CN104557086A

CN104557086A - 一种钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖及其制备方法

Info

Publication number: CN104557086A
Application number: CN201410844260.7A
Authority: CN
Inventors: 王伟伟; 刘靖轩; 赵伟; 刘丽; 任林; 曹仁锋; 盛海洋; 张笑烽; 黄健; 孙启茗; 万小宝; 王恒; 赵日霞
Original assignee: Beijing Lier High Temperature Materials Co Ltd
Current assignee: Haicheng Zhongxing High-Grade Magnesia Brick Co., Ltd.; Beijing Lier High Temperature Materials Co Ltd
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2015-04-29

Abstract

本发明涉及一种耐火材料，尤其涉及一种钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖及其制备方法，所述富镁尖晶石碳砖按重量份计，包括45-55份粒径≤5mm的电熔尖晶石颗粒，10-20份1mm≤粒径≤5mm的电熔镁砂颗粒，30-40份的共磨粉，2-3份的结合剂；所述共磨粉选自电熔尖晶石细粉、石墨、高温沥青、SiC微粉、金属铝粉、氧化铝微粉中的一种或几种。本发明提供的产品体积密度高，强度高，热震稳定性高，耐钢水和熔渣侵蚀性好，与传统的铝镁碳砖配合使用，可解决钢包包壁出渣侧优先损坏的难题，实现包壁炉龄高寿命。

Description

一种钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种耐火材料，尤其涉及一种钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖及其制备方法。

背景技术

铝镁碳质耐火材料是一种重要的含碳耐火材料，因具有优良的热震稳定性、良好的耐冲刷性，被广泛应用于钢包包壁、包底部位，其技术的成熟与发展对降低钢包周转周期、提高材料利用率、减少资源浪费至关重要。铝镁碳砖主要以电熔镁砂、棕刚玉或白刚玉为主要原料，辅以少量的高温沥青、金属铝粉、金属硅粉、碳化硅微粉、树脂结合剂，经高压成型制得。

截止今天，钢包包壁均采用单一耐材铝镁碳砖，在实际生产使用中普遍存在出渣侧优先受蚀损坏、残厚较薄的情况。出现出渣侧耐材不能用于进一步冶炼，而非出渣侧耐材残厚较厚，仍可继续使用的矛盾现象。迫于冶炼要求，往往将整个包壁全部拆除，重新砌筑，势必造成可继续使用的非出渣侧铝镁碳砖的浪费。因而研制一种钢包包壁出渣侧用耐材，与常规铝镁碳砖配合使用，达到包壁高寿命，具有减少资源浪费，减弱环境污染的重要意义。

经检索发现，公开号为CN103553652A的发明专利申请提供了一种镁尖晶石砖，由60～80重量份的镁砂、10～20重量份的二钙砂、10～20重量份的预混料与2～5重量份的树脂形成；所述预混料包括：5-10份的富镁尖晶石、3-10份的活性氧化铝与0.5-2份的金属硅粉；所述镁砂包括两种或两种以上粒径不同的镁砂。与现有镁尖晶石砖相比，本发明采用不同粒径的镁砂作为基质，并加入预混料微粉，使产品的粒度组成更加合理，符合最紧密堆积原理，并且预混料中包含金属硅粉，氧化后形成二氧化硅，形成液相，并产生体积膨胀，填充了气孔，从而使镁尖晶石砖气孔较小，致密性较好且具有较高的抗冲刷性能。

与CN103553652A发明的镁尖晶石砖相比，本发明的富镁尖晶石碳砖属于含碳材料，具有更优的抗渣性。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖及其制备方法。

为达到上述目的，具体采用如下的技术方案：一种钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖，按重量份计，包括45-55份粒径≤5mm的电熔尖晶石颗粒，10-20份1mm≤粒径≤5mm的电熔镁砂颗粒，30-40份的共磨粉、2-3份的结合剂；

所述共磨粉选自电熔尖晶石细粉、石墨、高温沥青、SiC微粉、金属铝粉、氧化铝微粉中的一种或几种。

具体的，所述共磨粉包括20-30份电熔尖晶石细粉、5-10份石墨、0.1-1份高温沥青、0-1份SiC微粉、0-1份氧化铝微粉、0-1份金属铝粉，其中SiC微粉、氧化铝微粉和金属铝粉不能同时为0份；

作为共磨粉优选的技术方案，所述共磨粉包括20-30份电熔尖晶石细粉、5-10份石墨、0.1-1份高温沥青、1份SiC微粉；或共磨粉包括20-30份电熔尖晶石细粉、5-10份石墨、0.1-1份高温沥青、0.5-1份氧化铝微粉、0.5-1份金属铝粉；或共磨粉包括20-30份电熔尖晶石细粉、5-10份石墨、0.1-1份高温沥青、0.5-1份SiC微粉、0.5-1份金属铝粉；

