锆钛系矿化剂红柱石粉料； 
②将步骤①制备好的粉料加入到尖晶石体系中，混合均匀成混合料；所述粉料量：尖晶石体系量为10-20％：80-90％； 
③加入4％混合料的水，混合均匀，得混合浆料； 
④将混合浆料加入模具中振动成型后，静置4～5h； 
⑤脱模； 
⑥烘干； 
⑦烧结；烧结方式为：从室温以50℃/h的速率升温至1200℃；然后以40℃/h的速率升温至1450℃，保温4h；再以25℃/h的速率升温至1550℃，保温8h；再以80℃/h的速率冷却至1200℃；最后随炉温自然冷却至室温，即得产品莫来石晶须增强透气砖。 
本发明的目的之二在于提供一种莫来石晶须增强透气砖。 
技术方案是：一种莫来石晶须增强透气砖，该透气砖采用上述的方法制备。 
发明原理： 
钢包透气砖的损毁形式有急冷急热的热应力，钢液冲刷冲刷磨损，烧氧操作引起的侵蚀和残钢残渣堵塞狭缝。因此，为了进一步提高透气砖的抵抗热应力的能力，产品中添加适量的矿化剂，该矿化剂在一定温度下与基质之间发生物理化学反应，产生特征组成的液相，可促使基质中红柱石矿物微粒与α-Al2O3微粉高温反应合成莫来石细晶结合的基体中原位分解生成晶须晶种，并在高温烧结和液相的诱导下晶种沿某一特定方向长大成晶须，实现莫来石晶须原位生成复合增强。 
有益效果： 
本发明解决了传统材质透气砖使用过程中出现的横断不透气现象，杜绝在现场使用中产品使用寿命波动问题，有效降低透气砖在使用过程中非正常下线，在不改变现有的透气砖生成工艺，不增加新的投入，产品使用寿命稳定，不影响正常钢厂的冶炼节奏。 
名词解释 
板状刚玉6-3指板状刚玉粒径为3-6mm。 
板状刚玉3-1指板状刚玉粒径为1-3mm。 
白刚玉1-0指白刚玉粒径0-1mm。 
尖晶石1-0指尖晶石粒径小于0-1mm。 
％-本发明中，如无特别说明，％指重量百分比。 
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。 
实施例1 
①制备含锆钛系矿化剂红柱石原料：在球磨机中依次加入80～120kg红柱石精矿粉(325目)、3～5kgAlF3、8-12kg ZrO2、1～3kg TiO2和8～12kg蓝晶石精矿粉(325目)，球磨24小时，测定混合料颗粒度(D97)小于5微米备用。 
②将步骤①制备好的粉料加入到刚玉—尖晶石中(粉料：刚玉—尖晶石＝10-20％：80-90％)，混合均匀。 
刚玉—尖晶石制备：将28％板状刚玉6-3、25％板状刚玉3-1、5％白刚玉1-0、4％白刚玉(200目)、8％白刚玉(300目)、12％尖晶石1-0、8％尖晶石(200目)、6％a-Al2O3、3％铝酸盐水泥和1％减水剂混合在一起。 
③加入上述固体物料总质量(粉料重量与刚玉—尖晶石重量之和)4％的水，混合均匀，得混合浆料； 
④将混合浆料加入模具中振动成型后，静置4～5h。 
模具为钢铸件，圆锥台结构；模具内侧竖直设置有0.16-0.25mm厚的PVC薄片，薄片竖直长度与模具相同。 
⑤脱模，在室温(25℃)、空气相对湿度为90％条件下静置养护1天。 
⑥烘干。烘干方式为： 
升温至150℃，然后以15℃/h的速率升温至180℃，保温5h；以12℃/h的速率升温至320℃，保温5h；以20℃/h的速率升温至550℃，保温5h；以10℃/h的速率冷却至120℃。 
⑦烧结。烧结方式为： 
从室温以50℃/h的速率升温至1200℃；然后以40℃/h的速率升温至1450℃，保温4h；再以25℃/h的速率升温至1550℃，保温8h；再以80℃/h的速率冷却至1200℃；最后随炉温自然冷却至室温，即得产品莫来石晶须增强透气砖。 
实施例2 
①制备含锆钛系矿化剂红柱石原料：在球磨机中依次加入80～120kg红柱石精矿粉(325目)、3～5kgAlF3、8-12kg ZrO2、1～3kg TiO2和8～12kg蓝晶石精矿粉(325目)，球磨24小时，测定混合料颗粒度(D97)小于5微米 备用。 
②将步骤①制备好的粉料加入到铬刚玉—尖晶石中(粉料：铬刚玉—尖晶石＝10-20％：80-90％)，混合均匀。 
铬刚玉—尖晶石制备：将25％板状刚玉6-3、25％板状刚玉3-1、5％白刚玉1-0、4％白刚玉(200目)、8％白刚玉(300目)、12％尖晶石1-0、8％尖晶石(200目)、6％a-Al2O3、3％Cr2O3、3％铝酸盐水泥和1％减水剂混合在一起。 
