CN105801144A - 一种优质高铝流钢砖及其制备方法与应用 - Google Patents

一种优质高铝流钢砖及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种优质高铝流钢砖及其制备方法与应用。一种优质高铝流钢砖，以一级矾土为颗粒骨料，细粉基质料中添加适量天然烧结莫来石和结合粘土，以液体硅溶胶为结合剂。本发明的优质高铝流钢砖利用硅溶胶的优良性能，不仅有效降低了制品烧成温度，增加烧成温度区间范围，同时制得的高铝流钢砖制品理化指标优于常规结合剂生产的流钢砖，通过在模注浇钢现场使用，浇注后的品种钢成分均匀稳定，洁净度高，有效满足用户要求。

Description

一种优质高铝流钢砖及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，尤其涉及一种高铝流钢砖及其制备方法，还涉及一种该优质高铝流钢砖在特种钢、优质钢及大型模具钢浇注模具中的应用。
背景技术
高铝流钢砖在炼钢模铸领域适应性强，得到广泛的应用，特别是对特种钢、优质钢及大型模具钢的浇注中，更需要使用高性能优质高铝流钢砖以保证品质钢质量的稳定性。目前高铝流钢砖生产工艺中结合剂主要以液体硫酸盐溶液或有机物为结合剂，由于此类结合剂自身使用条件限制，需要在高铝流钢砖中添加较多量的结合粘土，以满足流钢砖的结合成型及烧成性能，但结合粘土的增加导致制品基质部分高温烧成后液相成分增加，基质耐钢水侵蚀、冲刷性能下降，溶液造成浇钢过程中钢水夹杂物增加，影响品种钢洁净度。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种优质高铝流钢砖，降低了结合粘土加入量，中温烧结阶段制品烧成强度不下降，改善制品的烧成性能，提高了使用性能，满足品种钢浇注生产需要。
为了实现上述的发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种优质高铝流钢砖，由下述重量配比的原料组成：
以一级矾土为颗粒骨料，细粉基质料中添加适量天然烧结莫来石和结合粘土，以液体硅溶胶为结合剂。
在上述优质高铝流钢砖中，可选的，所述液体硅溶胶的固含量20％-30％、SiO2胶粒直径5-20nm。
在上述优质高铝流钢砖中，可选的，所述一级矾土颗粒料的粒径4～0mm，细粉料的粒径50～150μm。
本发明还提供一种上述优质高铝流钢砖的制备方法，包括以下具体步骤：
步骤S1、配料
按照优质高铝流钢砖的原料组成进行配料，其中：
步骤S2、混料
1)、对原料中的粉料进行预混10～15min，使得细粉和微粉混合均匀，待用；
2)、向混碾机中先加入颗粒料，混碾1～2min后，加占总加入量3～6％液体硅溶胶，然后加入预混过的粉料，最后加入余下量的液体硅溶胶，总混碾时间为10～30min；
步骤S3、成型
采用半干法机压成型，成型压机选用电动螺旋压机，压力为300t～1000t；
步骤S4、烧制
成型后制品在温度为100℃的干燥窑中干燥24h后装窑，于隧道窑中高温烧成，烧成温度为1250～1400℃；
步骤S5、拣选包装
烧成后的制品出窑冷却后，进行拣选合格产品，包装储存。
与现有技术相比，本发明能实现的有益效果至少包括以下几个方面：
1)本发明的优质高铝流钢砖运用纳米技术，根据凝聚结合原理，用纳米级硅溶胶液体结合剂代替常规硫酸盐溶液或有机物结合剂，并降低了结合粘土加入量，由于硅溶胶化学活性较大，易于烧结，且中温烧结阶段制品烧成强度不下降；另一方面硅溶胶中纳米级的SiO2胶体粒子能有效的与制品中Al2O3结合，高温烧成阶段原位反应生成晶体形态较好的莫来石均匀分布于整个系统中，有效改善制品的烧成性能，提高了使用性能，满足品种钢浇注生产需要；
2)本发明的优质高铝流钢砖利用硅溶胶的优良性能，不仅有效降低了制品烧成温度，增加烧成温度区间范围，同时制得的高铝流钢砖制品理化指标优于常规结合剂生产的流钢砖，通过在模注浇钢现场使用，浇注后的品种钢成分均匀稳定，洁净度高，有效满足用户要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明。
实施例1
本发明的一种优质高铝流钢砖，由下述重量配比的原料组成：
以一级矾土为颗粒骨料，细粉基质料中添加适量天然烧结莫来石和结合粘土，以液体硅溶胶为结合剂。
可选的，所述液体硅溶胶的固含量20％、SiO2胶粒直径8nm。
可选的，所述一级矾土颗粒料的粒径为3～0mm，细粉料的粒径为74μm。
本发明还提供一种上述优质高铝流钢砖的制备方法，包括以下具体步骤：
步骤S1、配料
按照优质高铝流钢砖的原料组成进行配料，其中：
步骤S2、混料
1)、对原料中的粉料进行预混10min，使得细粉和微粉混合均匀，待用；
2)、向混碾机中先加入颗粒料，混碾1min后，加占总加入量4％液体硅溶胶，然后加入预混过的粉料，最后加入余下量的液体硅溶胶，总混碾时间为15min；
步骤S3、成型
采用半干法机压成型，成型压机选用电动螺旋压机，压力为500t；
步骤S4、烧制
成型后制品在温度为100℃的干燥窑中干燥24h后装窑，于隧道窑中高温烧成，烧成温度为1350℃；
步骤S5、拣选包装
烧成后的制品出窑冷却后，进行拣选合格产品，包装储存。
实施例2
本发明的一种优质高铝流钢砖，由下述重量配比的原料组成：
以一级矾土为颗粒骨料，细粉基质料中添加适量天然烧结莫来石和结合粘土，以液体硅溶胶为结合剂。
可选的，所述液体硅溶胶的固含量30％、SiO2胶粒直径15nm。
可选的，所述一级矾土颗粒料的粒径为3-0mm，细粉料的粒径为88μm。
本发明还提供一种上述优质高铝流钢砖的制备方法，包括以下具体步骤：
步骤S1、配料
按照优质高铝流钢砖的原料组成进行配料，其中：
步骤S2、混料
1)、对原料中的粉料进行预混15min，使得细粉和微粉混合均匀，待用；
2)、向混碾机中先加入颗粒料，混碾2min后，加占总加入量4.5％液体硅溶胶，然后加入预混过的粉料，最后加入余下量的液体硅溶胶，总混碾时间为20min；
步骤S3、成型
采用半干法机压成型，成型压机选用电动螺旋压机，压力为800t；
步骤S4、烧制
成型后制品在温度为100℃的干燥窑中干燥24h后装窑，于隧道窑中高温烧成，烧成温度为1370℃；
步骤S5、拣选包装
烧成后的制品出窑冷却后，进行拣选合格产品，包装储存。
实施例3
本发明的一种优质高铝流钢砖，由下述重量配比的原料组成：
以一级矾土为颗粒骨料，细粉基质料中添加适量天然烧结莫来石和结合粘土，以液体硅溶胶为结合剂。
可选的，所述液体硅溶胶的固含量25％、SiO2胶粒直径10nm。
可选的，所述一级矾土颗粒料的粒径为3-0mm，细粉料的粒径为74μm。
本发明还提供一种上述优质高铝流钢砖的制备方法，包括以下具体步骤：
步骤S1、配料
按照优质高铝流钢砖的原料组成进行配料，其中：
步骤S2、混料
1)、对原料中的粉料进行预混15min，使得细粉和微粉混合均匀，待用；
2)、向混碾机中先加入颗粒料，混碾2min后，加占总加入量4％液体硅溶胶，然后加入预混过的粉料，最后加入余下量的液体硅溶胶，总混碾时间为15min；
步骤S3、成型
采用半干法机压成型，成型压机选用电动螺旋压机，压力为1000t；
步骤S4、烧制
成型后制品在温度为100℃的干燥窑中干燥24h后装窑，于隧道窑中高温烧成，烧成温度为1380℃；
步骤S5、拣选包装
烧成后的制品出窑冷却后，进行拣选合格产品，包装储存。
实施例4
本发明的一种优质高铝流钢砖，由下述重量配比的原料组成：
以一级矾土为颗粒骨料，细粉基质料中添加适量天然烧结莫来石和结合粘土，以液体硅溶胶为结合剂。
可选的，所述液体硅溶胶的固含量25％、SiO2胶粒直径20nm。
可选的，所述一级矾土颗粒料的粒径为4-0mm，细粉料的粒径为74μm。
本发明还提供一种上述优质高铝流钢砖的制备方法，包括以下具体步骤：
步骤S1、配料
按照优质高铝流钢砖的原料组成进行配料，其中：
步骤S2、混料
1)、对原料中的粉料进行预混12min，使得细粉和微粉混合均匀，待用；
2)、向混碾机中先加入颗粒料，混碾1.5min后，加占总加入量4％液体硅溶胶，然后加入预混过的粉料，最后加入余下量的液体硅溶胶，总混碾时间为30min；
步骤S3、成型
采用半干法机压成型，成型压机选用电动螺旋压机，压力为1000t；
步骤S4、烧制
成型后制品在温度为100℃的干燥窑中干燥24h后装窑，于隧道窑中高温烧成，烧成温度为1380℃；
步骤S5、拣选包装
烧成后的制品出窑冷却后，进行拣选合格产品，包装储存。
实施例5
本发明的一种优质高铝流钢砖，由下述重量配比的原料组成：
以一级矾土为颗粒骨料，细粉基质料中添加适量天然烧结莫来石和结合粘土，以液体硅溶胶为结合剂。
可选的，所述液体硅溶胶的固含量20％、SiO2胶粒直径8nm。
可选的，所述一级矾土颗粒料的粒径为3-0mm，细粉料的粒径为74μm。
本发明还提供一种上述优质高铝流钢砖的制备方法，包括以下具体步骤：
步骤S1、配料
按照优质高铝流钢砖的原料组成进行配料，其中：
步骤S2、混料
1)、对原料中的粉料进行预混15min，使得细粉和微粉混合均匀，待用；
2)、向混碾机中先加入颗粒料，混碾2min后，加占总加入量4.5％液体硅溶胶，然后加入预混过的粉料，最后加入余下量的液体硅溶胶，总混碾时间为15min；
步骤S3、成型
采用半干法机压成型，成型压机选用电动螺旋压机，压力为800t；
步骤S4、烧制
成型后制品在温度为100℃的干燥窑中干燥24h后装窑，于隧道窑中高温烧成，烧成温度为1340℃；
步骤S5、拣选包装
烧成后的制品出窑冷却后，进行拣选合格产品，包装储存。
对上述五组实施例得到的优质高铝流钢砖成品进行取样，并按照国家标准对制品进行性能检测，具体指标平均参数如下：
显气孔率 1500℃重烧线变化 耐压强度
≤24％ ±0.1％ ≥40MPa
同时，将上述五组实施例得到的优质高铝流钢砖成品分别在特种钢、优质钢及大型模具钢的浇注模具中使用，浇注后的品种钢成分均匀稳定，洁净度高，有效满足用户要求。

Claims (5)

1.一种优质高铝流钢砖，其特征在于，由下述重量配比的原料组成：
以一级矾土为颗粒骨料，细粉基质料中添加适量天然烧结莫来石和结合粘土，以液体硅溶胶为结合剂。
2.根据权利要求1所述的优质高铝流钢砖，其特征在于，所述液体硅溶胶的固含量20％-30％、SiO2胶粒直径5-20nm。
3.根据权利要求1所述的优质高铝流钢砖，其特征在于，所述一级矾土颗粒料的粒径4～0mm，细粉料的粒径50～150μm。
4.一种根据要求1至3任一所述优质高铝流钢砖的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
步骤S1、配料
按照优质高铝流钢砖的原料组成进行配料，其中：
步骤S2、混料
1)、对原料中的粉料进行预混10～15min，使得细粉和微粉混合均匀，待用；
2)、向混碾机中先加入颗粒料，混碾1～2min后，加占总加入量3～6％液体硅溶胶，然后加入预混过的粉料，最后加入余下量的液体硅溶胶，总混碾时间为10～30min；
步骤S3、成型
采用半干法机压成型，成型压机选用电动螺旋压机，压力为300t～1000t；
步骤S4、烧制
成型后制品在温度为100℃的干燥窑中干燥24h后装窑，于隧道窑中高温烧成，烧成温度为1250～1400℃；
步骤S5、拣选包装
烧成后的制品出窑冷却后，进行拣选合格产品，包装储存。
5.一种根据要求1至3任一所述的优质高铝流钢砖在特种钢、优质钢及大型模具钢的浇注模具中的应用。
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