CN105060900B - 不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖 - Google Patents

不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖 Download PDF

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本发明公开了一种不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖，它是由原料电熔镁砂75~85份、脱硅锆粉料8~16份、石灰膏10~16份和工业糊精0.2~1.0份制备而成：首先按比例称取原料，将电熔镁砂的颗粒料混合均匀，再加入石灰膏和工业糊精混匀，最后将电熔镁砂粉料和脱硅锆粉料加入搅拌混合；将混合物料压制成体积密度3.20±0.1g/cm3的成型砖坯；将成型砖坯入隧道窑进行干燥；将干燥后的砖坯入窑炉中进行烧制，当烧成温度达到1600~1680℃时保温8~16小时，冷却后出窑，即得到不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖成品。本发明的优点在于原料中添加了脱硅锆，可将氧化钙稳定到砖体中，使其具有极好的抗水化能力；由于其中不含铬元素，也不会对环境造成污染，同时又适宜喷补维护。

Description

不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖
技术领域
本发明涉及耐火材料，尤其是涉及一种环保型不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖。
背景技术
随着我国国民经济的发展，作为钢铁冶金的一个重要部分，不锈钢冶炼也在不断的进步，但不锈钢冶炼用的重要设备AOD炉和VOD炉的寿命也一直不是十分理想，修补技术也受到一定的制约，在这种情况下，继续研究不锈钢冶炼用的耐火材料也成为今后的一个重要课题。目前不锈钢冶炼窑炉所用的耐火材料主要有镁铬砖和镁钙砖两种：1、镁铬砖由于在使用中会产生Cr6+公害，使用后的废砖也容易对环境形成污染，国家目前虽然没有强制禁止使用，但也不提倡，所以采用无铬耐火材料代替镁铬砖是不锈钢冶炼耐火材料的发展趋势。2、镁钙砖在我国不锈钢冶炼窑炉中应用也较为广泛，但镁钙砖中的氧化钙极易吸潮，与空气中的水蒸汽反应，存在容易水化的缺点，一是产品不易保存，二是窑炉使用中，中途一旦停炉时间长，镁钙砖极容易吸潮水化而使窑衬粉化；三是不适合喷补维护。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用寿命长、具有良好的高温性能且环保的不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖。
为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：
本发明所述的不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖，它是由原料电熔镁砂、脱硅锆、石灰膏和工业糊精按照下述重量份配比和方法制备而成：
配比：
电熔镁砂75~85份，其中：粒度5~3mm的颗粒料0~30份，1mm＜粒度＜3mm的颗粒料15~50份，0.088mm＜粒度≤1mm的颗粒料10~20份，粒度≤0.088mm的粉料15~25份；
粒度＜0.088mm的脱硅锆粉料8~16份；
干基CaO≥95%的石灰经水熟化后的石灰膏10~16份；
工业糊精0.2~1.0份；
制备方法：
第一步，按上述重量份称取各原料，首先将电熔镁砂的颗粒料混合均匀，再加入石灰膏和工业糊精混匀，最后将电熔镁砂粉料和脱硅锆粉料加入搅拌混合5~10分钟；
第二步，将上述混合物料压制成体积密度3.20±0.1g/cm3的成型砖坯；
第三步，将成型砖坯入隧道窑进行干燥，隧道窑入口温度≤70℃，出口温度150℃±10℃，总干燥时间16~24小时；
第四步，将干燥后的砖坯入窑炉中进行烧制，当烧成温度达到1600~1680℃时保温8~16小时，冷却后出窑，即得到不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖成品。
所述电熔镁砂的化学成分为：MgO≥96%，CaO≤1.5%，SiO2≤1.5 %，Fe2O3≤0.8%，体积密度≥3.40g/cm3；所述脱硅锆中ZrO2含量为90~99%；所述石灰膏是采用CaO≥95%的石灰加水进行熟化形成，所形成的石灰膏除了熟石灰的结晶水，游离水的含量为25~40%。
本发明的优点在于原料中添加了脱硅锆，可将氧化钙稳定到砖体中，使其具有极好的抗水化能力；由于其中不含铬元素，也不会对环境造成污染，同时又适宜喷补维护。