上述技术方案可以防止石墨氧化，同时使富镁尖晶石砖的基质具有优良的抗渣性、良好的热震稳定性及较强的耐冲刷性。

在本发明的技术方案中，结合剂选自热固性酚醛树脂、热塑性酚醛树脂、纸浆废液中的一种，优选热固性酚醛树脂。

按粒径大小，所述电熔尖晶石颗粒分为3mm≤粒径≤5mm、1mm≤粒径＜3mm，粒径＜1mm三种，按重量比，比例为(15-20)：(10-20)(10-20)；所述电熔尖晶石细粉的粒级为180-200目，优选为200目，这样可以防止富镁尖晶石碳砖受热剥落。

优选地，所述电熔尖晶石颗粒由18份3mm≤粒径≤5mm、15份1mm≤粒径＜3mm、15份粒径＜1mm的电熔尖晶石颗粒组成。

为了达到使用温度高和气孔率低的目的，在所述电熔尖晶石颗粒和电熔尖晶石细粉中MgO的质量百分含量均为28～33％，Al₂O₃的质量百分含量均为65～70％，密度均≥3.44g/cm³。

按粒径大小，所述电熔镁砂颗粒分为3mm≤粒径≤5mm、1mm≤粒径＜3mm两种，按重量比，比例为(5-10)：(5-15)。

优选地，所述电熔镁砂颗粒由7份3mm≤粒径≤5mm、10份1mm≤粒径＜3mm的电熔镁砂颗粒组成。

所述电熔镁砂颗粒中MgO的质量百分含量≥97.5％，CaO的质量百分含量≤1.0％，SiO₂的质量百分含量≤0.6％，Fe₂O₃的质量百分含量≤0.6％，密度≥3.45g/cm³。

在本发明的技术方案中，所述石墨中C的质量百分含量≥95％，粒级为80-100目，优选100目。

所述SiC微粉的粒级为≤5μm，在SiC微粉中SiC的质量百分含量≥98.5％。

所述高温沥青的粒级为180-200目，优选200目。

所述金属铝粉的粒级为270-320目，在金属铝粉中Al的质量百分含量≥98.5％。

所述氧化铝微粉的粒径≤3μm，在氧化铝微粉中Al₂O₃的质量百分含量≥99.5％。

作为本发明的最佳实施方式，本发明的钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖，按重量份计，按重量份计，包括18份3mm≤粒径≤5mm的电熔尖晶石颗粒，15份1mm≤粒径＜3mm的电熔尖晶石颗粒，15份粒径＜1mm的电熔尖晶石颗粒，7份3mm≤粒径≤5mm的电熔镁砂颗粒，10份1mm≤粒径＜3mm的电熔镁砂颗粒，25份粒径为180～200目的电熔尖晶石细粉、8份粒径为80～100目的石墨、1份粒径为180～200目的高温沥青、0-1份粒径≤5μm的SiC微粉、0-0.5份粒径≤3μm的氧化铝微粉、0-0.5份粒径为270～320目的金属铝粉，其中SiC微粉、氧化铝微粉和金属铝粉不能同时为0份。

本发明提供的钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖体积密度高，强度高，热震稳定性高，耐钢水和渣侵蚀性好，与传统的铝镁碳砖配合使用，可解决钢包包壁出渣侧优先损坏的难题，实现包壁炉龄高寿命。

本发明还提供了钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)按配比量配制共磨粉，在高速混碾机内混合10～15分钟；

(2)按配比量，将电熔尖晶石颗粒和电熔镁砂颗粒干混2～3分钟，然后在2分钟内一次性缓慢加入结合剂，湿混3～5分钟后加入石墨，再混合5～8分钟后加入步骤(1)所得共磨粉，混合20～30分钟后出料；

(3)用压砖机成型得到富镁尖晶石砖坯；

(4)将所述砖坯分别在50℃-60℃，100℃-110℃，200℃-210℃的条件下烘烤不低于8小时，优选为8-10小时，即可制得钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖。

本发明提供的制备方法简单易行，且无需高温烧成，节约能源。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1-3

实施例1-3所采用的配料及份数如下表所示：

实施例4-6

实施例4-6所采用的配料及份数如下表所示：

实施例7

本实施例为钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)按配比量配制共磨粉，在高速混碾机内混合10～15分钟；