③加入固体物料总质量(粉料重量与铬刚玉—尖晶石重量之和)4％的水，混合均匀，得混合浆料。 
④将混合浆料加入模具中振动成型后，静置4～5h。 
模具为钢铸件，圆锥台结构；模具内侧竖直设置有0.16-0.25mm厚的PVC薄片，薄片竖直长度与模具相同。 
⑤脱模，在室温(25℃)、空气相对湿度为90％条件下静置养护1天。 
⑥烘干。烘干方式为： 
升温至150℃，然后以15℃/h的速率升温至180℃，保温5h；以12℃/h的速率升温至320℃，保温5h；以20℃/h的速率升温至550℃，保温5h；以10℃/h的速率冷却至120℃。 
⑦烧结。烧结方式为： 
从室温以50℃/h的速率升温至1200℃；然后以40℃/h的速率升温至1450℃，保温4h；再以25℃/h的速率升温至1550℃，保温8h；再以80℃/h的速率冷却至1200℃；最后随炉温自然冷却至室温，即得产品莫来石晶须增强透气砖。 
将实施例1和2的产品进行性能检测，检测结果如下表1。 
表1 
。

Claims (10)

1.一种原位生成莫来石晶须增强透气砖的方法，包括以下步骤：
①制备含锆钛系矿化剂红柱石粉料；
②将步骤①制备好的粉料加入到尖晶石体系中，混合均匀成混合料；所述粉料量：尖晶石体系量为10-20％：80-90％；
③加入4％混合料的水，混合均匀，得混合浆料；
④将混合浆料加入模具中振动成型后，静置4～5h；
⑤脱模；
⑥烘干；
⑦烧结；烧结方式为：从室温以50℃/h的速率升温至1200℃；然后以40℃/h的速率升温至1450℃，保温4h；再以25℃/h的速率升温至1550℃，保温8h；再以80℃/h的速率冷却至1200℃；最后随炉温自然冷却至室温，即得产品莫来石晶须增强透气砖。
2.根据权利要求1所述的原位生成莫来石晶须增强透气砖的方法，其特征在于：所述含锆钛系矿化剂红柱石粉料包含80～120重量份红柱石精矿粉、3～5重量份AlF3、8-12重量份ZrO2、1～3重量份TiO2和8～12重量份蓝晶石精矿粉。
3.根据权利要求2所述的原位生成莫来石晶须增强透气砖的方法，其特征在于：所述红柱石精矿粉为325目的红柱石精矿粉，蓝晶石精矿粉为蓝晶石精矿粉325目的蓝晶石精矿粉。
4.根据权利要求1所述的原位生成莫来石晶须增强透气砖的方法，其特征在于：所述粉料颗粒度D97小于5微米。
5.根据权利要求1所述的原位生成莫来石晶须增强透气砖的方法，其特征在于：所述尖晶石体系为刚玉-尖晶石或铬刚玉-尖晶石。
6.根据权利要求5所述的原位生成莫来石晶须增强透气砖的方法，其特征在于：所述刚玉-尖晶石由28％板状刚玉6-3、25％板状刚玉3-1、5％白刚玉1-0、4％200目白刚玉、8％300目白刚玉、12％尖晶石1-0、8％200目尖晶石、6％a-Al2O3、3％铝酸盐水泥和1％减水剂组成，铬刚玉-尖晶石由25％板状刚玉6-3、25％板状刚玉3-1、5％白刚玉1-0、4％200目白刚玉、8％300目白刚玉、12％尖晶石1-0、8％200目尖晶石、6％a-Al2O3、3％Cr2O3、3％铝酸盐水泥和1％减水剂组成。
7.根据权利要求1所述的原位生成莫来石晶须增强透气砖的方法，其特征在于：所述模具为圆锥台，该模具内侧竖直设置有0.16-0.25mm厚的PVC薄片，薄片竖直长度与模具高度相同。
8.根据权利要求1所述的原位生成莫来石晶须增强透气砖的方法，其特征在于：所述烘干方式为升温至150℃，然后以15℃/h的速率升温至180℃，保温5h；以12℃/h的速率升温至320℃，保温5h；以20℃/h的速率升温至550℃，保温5h；以10℃/h的速率冷却至120℃。
9.一种莫来石晶须增强透气砖，该透气砖采用权利要求1-8任一权利要求所述的方法制备。
10.根据权利要求9所述的莫来石晶须增强透气砖，其特征在于：该透气砖性能为：
抗折强度(Mpa,1550℃×3h)≥40
耐压强度(Mpa,1550℃×3h)≥160
体积密度(g/m3,1550℃×3h)≥3.1
显气孔率(％,1550℃×3h)≤15
热震稳定性(1100℃水冷,1550℃×3h)≥60次
线变化率(％,1550℃×3h)0～+0.5。
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