CN104649694A - 分体组装式转炉用出钢口砖及生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分体组装式转炉用出钢口砖及生产工艺，属于功能性耐火材料技术领域。分体组装式转炉用出钢口砖，由下述重量份的原料制成，大结晶电熔镁砂70~80份，石墨16~20份，碳化硅0.8~1.2份，铝粉2~4份，B4C0.4~0.6份，热固性酚醛树脂2~4份。本发明采用分体生产，整体组装的生产工艺，而且在每块分体砖之间都用子母扣紧固，内径加工成为一定的锥形，这样生产的出钢口砖分体质量性能稳定，整体使用效果好，异常事故率低，延长了使用寿命。

Description

分体组装式转炉用出钢口砖及生产工艺

技术领域

本发明属于功能性耐火材料技术领域，具体涉及分体组装式转炉用出钢口砖及生产工艺。

背景技术

根据国家钢铁产业规划的调整和振兴规划中对冶金行业的要求，钢铁行业未来重点产品发展越来越趋向于超低碳钢、掺加各种元素（尤其是稀土元素）的合金钢、军用品种钢等特种钢的生产，尽管用途有所不同，应该看到当今国产钢材品质不再是仅仅满足国内低层次的建设需要，而是国家战略与世界发展相适应的根本要求所在。

为实现资源综合利用，必须大力发展洁净钢生产，采用新型冶炼技术，推广节能减排技术，开发高端特种钢，而钢水精炼对于满足各种需求的钢材而言无疑是必需的生产环节。

转炉炉衬中，出钢口具有特殊意义，它是钢水由转炉进入钢包的唯一通道。由于出钢口通钢量大，受到高温钢液冲刷、氧化浸蚀，工作条件相当恶劣，一般情况下出钢口寿命很低，需要不断的修补或更换。出钢口寿命的长短直接影响到转炉冶炼周期、炼钢生产率和挡渣效果，进而影响钢质量。出钢口的完好度直接控制着转炉下渣量，并对合金收率及后步处理(LFV，RH等)工序带来直接影响。近几年来，延长出钢口的寿命，提高出钢质量越来越引起了生产厂家的重视。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种性能稳定，能耗低，长寿命的分体组装式转炉用出钢口砖。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：分体组装式转炉用出钢口砖，由下述重量份的原料制成：大结晶电熔镁砂70~80份，石墨16~20份，碳化硅0.8~1.2份，铝粉2~4份，B₄C0.4~0.6份，热固性酚醛树脂2~4份。

优选的，所述大结晶电熔镁砂中MgO含量≥98%，粒径为5~0.5mm。

优选的，所述石墨中碳含量≥98%，粒径≥100目。

优选的，所述碳化硅中SiC含量≥97%。

优选的，所述铝粉的粒径≥200目。

优选的，所述分体组装式转炉用出钢口砖，由下述重量份的原料制成：大结晶电熔镁砂77.5份，石墨18份，SiC1份，铝粉3份，B₄C0.5份，热固性酚醛树脂3份。

所述分体组装式转炉用出钢口砖的生产工艺，包括以下步骤：

第一步，配料：将各原料检测合格后，按照各原料的上述重量份进行准确配制；

第二步，混炼：将配制的各原料加入高速混炼机中混炼25~35min，排出泥料；

第三步，成型：将泥料进行均匀布料，充分排气，以1600吨等静压压制成型，得生坯；

第四步，热处理：将生坯进行热处理，控制升温速率为15~17℃/h，升温时间为10~14h，保温10~12h，自然冷却；

第五步，检测：测量层裂、裂纹及边角等指标，合格后进行下一步操作；

第六步，油浸：将合格后的产品进行油浸，保持真空度为75~85pa，时间为25~35min；

第七步，内径加工：利用车床进行内径加工，得到分体砖；

第八步，组装：将分体砖利用子母扣紧固，即得成品。

本发明的有益效果如下：

首先，镁砂质量的优劣对镁碳质耐火材料的性能有着极为重要的影响，如何合理地选择镁砂是生产镁碳质耐火材料的关键。现有镁砂种类繁多，不同的镁砂其个体性能不同，对制品的影响程度也不同。本发明经过反复及大量的研究，采用大结晶电熔镁砂为基料，以石墨作为炭质材料，加以铝粉、碳化硅，及结合剂热固性酚醛树脂，经一定的工艺加工而成。其中，大结晶电熔镁砂主要起到抗蚀损、抗渣性的作用；石墨可阻止熔渣渗透及侵蚀，提高成品的抗热熔损性和抗热震稳定性；碳化硅能够提高产品的抗氧化性能；铝粉则能够提高产品的高温强度，有效抑制和改善出钢口砖热裂纹的发生；碳化硅具有抗渣性；热固性酚醛树脂作为结合剂，耐高温性能好，能保持出钢口砖结构的整体性和尺寸的稳定性，在交联后可以为出钢口砖提供所需要的机械强度和耐热性能。通过以上原料的合理配比，生产的出钢口砖性能稳定，整体配置具有较高的高温强度、抗氧化性、抗渣性、良好的体积稳定性，寿命较现有钢口砖要长，普通钢最高寿命已达到900炉以上，优质品种钢能达到100炉以上，平均更换时间降低了80.5%，单炉更换时间平均缩短4.2min/炉，有效缩短了冶炼周期，节约了时间成本和人工成本等。

而且，镁砂、石墨等原料的纯度及粒度的大小等对出钢口砖制品的性能也有着重大的影响。通常来说，石墨越纯，生产出的出钢口砖制品耐侵蚀性越好，但是由于挥发分在出钢口砖热处理过程中会产生较多的挥发物，使制品的气孔率变大，对制品的使用性能不利。经过反复试验研究及创造性劳动，本发明采用的大结晶电熔镁砂，优选MgO含量≥98%，粒径为5~0.5mm；石墨，优选碳含量≥98%，粒径≥100目；碳化硅，优选SiC含量≥97%；铝粉优选粒径≥200目，这样在原料组成及配比合适的情况下，加上适宜的粗细颗粒用量及粒径，可以实现较高的填充密度，有效降低气孔率，进而提高出钢口砖的耐磨裂性能、耐腐蚀性能及强度，使产品的整体稳定性得到进一步改善。

基于上述原料的选取，本发明采用分体生产，整体组装的生产工艺，而且在每块分体砖之间都用子母扣紧固，内径加工成为一定的锥形，这样生产的出钢口砖分体质量性能稳定，整体使用效果好，异常事故率低。而且，需要注意的是，出钢口砖的原料选择及其工艺的结合是密不可分的，离开原料谈工艺及离开工艺谈原料，都是顾此失彼的想法，都达不到本发明出钢口砖的优良性能，而且本发明生产工艺的任何一个步骤都不可缺少，否则均无法实现本发明产品的长寿命及整体性能的稳定性。

由于本发明采用分体生产，整体组装的生产工艺，生产的分体组装式出钢口砖能够灵活地适应现场需要，很好地解决了在使用过程中，转炉衬砖由于不断禁受复杂的物理化学侵蚀，其长度不断变薄，所导致的转炉前期与后期，出钢口的长度不一致，不断变短的技术问题，真正降低了能耗，节约了成本，提高了产品的经济效益和市场竞争力。

具体实施方式

为了更详细地进一步阐明而不是限制本发明，给出下列实施例。

实施例1

本发明分体组装式转炉用出钢口砖，由下述重量份的原料制成：大结晶电熔镁砂77.5份，石墨18份，碳化硅1份，铝粉3份，B₄C0.5份，热固性酚醛树脂3份。

其中，所述大结晶电熔镁砂中MgO含量≥98%，粒径为5~0.5mm。

所述石墨中碳含量≥98%，粒径≥100目。

所述碳化硅中SiC含量≥97%。

所述铝粉的粒径≥200目。

上述分体组装式转炉用出钢口砖的生产工艺，可按以下步骤进行：

第一步，配料：将各原料检测合格后，按照各原料的上述重量份进行准确配制；

第二步，混炼：将配制的各原料加入高速混炼机中混炼30min，排出泥料；

第三步，成型：将泥料进行均匀布料，充分排气，以1600吨等静压压制成型，得生坯；

第四步，热处理：将生坯进行热处理，控制升温速率为16℃/h，升温时间为12h，保温10h，自然冷却；

第五步，检测：测量层裂、裂纹及边角等项目，合格后进行下一步操作；

第六步，油浸：将合格后的产品进行油浸，保持真空度为80pa，时间为30min；

第七步，内径加工：利用车床进行内径加工，得到分体砖；

第八步，组装：将分体砖利用子母扣紧固，即得成品。

实施例2

本发明分体组装式转炉用出钢口砖，由下述重量份的原料制成：大结晶电熔镁砂75.3份，石墨17份，碳化硅1.1份，铝粉3.2份，B₄C0.4份，热固性酚醛树脂3份。

其中，所述大结晶电熔镁砂中MgO含量≥98%，粒径为5~0.5mm。

所述石墨中碳含量≥98%，粒径≥100目。

所述碳化硅中SiC含量≥97%。

所述铝粉的粒径≥200目。

上述分体组装式转炉用出钢口砖的生产工艺，可按以下步骤进行：

第一步，配料：将各原料检测合格后，按照各原料的上述重量份进行准确配制；

第二步，混炼：将配制的各原料加入高速混炼机中混炼30min，排出泥料；

第三步，成型：将泥料进行均匀布料，充分排气，以1600吨等静压压制成型，得生坯；

第四步，热处理：将生坯进行热处理，控制升温速率为16℃/h，升温时间为12h，保温12h，自然冷却；

第五步，检测：测量层裂、裂纹及边角等项目，合格后进行下一步操作；

第六步，油浸：将合格后的产品进行油浸，保持真空度为80pa，时间为30min；

第七步，内径加工：利用车床进行内径加工，得到分体砖；

第八步，组装：将分体砖利用子母扣紧固，即得成品。

实施例3

本发明分体组装式转炉用出钢口砖，由下述重量份的原料制成：大结晶电熔镁砂80份，石墨16份，碳化硅0.8份，铝粉2份，B₄C0.4份，热固性酚醛树脂2份。

其中，所述大结晶电熔镁砂中MgO含量≥98%，粒径为5~0.5mm。

所述石墨中碳含量≥98%，粒径≥100目。

所述碳化硅中SiC含量≥97%。

所述铝粉的粒径≥200目。

上述分体组装式转炉用出钢口砖的生产工艺，可按以下步骤进行：：

第一步，配料：将各原料检测合格后，按照各原料的上述重量份进行准确配制；

第二步，混炼：将配制的各原料加入高速混炼机中混炼35min，排出泥料；

第三步，成型：将泥料进行均匀布料，充分排气，以1600吨等静压压制成型，得生坯；

第四步，热处理：将生坯进行热处理，控制升温速率为16℃/h，升温时间为12h，保温10h，自然冷却；

第五步，检测：测量层裂、裂纹及边角等项目，合格后进行下一步操作；

第六步，油浸：将合格后的产品进行油浸，保持真空度为85pa，时间为25min；

第七步，内径加工：利用车床进行内径加工，得到分体砖；

第八步，组装：将分体砖利用子母扣紧固，即得成品。

实施例4

本发明分体组装式转炉用出钢口砖，由下述重量份的原料制成：大结晶电熔镁砂74.1份，石墨19份，碳化硅0.9份，铝粉2.7份，B₄C0.5份，热固性酚醛树脂2.8份。

其中，所述大结晶电熔镁砂中MgO含量≥98%，粒径为5~0.5mm。

所述石墨中碳含量≥98%，粒径≥100目。

所述碳化硅中SiC含量≥97%。

所述铝粉的粒径≥200目。

上述分体组装式转炉用出钢口砖的生产工艺，可按以下步骤进行：：

第一步，配料：将各原料检测合格后，按照各原料的上述重量份进行准确配制；

第二步，混炼：将配制的各原料加入高速混炼机中混炼25min，排出泥料；

第三步，成型：将泥料进行均匀布料，充分排气，以1600吨等静压压制成型，得生坯；

第四步，热处理：将生坯进行热处理，控制升温速率为15℃/h，升温时间为14h，保温12h，自然冷却；

第五步，检测：测量层裂、裂纹及边角等项目，合格后进行下一步操作；

第六步，油浸：将合格后的产品进行油浸，保持真空度为75pa，时间为35min；

第七步，内径加工：利用车床进行内径加工，得到分体砖；

第八步，组装：将分体砖利用子母扣紧固，即得成品。

实施例5

本发明分体组装式转炉用出钢口砖，由下述重量份的原料制成：大结晶电熔镁砂70.2份，石墨20份，碳化硅1.2份，铝粉4份，B₄C0.6份，热固性酚醛树脂2.4份。

其中，所述大结晶电熔镁砂中MgO含量≥98%，粒径为5~0.5mm。

所述石墨中碳含量≥98%，粒径≥100目。

所述碳化硅中SiC含量≥97%。

所述铝粉的粒径≥200目。

上述分体组装式转炉用出钢口砖的生产工艺，可按以下步骤进行：：

第一步，配料：将各原料检测合格后，按照各原料的上述重量份进行准确配制；

第二步，混炼：将配制的各原料加入高速混炼机中混炼30min，排出泥料；

第三步，成型：将泥料进行均匀布料，充分排气，以1600吨等静压压制成型，得生坯；

第四步，热处理：将生坯进行热处理，控制升温速率为17℃/h，升温时间为10h，保温10h，自然冷却；

第五步，检测：测量层裂、裂纹及边角等项目，合格后进行下一步操作；

第六步，油浸：将合格后的产品进行油浸，保持真空度为80pa，时间为30min；

第七步，内径加工：利用车床进行内径加工，得到分体砖；

第八步，组装：将分体砖利用子母扣紧固，即得成品。

经检测，以上实施例制备的分体组装式转炉用出钢口砖的性能指标如表1所示。

 表1 本发明实施例成品的性能指标

  综上所述，本发明分体组装式转炉用出钢口砖及生产工艺所述及的各项权利要求及技术支撑已经明确，凡依据本发明的技术支撑实质所作的任何修改与变化仍属于本发明技术支撑的范围内。

Claims (8)

1.分体组装式转炉用出钢口砖，其特征在于：由下述重量份的原料制成，大结晶电熔镁砂70~80份，石墨16~20份，碳化硅0.8~1.2份，铝粉2~4份，B4C0.4~0.6份，热固性酚醛树脂2~4份。

2.如权利要求1所述的分体组装式转炉用出钢口砖，其特征在于：所述大结晶电熔镁砂中MgO含量≥98%，粒径为5~0.5mm。

3.如权利要求1所述的分体组装式转炉用出钢口砖，其特征在于：所述石墨中碳含量≥98%，粒径≥100目。

4.如权利要求1所述的分体组装式转炉用出钢口砖，其特征在于：所述碳化硅中SiC含量≥97%。

5.如权利要求1所述的分体组装式转炉用出钢口砖，其特征在于：所述铝粉的粒径≥200目。

6.如权利要求1~5任一项所述的分体组装式转炉用出钢口砖，其特征在于：所述分体组装式转炉用出钢口砖，由下述重量份的原料制成：大结晶电熔镁砂77.5份，石墨18份，SiC1份，铝粉3份，B4C0.5份，热固性酚醛树脂3份。

7.如权利要求1~5任一项所述分体组装式转炉用出钢口砖的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，配料：将各原料检测合格后，按照各原料的上述重量份进行准确配制；

第二步，混炼：将配制的各原料加入高速混炼机中混炼25~35min，排出泥料；

第三步，成型：将泥料进行均匀布料，充分排气，以1600吨等静压压制成型，得生坯；

第四步，热处理：将生坯进行热处理，控制升温速率为15~17℃/h，升温时间为10~14h，保温10~12h，自然冷却；

第五步，检测：测量层裂、裂纹及边角等项目，合格后进行下一步操作；

第六步，油浸：将合格后的产品进行油浸，保持真空度为75~85pa，时间为25~35min；

第七步，内径加工：利用车床进行内径加工，得到分体砖；

第八步，组装：将分体砖利用子母扣紧固，即得成品。

8.如权利要求6所述分体组装式转炉用出钢口砖的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，配料：将各原料检测合格后，按照各原料的上述重量份进行准确配制；

第二步，混炼：将配制的各原料加入高速混炼机中混炼25~35min，排出泥料；

第三步，成型：将泥料进行均匀布料，充分排气，以1600吨等静压压制成型，得生坯；

第四步，热处理：将生坯进行热处理，控制升温速率为15~17℃/h，升温时间为10~14h，保温10~12h，自然冷却；

第五步，检测：测量层裂、裂纹及边角等项目，合格后进行下一步操作；

第六步，油浸：将合格后的产品进行油浸，保持真空度为75~85pa，时间为25~35min；

第七步，内径加工：利用车床进行内径加工，得到分体砖；

第八步，组装：将分体砖利用子母扣紧固，即得成品。