(3)用压砖机成型得到富镁尖晶石砖坯；

(4)将所述砖坯分别在50℃-60℃，100℃-110℃，200℃-210℃的条件下烘烤8-10小时，即可制得钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖。

对比例

以公开号为CN103553652A的发明专利申请的实施例1作为对比例。

实验例

对实施例1-3制备得到的钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖进行性能检测，数据如下：

从上表可以看出，本发明的钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖MgO≥35％，Al₂O₃≥45％。200℃烘后体积密度≥3.10g/cm³，显气孔率(200℃×24h)≤2.56％，耐压强度(200℃×24h)≥50MPa，线变化率(1600℃×3h)0～1.2％。本产品经过100吨钢包试用，出渣侧富镁尖晶石碳砖与非出渣侧使用炉次相当，使用寿命≥100次。

通过本发明与对比例的性能对比可以看出本发明制备的富镁尖晶石碳砖气孔率较低、体积密度较高、200℃烘后耐压强度较大、1600℃烧后线膨胀及熔渣渗透深度较小，因而其具有较强的可施工性、良好的体积稳定性及优良的抗渣渗透性。将其用于钢包包壁出渣侧，可减弱熔渣与钢包包壁耐材的化学反应，降低包壁耐材受蚀速率，提高使用寿命。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖，其特征在于，按重量份计，包括45-55份粒径≤5mm的电熔尖晶石颗粒，10-20份1mm≤粒径≤5mm的电熔镁砂颗粒，30-40份的共磨粉，2-3份的结合剂；

2.根据权利要求1所述的钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖，其特征在于，所述共磨粉包括20-30份电熔尖晶石细粉、5-10份石墨、0.1-1份高温沥青、0-1份SiC微粉、0-1份氧化铝微粉、0-1份金属铝粉，其中SiC微粉、氧化铝微粉和金属铝粉不能同时为0份。

3.根据权利要求1或2所述的钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖，其特征在于，结合剂选自热固性酚醛树脂、热塑性酚醛树脂或纸浆废液中的一种，优选热固性酚醛树脂。

4.根据权利要求1或2所述的钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖，其特征在于，按粒径大小，所述电熔尖晶石颗粒分为3mm≤粒径≤5mm、1mm≤粒径＜3mm，粒径＜1mm三种，按重量比，比例为(15-20)：(10-20)：(10-20)，所述电熔尖晶石细粉的粒级为180-200目。

5.根据权利要求1或2所述的钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖，其特征在于，在所述电熔尖晶石颗粒和电熔尖晶石细粉中MgO的质量百分含量均为28～33％，Al₂O₃的质量百分含量均为65～70％，密度均≥3.44g/cm³。

6.根据权利要求1或2所述的钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖，其特征在于，按粒径大小，所述电熔镁砂颗粒分为3mm≤粒径≤5mm、1mm≤粒径＜3mm两种，按重量比，比例为(5-10)：(5-15)。

7.根据权利要求1或2所述的钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖，其特征在于，所述电熔镁砂颗粒中MgO的质量百分含量≥97.5％，CaO的质量百分含量≤1.0％，SiO₂的质量百分含量≤0.6％，Fe₂O₃的质量百分含量≤0.6％，密度≥3.45g/cm³。

8.根据权利要求1或2所述的钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖，其特征在于，所述石墨的粒级为80-100目；所述SiC微粉的粒级≤5μm；所述高温沥青的粒级为180-200目；所述氧化铝微粉的粒径≤3μm。

9.根据权利要求1-8任一项所述的钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖，其特征在于，按重量份计，包括18份3mm≤粒径≤5mm的电熔尖晶石颗粒，15份1mm≤粒径＜3mm的电熔尖晶石颗粒，15份粒径＜1mm的电熔尖晶石颗粒，7份3mm≤粒径≤5mm的电熔镁砂颗粒，10份1mm≤粒径＜3mm的电熔镁砂颗粒，25份粒径为180～200目的电熔尖晶石细粉、8份粒径为80～100目的石墨、1份粒径为180～200目的高温沥青、0-1份粒径≤5μm的SiC微粉、0-0.5份粒径≤3μm的氧化铝微粉、0-0.5份粒径为270～320目的金属铝粉，其中SiC微粉、氧化铝微粉和金属铝粉不能同时为0份。

10.权利要求1-9任一项所述的钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按配比量配制共磨粉，在高速混碾机内混合10～15分钟；

(3)用压砖机成型得到富镁尖晶石砖坯；

(4)将所述砖坯分别在50℃-60℃，100℃-110℃，200℃-210℃的条件下烘烤不低于8小时，即可制得钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖。