CN104496500B

CN104496500B - 一种钢包浇注料及其制备方法

Info

Publication number: CN104496500B
Application number: CN201410838526.7A
Authority: CN
Inventors: 安建成; 王林俊; 王亚利; 陈超群; 赵春燕; 朱明明
Original assignee: YANGQUAN JINYU TONGDA HIGH TEMPERATURE MATERIAL CO Ltd; TONGDA REFRACTORY TECHNOLOGIES Co Ltd
Current assignee: Beijing Jinyu Tongda refractory Technology Co.,Ltd.; YANGQUAN JINYU TONGDA HIGH TEMPERATURE MATERIALS Co.,Ltd.
Priority date: 2014-12-29
Filing date: 2014-12-29
Publication date: 2017-08-25
Anticipated expiration: 2034-12-29
Also published as: CN104496500A

Abstract

一种钢包浇注料及其制备方法，属于钢包技术领域。钢包浇注料包括的原料按质量百分比为：烧结刚玉莫来石48～77％、高铝辅料13～27％、95烧结镁砂9～15％、尖晶石水泥2～5％、微硅粉1.5～3.5％、外加剂0.1～0.25％。优点在于，在高温下具有较传统钢包浇注料更优越的抗冲刷性能和抗侵蚀渗透能力，钢包运转周期趋于固定，增强了钢包维修时间的可计划性。

Description

一种钢包浇注料及其制备方法

技术领域

本发明属于钢包技术领域，特别涉及一种钢包浇注料及其制备方法。尤其是一种用于非精炼钢包的新型钢包浇注料。

背景技术

进入本世纪后中国的钢铁工业有了突飞猛进的发展，钢铁产量连年猛增。仅2013年粗钢产量就达到了7.79亿吨，位居全球首位。钢铁工业的快速发展也给耐材工业的技术进步提出新的要求。精炼钢技术的发展代表了炼钢技术的发展方向，但产量占据绝大多数的非精炼钢包相关的配套技术并没有引起足够的重视。目前我国非精炼钢包用耐火材料还处于上世纪后期的技术水平，加之普碳钢利润下滑，钢厂对耐火材料持续压价，当下非精炼钢包用耐火材料大都有技术水平落后的小厂提供，整个市场比较混乱，钢包小事故时有发生。

传统非精炼钢包浇注料主要采用天然一级矾土熟料“通料”(由块料破碎后直接使用，不经过分级和配料)作为骨料，以硅微粉为结合剂，矾土细粉为辅料，镁砂为膨胀剂，虽然能够使用，但是稳定性较差。由于天然一级料中混级现象比较严重，存在着欠烧的二级料、高铁料、高钙料、过烧料等，这些都给质量带来很大的隐患，加之又以通料的形式使用，颗粒级配处于失控状态，因此，钢包寿命很不稳定，使用次数高的能达到接近200次，差的不到50次，这给钢包周转带来一定的困难，运转被动的局面时有发生。

以矾土生料作为原料，经过提质均化、成分配料、湿法共磨、浆体脱水、成型后高温煅烧而制备的优质合成耐火原料，具有成分稳定、结构均一、晶体发育良好、致密度高等优点，克服了天然料的质量不可控的问题，它的出现给钢包浇注料的可控性提供了基础。类似的如矾土基均质料在水泥窑用耐火材料、垃圾焚烧炉用耐火材料中的应用已有报道，但烧结刚玉莫来石在钢包浇注料中的应用尚未见报道。

尖晶石水泥也是目前刚刚踏入市场的一种含有尖晶石相的高铝水泥，其兼具尖晶石的优势和高铝水泥的结合性能，其作为钢包浇注料的结合剂不仅能够提高材料的早期强度，对于材料后期综合性能的提高也起到积极的作用，目前用作非精炼钢包的结合剂尚未见报道。

因此，结合在钢包浇注料方面的理论实践经验和烧结刚玉莫来石及尖晶石水泥的优势，研制了本发明所述的新型钢包浇注料。

发明内容

本发明目的在于提供一种钢包浇注料及其制备方法，解决非精炼钢包浇注料强度偏低，抗侵蚀渗透性差等问题。

利用烧结刚玉莫来石化学成分、结构均一、性能稳定、晶体发育良好、线性变化小，同时又具有一定柔韧性以及尖晶石水泥同时具有较好的常温和高温力学性能等特点，来改善目前钢包浇注料强度低、抗侵蚀渗透性差以及质量不可控的缺点。

一种钢包浇注料，包括的原料按质量百分比为：烧结刚玉莫来石48～77％、高铝辅料13～27％、95烧结镁砂9～15％、尖晶石水泥2～5％、微硅粉1.5～3.5％、外加剂0.1～0.25％。其中：

烧结刚玉莫来石含四种不同粒度：30mm≥粒度＞10mm，质量百分比为20～35％；10mm≥粒度＞5mm，质量百分比为10～15％；5mm≥粒度＞3mm，质量百分比为8～12％；3mm≥粒度＞1mm，质量百分比为10～15％；

高铝辅料含两种不同粒度：1mm≥粒度＞0.088mm，质量百分比为5～13％；0.088mm≥粒度，质量百分比为8～14％；

95烧结镁砂含两种不同粒度：1mm≥粒度＞0.088mm，质量百分比为2～5％；0.088mm≥粒度，质量百分比为7～10％；

烧结刚玉莫来石成分满足：75wt％≤Al₂O₃≤83wt％，Fe₂O₃≤2.0wt％；CaO+MgO≤0.8wt％；K₂O+Na₂O≤0.4wt％，体积密度≥2.85g·cm^-3，2.5％≤吸水率≤3.5％；主晶相为刚玉相和莫来石相。

高铝辅料为特级高铝矾土、板状刚玉、亚白刚玉、白刚玉中的一种或者多种；

尖晶石水泥中尖晶石相和铝酸钙矿相的相含量≥92wt％；

外加剂为防爆纤维、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠中的一种或多种；

硅微粉、尖晶石水泥、外加剂的粒径控制在0.088mm以下。

一种钢包浇注料的制备方法，具体步骤为：

(1)将烧结刚玉莫来石按30mm≥粒度＞10mm，质量百分比为20～35％；10mm≥粒度＞5mm，质量百分比为10～15％；5mm≥粒度＞3mm，质量百分比为8～12％；3mm≥粒度＞1mm，质量百分比为10～15％顺序依次装入吨包袋中；

(2)将质量百分比为13～27％的高铝辅料、质量百分比为9～15％的95烧结镁砂、质量百分比为2～5％的尖晶石水泥、质量百分比为1.5～3.5％的微硅粉、质量百分比为0.1～0.25％的外加剂在搅拌机中混合均匀；

(3)将步骤(2)得到的混合物料直接装入步骤(1)的吨包袋中，封装好吨包袋即可。

本发明的优点在于：

1、主材质烧结刚玉莫来石是以刚玉和莫来石为主晶相，高温力学性能好、体积稳定性高，颗粒致密度高、与基质结合紧密，所制备的新型钢包浇注料在高温下具有较传统钢包浇注料更优越的抗冲刷性能和抗侵蚀渗透能力；

2、采用了新型结合剂，钢包的早期强度高，尖晶石相的存在也对于稳定早期材料尺寸，促进使用过程中尖晶石相的生成起着积极的作用；

3、采用了大粒径镁砂，在使用过程中不断生成尖晶石，有利于材料持续自修复；

4、原料成分结构均匀，加水量波动小，使用性能稳定，使用后局部损蚀的几率小，能延长钢包的正常使用周期；同时，使钢包运转周期趋于固定，增强了钢包维修时间的可计划性。

具体实施方式

实施例1

按照如下原料及配比配制：

烧结刚玉莫来石：30mm≥粒度＞10mm，质量百分比为25％；10mm≥粒度＞5mm，质量百分比为13％；5mm≥粒度＞3mm，质量百分比为12％；3mm≥粒度＞1mm，质量百分比为15％。特级高铝矾土：1mm≥粒度＞0.088mm，质量百分比为5％。刚玉粉：0.088mm≥粒度，质量百分比为12.5％。95烧结镁砂：1mm≥粒度＞0.088mm，质量百分比为3％；0.088mm≥粒度，质量百分比为8％。尖晶石水泥：质量百分比为4％。微硅粉：质量百分比为2.5％。外加剂：质量百分比为0.16％。

所获得一种新型钢包浇注料的性能如下：

110℃下养护24小时后的体积密度为2.91g.cm^-3，抗折强度为8.3MPa，耐压强度为101MP；1500℃下烧成3小时后的体积密度为3.03g.cm^-3，抗折强度为7.9MPa，耐压强度为76MPa，线变化率为+0.4％。

实施例2

按照如下原料及配比配制：

烧结刚玉莫来石：30mm≥粒度＞10mm，质量百分比为33；10mm≥粒度＞5mm，质量百分比为11％；5mm≥粒度＞3mm，质量百分比为8％；3mm≥粒度＞1mm，质量百分比为11％。特级高铝矾土：1mm≥粒度＞0.088mm，质量百分比为8％；0.088mm≥粒度，质量百分比为4.5％。刚玉粉：0.088mm≥粒度，质量百分比为8％。95烧结镁砂：1mm≥粒度＞0.088mm，质量百分比为4％；0.088mm≥粒度，质量百分比为7％。尖晶石水泥：质量百分比为3％。微硅粉：质量百分比为2.5％。外加剂：质量百分比为0.16％。

所获得一种新型钢包浇注料的性能如下：

110℃下养护24小时后的体积密度为2.89g.cm^-3，抗折强度为8MPa，耐压强度为98MP；1500℃下烧成3小时后的体积密度为2.96g.cm^-3，抗折强度为7.6MPa，耐压强度为75MPa，线变化率为+0.4％。

实施例3

按照如下原料及配比配制：

烧结刚玉莫来石：30mm≥粒度＞10mm，质量百分比为33；10mm≥粒度＞5mm，质量百分比为12％；5mm≥粒度＞3mm，质量百分比为8％；3mm≥粒度＞1mm，质量百分比为10％。特级高铝矾土：1mm≥粒度＞0.088mm，质量百分比为8％；0.088mm≥粒度，质量百分比为6.5％。刚玉粉：0.088mm≥粒度，质量百分比为6％。95烧结镁砂：1mm≥粒度＞0.088mm，质量百分比为3％；0.088mm≥粒度，质量百分比为8％。尖晶石水泥：质量百分比为3％。微硅粉：质量百分比为2.5％。外加剂：质量百分比为0.16％。

所获得一种新型钢包浇注料的性能如下：

110℃下养护24小时后的体积密度为2.88g.cm^-3，抗折强度为8.2MPa，耐压强度为96MP；1500℃下烧成3小时后的体积密度为2.98g.cm^-3，抗折强度为7.5MPa，耐压强度为75MPa，线变化率为+0.4％。

实施例4

按照如下原料及配比配制：

烧结刚玉莫来石：30mm≥粒度＞10mm，质量百分比为34；10mm≥粒度＞5mm，质量百分比为10％；5mm≥粒度＞3mm，质量百分比为8％；3mm≥粒度＞1mm，质量百分比为10％。特级高铝矾土：1mm≥粒度＞0.088mm，质量百分比为10％；0.088mm≥粒度，质量百分比为12％。95烧结镁砂：1mm≥粒度＞0.088mm，质量百分比为4％；0.088mm≥粒度，质量百分比为7％。尖晶石水泥：质量百分比为2％。微硅粉：质量百分比为3％。外加剂：质量百分比为0.18％。

所获得一种新型钢包浇注料的性能如下：

经现场使用，对比传统钢包浇注料，本发明所研制的新型钢包浇注料，不仅生产方便、搅拌加水量少、施工性能好、抗冲刷、耐侵蚀渗透性能好，而且稳定延长钢包使用寿命，提高了耐火材料的性价比，具有广阔的市场前景。

Claims

1.一种钢包浇注料，其特征在于，包括的原料按质量百分比为：30mm≥粒度＞10mm的烧结刚玉莫来石，质量百分比为20～35％；10mm≥粒度＞5mm的烧结刚玉莫来石，质量百分比为10～15％；5mm≥粒度＞3mm的烧结刚玉莫来石，质量百分比为8～12％；3mm≥粒度＞1mm的烧结刚玉莫来石，质量百分比为10～15％；高铝辅料13～27％；95烧结镁砂9～15％；尖晶石水泥2～5％；硅微粉1.5～3.5％；外加剂0.1～0.25％；

所述的高铝辅料含两种不同粒度：1mm≥粒度＞0.088mm，质量百分比为5～13％；0.088mm≥粒度，质量百分比为8～14％；

所述的95烧结镁砂含两种不同粒度：1mm≥粒度＞0.088mm，质量百分比为2～5％；0.088mm≥粒度，质量百分比为7～10％。

2.根据权利要求1所述的浇注料，其特征在于，所述的烧结刚玉莫来石成分满足：75wt％≤Al₂O₃≤83wt％，Fe₂O₃≤2.0wt％；CaO+MgO≤0.8wt％；K₂O+Na₂O≤0.4wt％，体积密度≥2.85g·cm^-3，2.5％≤吸水率≤3.5％；主晶相为刚玉相和莫来石相。

3.根据权利要求1所述的浇注料，其特征在于，所述的高铝辅料为特级高铝矾土、板状刚玉、亚白刚玉和白刚玉中的一种或者多种。

4.根据权利要求1所述的浇注料，其特征在于，所述的外加剂为防爆纤维、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的浇注料，其特征在于，所述的硅微粉、尖晶石水泥和外加剂的粒径在0.088mm以下。

6.一种权利要求1所述的钢包浇注料的制备方法，具体步骤为：

1)将烧结刚玉莫来石按30mm≥粒度＞10mm，质量百分比为20～35％；10mm≥粒度＞5mm，质量百分比为10～15％；5mm≥粒度＞3mm，质量百分比为8～12％；3mm≥粒度＞1mm，质量百分比为10～15％顺序依次装入吨包袋中；

2)将质量百分比为13～27％的高铝辅料、质量百分比为9～15％的95烧结镁砂、质量百分比为2～5％的尖晶石水泥、质量百分比为1.5～3.5％的微硅粉、质量百分比为0.1～0.25％的外加剂在搅拌机中混合均匀；

3)将步骤2)得到的混合物料直接装入步骤1)的吨包袋中，封装好吨包袋。