本发明制得的成品镁锆钙砖与现有的镁铬砖、镁钙砖之间的性能指标对比见下表1。
实际使用时，原料电熔镁砂和脱硅锆可使用以下品级的产品，以满足生产不同质量指标要求的镁锆钙砖。
电熔镁砂为以下三个品级
。
脱硅锆为以下四种品级
。
具体实施方式
下面通过具体实例对本发明做更为详细的阐述。
实施例1
电熔镁砂选择MgO-96品级，脱硅锆选择ZrO2-90品级，石灰膏要求除熟石灰的结晶水，其中所含游离水的含量为25~40%。
本发明所述的不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖的制备方法为：
第一步，原料称量
1）按以下粒度级配称量电熔镁砂颗粒料和粉料
粒度5~3mm的颗粒料30份，1mm＜粒度＜3mm的颗粒料15份，0.088mm＜粒度≤1mm的颗粒料15份，粒度≤0.088mm的粉料25份；
2）称量粒度＜0.088mm的脱硅锆粉料8份；CaO≥95%的石灰膏10份；工业糊精0.2份；
第二步，物料混合
将三种电熔镁砂颗粒料加入混料机（或湿碾机）混合1分钟后，将石灰膏和工业糊精加入进去，继续混合2分钟，最后将电熔镁砂粉料和脱硅锆粉料加入进去后，混合6分钟，得到均匀的混合物料；
第三步，将混合物料在630T摩擦压砖机压制成体积密度3.15±0.05g/cm3的成型砖坯；
第四步，将成型砖坯入隧道窑进行干燥，隧道窑入口温度≤70℃，出口温度150℃，总干燥时间16小时；
第五步，将干燥后的成型砖坯导入隧道窑或梭式窑进行烧制，当烧成温度达到1650℃时保温12小时，冷却后出窑，即得到不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖成品。经测试，该镁锆钙砖的理化指标为：
MgO含量81～82%，Zr02含量7～8%，CaO含量4～5%，体积密度≥3.0g/cm3，显气孔率≤15%，耐压强度≥60MPa,荷重软化点≥1700℃，热震稳定性≥8次。
烧制的成品镁锆钙砖适合作为AOD炉及VOD炉的工作衬使用。
实施例2
电熔镁砂选择MgO-97品级，脱硅锆选择ZrO2-98品级，石灰膏要求除熟石灰的结晶水，其所含游离水的含量为25~40%。
本发明所述的不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖的制备方法为：
第一步，原料称量
1）按以下粒度级配称量电熔镁砂颗粒料和粉料
粒度5~3mm的颗粒料30份，1mm＜粒度＜3mm的颗粒料15份，0.088mm＜粒度≤1mm的颗粒料20份，粒度≤0.088mm的粉料20份；
2）称量粒度＜0.088mm的脱硅锆粉料8份；CaO≥95%的石灰膏10份；工业糊精0.4份；
第二步，物料混合
将三种电熔镁砂颗粒料加入混料机（或湿碾机）混合1分钟后，将石灰膏和工业糊精加入进去，继续混合2分钟，最后将电熔镁砂粉料和脱硅锆粉料加入进去后，混合6分钟，得到均匀的混合物料；
第三步，将混合物料在630T摩擦压砖机压制成体积密度3.2±0.05g/cm3的成型砖坯；
第四步，将成型砖坯入隧道窑进行干燥，隧道窑入口温度≤70℃，出口温度150℃，总干燥时间16小时；
第五步，将干燥后的成型砖坯导入隧道窑或梭式窑进行烧制，当烧成温度达到1650℃时保温12小时，冷却后出窑，即得到不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖成品。经测试，该镁锆钙砖的理化指标为：
MgO含量81～82%，Zr02含量7～8%，CaO含量4～5%，体积密度≥3.0g/cm3，显气孔率≤15%，耐压强度≥60MPa,荷重软化点≥1700℃，热震稳定性≥8次。
烧制的成品镁锆钙砖适合作为AOD炉及VOD炉的工作衬使用。
实施例3
电熔镁砂选择MgO-97品级，脱硅锆选择ZrO2-95品级，石灰膏要求除熟石灰的结晶水，其所含游离水的含量为25~40%。
本发明所述的不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖的制备方法为：
第一步，原料称量
1）按以下粒度级配称量电熔镁砂颗粒料和粉料
粒度5~3mm的颗粒料15份，1mm＜粒度＜3mm的颗粒料30份，0.088mm＜粒度≤1mm的颗粒料15份，粒度≤0.088mm的粉料20份；
2）称量粒度＜0.088mm的脱硅锆粉料12份；CaO≥95%的石灰膏13份；工业糊精0.6份；
第二步，物料混合
将三种电熔镁砂颗粒料入混料机（或湿碾机）混合1分钟后，将石灰膏和工业糊精加入进去，继续混合2分钟，最后将电熔镁砂粉料和脱硅锆粉料加入进去后，混合8分钟，得到均匀的混合物料；
第三步，将混合物料在1000T 摩擦压砖机压制成体积密度3.2±0.05g/cm3的成型砖坯；
第四步，将成型砖坯入隧道窑进行干燥，隧道窑入口温度≤70℃，出口温度150℃，总干燥时间20小时；
第五步，将干燥后的成型砖坯导入隧道窑或梭式窑进行烧制，当烧成温度达到1650℃时保温12小时，冷却后出窑，即得到不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖成品。经测试，该镁锆钙砖的理化指标为：
MgO含量77～78%，Zr02含量11～12%，CaO含量6～7%，体积密度≥3.05g/cm3，显气孔率≤15%，耐压强度≥60MPa,荷重软化点≥1700℃，热震稳定性≥8次。
烧制的成品镁锆钙砖适合作为AOD炉及VOD炉的工作衬使用。
实施例4
电熔镁砂选择MgO-98品级，脱硅锆选择ZrO2-99品级，石灰膏要求除熟石灰的结晶水，其所含游离水的含量为25~40%。
本发明所述的不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖的制备方法为：
第一步，原料称量
1）按以下粒度级配称量电熔镁砂颗粒料和粉料
粒度5~3mm的颗粒料30份，1mm＜粒度＜3mm的颗粒料15份，0. 088mm＜粒度≤1mm的颗粒料15份，粒度≤0.088mm的粉料15份；
2）称量粒度＜0.088mm的脱硅锆粉料16份；CaO≥95%的石灰膏16份；工业糊精0.8份；
第二步，物料混合
将三种电熔镁砂颗粒料入混料机（或湿碾机）混合1分钟后，将石灰膏和工业糊精加入进去，继续混合3分钟，最后将电熔镁砂粉料和脱硅锆粉料加入进去后，混合10分钟，得到均匀的混合物料；
第三步，将混合物料在2500T莱斯液压机压制成体积密度3.25±0.05g/cm3的成型砖坯；
第四步，将成型砖坯入隧道窑进行干燥，隧道窑入口温度≤70℃，出口温度150℃，总干燥时间24小时；
第五步，将干燥后的成型砖坯导入隧道窑或梭式窑进行烧制，当烧成温度达到1650℃时保温16小时，冷却后出窑，即得到不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖成品。经测试，该镁锆钙砖的理化指标为：
MgO含量73～74%，Zr02含量15～16%，CaO含量8～9%，体积密度≥3.1g/cm3，显气孔率≤15%，耐压强度≥60MPa,荷重软化点≥1700℃，热震稳定性≥8次。
烧制的成品镁锆钙砖适合作为AOD炉及VOD炉的工作衬使用。
实施例5
电熔镁砂选择MgO-96品级，脱硅锆选择ZrO2-99品级，石灰膏要求除熟石灰的结晶水，其所含游离水的含量为25~40%。
本发明所述的不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖的制备方法为：
第一步，原料称量
1）按以下粒度级配称量电熔镁砂颗粒料和粉料
粒度5~3mm的颗粒料30份，1mm＜粒度＜3mm的颗粒料15份，0. 088mm＜粒度≤1mm的颗粒料15份，粒度≤0.088mm的粉料15份；
2）称量粒度＜0.088mm的脱硅锆粉料16份；CaO≥95%的石灰膏16份；工业糊精1.0份；
第二步，物料混合
将三种电熔镁砂颗粒料入混料机（或湿碾机）混合1分钟后，将石灰膏和工业糊精加入进去，继续混合3分钟，最后将电熔镁砂粉料和脱硅锆粉料加入进去后，混合10分钟，得到均匀的混合物料；
第三步，将混合物料在1000T摩擦压砖机压制成体积密度3.15±0.05g/cm3的成型砖坯；
第四步，将成型砖坯入隧道窑进行干燥，隧道窑入口温度≤70℃，出口温度150℃，总干燥时间24小时；
第五步，将干燥后的成型砖坯导入隧道窑或梭式窑进行烧制，当烧成温度达到1650℃时保温16小时，冷却后出窑，即得到不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖成品。经测试，该镁锆钙砖的理化指标为：
MgO含量72～73%，Zr02含量15～16%，CaO含量8～9%，体积密度≥3.0g/cm3，显气孔率≤15%，耐压强度≥60MPa,荷重软化点≥1700℃，热震稳定性≥8次。
烧制的成品镁锆钙砖适合作为AOD炉及VOD炉的工作衬使用。
实施例6
电熔镁砂选择MgO-98品级，脱硅锆选择ZrO2-90品级，石灰膏要求除熟石灰的结晶水，其所含游离水的含量为25~40%。
本发明所述的不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖的制备方法为：
第一步，原料称量
1）按以下粒度级配称量电熔镁砂颗粒料和粉料
粒度5~3mm的颗粒料30份，1mm＜粒度＜3mm的颗粒料15份，0.088mm＜粒度≤1mm的颗粒料15份，粒度≤0.088mm的粉料25份；
2）称量粒度＜0.088mm的脱硅锆粉料8份；CaO≥95%的石灰膏10份；工业糊精0.6份；
第二步，物料混合
将三种电熔镁砂颗粒料加入混料机（或湿碾机）混合1分钟后，将石灰膏和工业糊精加入进去，继续混合2分钟，最后将电熔镁砂粉料和脱硅锆粉料加入进去后，混合6分钟，得到均匀的混合物料；
第三步，将混合物料在1000T摩擦压砖机压制成体积密度3.25±0.05g/cm3的成型砖坯；
第四步，将成型砖坯入隧道窑进行干燥，隧道窑入口温度≤70℃，出口温度150℃，总干燥时间16小时；
第五步，将干燥后的成型砖坯导入隧道窑或梭式窑进行烧制，当烧成温度达到1650℃时保温12小时，冷却后出窑，即得到不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖成品。经测试，该镁锆钙砖的理化指标为：
MgO含量82～83%，Zr02含量7～8%，CaO含量4～5%，体积密度≥3.1g/cm3，显气孔率≤15%，耐压强度≥60MPa,荷重软化点≥1700℃，热震稳定性≥8次。
烧制的成品镁锆钙砖适合作为AOD炉及VOD炉的工作衬使用。
实施例7
电熔镁砂选择MgO-98品级，脱硅锆选择ZrO2-90品级，石灰膏要求除熟石灰的结晶水，其所含游离水的含量为25~40%。
本发明所述的不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖的制备方法为：
第一步，原料称量
1）按以下粒度级配称量电熔镁砂颗粒料和粉料
1mm＜粒度＜3mm的颗粒料50份，0.088mm＜粒度≤1mm的颗粒料10份，粒度≤0.088mm的粉料20份；
2）称量粒度＜0.088mm的脱硅锆粉料10份；CaO≥95%的石灰膏10份；工业糊精0.8份；
第二步，物料混合
将三种电熔镁砂颗粒料加入混料机（或湿碾机）混合1分钟后，将石灰膏和工业糊精加入进去，继续混合2分钟，最后将电熔镁砂粉料和脱硅锆粉料加入进去后，混合6分钟，得到均匀的混合物料；
第三步，将混合物料在1000T摩擦压砖机压制成体积密度3.25±0.05g/cm3的成型砖坯；
第四步，将成型砖坯入隧道窑进行干燥，隧道窑入口温度≤70℃，出口温度150℃，总干燥时间16小时；
第五步，将干燥后的成型砖坯导入隧道窑或梭式窑进行烧制，当烧成温度达到1650℃时保温12小时，冷却后出窑，即得到不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖成品。经测试，该镁锆钙砖的理化指标为：
MgO含量82～83%，Zr02含量8～9%，CaO含量4～5%，体积密度≥3.1g/cm3，显气孔率≤15%，耐压强度≥60MPa,荷重软化点≥1700℃，热震稳定性≥8次。
烧制的成品镁锆钙砖适合作为AOD炉及VOD炉的工作衬使用。

Claims (3)

1.一种不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖，其特征在于：它是由原料电熔镁砂、脱硅锆、石灰膏和工业糊精按照下述重量份配比和方法制备而成：
配比：
电熔镁砂75~85份，其中：粒度5~3mm的颗粒料0~30份，1mm＜粒度＜3mm的颗粒料15~50份，0.088mm＜粒度≤1mm的颗粒料10~20份，粒度≤0.088mm的粉料15~25份；
粒度＜0.088mm的脱硅锆粉料8~16份；
干基CaO≥95%的石灰经水熟化后的石灰膏10~16份；所述石灰膏是采用CaO≥95%的石灰加水进行熟化形成，所形成的石灰膏除了熟石灰的结晶水，游离水的含量为25~40%；
工业糊精0.2~1.0份；
制备方法：
第一步，按上述重量份称取各原料，首先将电熔镁砂的颗粒料混合均匀，再加入石灰膏和工业糊精混匀，最后将电熔镁砂粉料和脱硅锆粉料加入搅拌混合5~10分钟；
第二步，将上述混合物料压制成体积密度3.20±0.1g/cm3的成型砖坯；
第三步，将成型砖坯入隧道窑进行干燥，隧道窑入口温度≤70℃，出口温度150℃±10℃，总干燥时间16~24小时；
第四步，将干燥后的砖坯入窑炉中进行烧制，当烧成温度达到1600~1680℃时保温8~16小时，冷却后出窑，即得到不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖成品。
2.根据权利要求1所述的不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖，其特征在于：所述电熔镁砂的化学成分为：MgO≥96%，CaO≤1.5%，SiO2≤1.5 %，Fe2O3≤0.8%，体积密度≥3.40g/cm3。
3.根据权利要求1所述的不锈钢冶炼窑炉用镁锆钙砖，其特征在于：所述脱硅锆中ZrO2含量为90~99%。
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