CN105859315A - 一种轻质弥散型透气砖及其制备方法 - Google Patents

一种轻质弥散型透气砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种轻质弥散型透气砖及其制备方法。其技术方案是：以40~72wt%的轻质刚玉为骨料，以10~22wt%的烧结尖晶石细粉、15~31wt%的煅烧氧化铝微粉和3~7wt%的ρ‑Al2O3微粉为基质料，外加所述骨料和所述基质料之和0.8~1.0wt%的减水剂和20~30wt%的水，搅拌4~6min，浇注成型，室温条件下静置18~26h，100~120℃条件下干燥24~32h，然后在1400~1680℃条件下保温3~6h，即得轻质弥散型透气砖。所述轻质刚玉中贯通气孔的体积占轻质刚玉颗粒体积的30%~40%。本发明具有工艺易于控制、成本低和对环境污染小的优点，所制备的轻质弥散型透气砖透气性好、抗渗透性能优异和强度高。

Description

一种轻质弥散型透气砖及其制备方法
技术领域
本发明属于弥散型透气砖技术领域。具体涉及一种轻质弥散型透气砖及其制备方法。
背景技术
透气砖是钢铁冶金工业中广泛使用的一种耐火材料，主要安装于转炉、电炉或钢包等冶金工业设备中，其主要功能是将氩气、氮气等惰性气体吹入冶金设备中，通过气泡的上浮去除钢液中的夹杂物，通过对钢液的搅拌起到了均匀钢水温度和钢水成份的作用，可大幅度提高冶炼效率。
透气砖分为弥散型、直通型和狭缝型透气砖。而弥散式透气砖具有透气稳定性高、不易堵塞气体通道、不需要吹氧清扫、安全、经济和节约能源的特点，这些优势是直通型和狭缝型透气砖所不能比拟的。目前鲜有关于如何形成弥散型气体通道的工艺报道，如：“一种弥散型透气砖”（CN200810127079.9）的专利技术，该方法通过引入微泡引气剂和泡沫稳定剂来形成弥散型气孔；“一种防渗透透气砖及其制造方法”（CN201210247846.6）的专利技术，该方法是将微气孔形成剂均匀的分散于透气砖坯体中，坯体经过高温烧成，在透气砖体内会残留有大量均匀分布且相互连通的微气孔；“一种高吹通率透气砖及其制备方法”（CN201410094948.8）的专利技术，该方法是以35~50wt%的粗刚玉、25~40%wt的细刚玉、8~15wt%的氧化铝细粉和5~10wt%的微粉为原料，通过控制颗粒级配和机压的方式，使高温烧成后的透气砖体内形成均匀分布且相互贯通的微孔；“一种中间包透气砖及其制备方法”（CN200510018942.3）的专利技术，该方法以76~85wt%的刚玉、5~20wt%的莫来石、2~10wt%的结合剂、1~5%的硅微粉为原料，外加0.05~0.20wt%的分散剂、5~20%的干凝胶粉和1~5%的AlF3，通过加入的干凝胶粉和催化剂所形成的微孔来改善透气砖的透气性能。可见，目前弥散型透气砖多以发泡法和燃尽物法来形成弥散型气体通道，工艺不易控制，并且增加了成本，并且燃尽物法生成的气体对环境造成污染。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种工艺易于控制、成本低和对环境污染小的轻质弥散型透气砖的制备方法，用该方法制备的轻质弥散型透气砖透气性好、抗渗透性能优异和强度高。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：以40~72wt%的轻质刚玉为骨料，以10~22wt%的烧结尖晶石细粉、15~31wt%的煅烧氧化铝微粉和3~7wt%的ρ-Al2O3微粉为基质料，外加所述骨料和所述基质料之和0.8~1.0wt%的减水剂和20~30wt%的水，搅拌4~6min，浇注成型，室温条件下静置18~26h，100~120℃条件下干燥24~32h，然后在1400~1680℃条件下保温3~6h，即得轻质弥散型透气砖。
所述轻质刚玉的颗粒级配是：粒径为3~6mm、粒径为1~3mm、粒径为0.5~1mm和粒径为0.5mm以下的颗粒依次占所述轻质刚玉的20~30wt%、30~40wt%、10~15wt%和20~25wt%；所述轻质刚玉颗粒的体积密度为1.55~1.65g/cm3；所述轻质刚玉中的贯通气孔的体积占轻质刚玉颗粒体积的30~40%。
所述烧结尖晶石细粉的中位径小于75μm。
所述煅烧氧化铝微粉的中位径小于3μm。
所述ρ-Al2O3微粉的中位径小于5μm。
所述减水剂为ADS3和ADW1的混合物，ADS3和ADW1的质量比为1∶1。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
本发明采用轻质刚玉作为骨料，轻质刚玉中贯通气孔的体积占轻质刚玉颗粒体积的30~40%，可以形成弥散型的气体通道，使弥散型透气砖具有好的透气性，并且不用加入发泡剂和泡沫稳定剂，工艺易于控制，成本低，烧结过程中没有有害物质挥发，对环境污染小，抗渗透性能优异和强度高。
本发明所制备的轻质弥散型透气砖经检测：显气孔率为35%~60%；透气度为1×10-12~50×10-12μm2；体积密度为1.6~2.0g/cm3；烧成后的耐压强度为20~60MPa。
因此，本发明具有工艺易于控制、成本低和对环境污染小的优点，所制备的弥散型透气砖透气性好、抗渗透性能优异和强度高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制：
为避免重复，先将本具体实施方式涉及到的有关物料统一描述如下，实施例中将不赘述：
所述轻质刚玉的颗粒级配是：粒径为3~6mm、粒径为1~3mm、粒径为0.5~1mm和粒径为0.5mm以下的颗粒依次占所述轻质刚玉的20~30wt%、30~40wt%、10~15wt%和20~25wt%；所述轻质刚玉颗粒的体积密度为1.55~1.65g/cm3；所述轻质刚玉中的贯通气孔的体积占轻质刚玉颗粒体积的30~40%。
所述烧结尖晶石细粉的中位径小于75μm。
所述煅烧氧化铝微粉的中位径小于3μm。
所述ρ-Al2O3微粉的中位径小于5μm。
所述减水剂为ADS3和ADW1的混合物，ADS3和ADW1的质量比为1∶1。
实施例 1
一种轻质弥散型透气砖及其制备方法。以68~72wt%的轻质刚玉为骨料，以10~11.5wt%的烧结尖晶石细粉、15~17wt%的煅烧氧化铝微粉和3~3.5wt%的ρ-Al2O3微粉为基质料，外加所述骨料和所述基质料之和0.8~1.0wt%的减水剂和27~30wt%的水，搅拌4~6min，浇注成型，室温条件下静置18~26h，100~120℃条件下干燥24~32h，然后在1400~1540℃条件下保温3~6h，即得轻质弥散型透气砖。
本实施例所制备的轻质弥散型透气砖经检测：显气孔率为52%~60%，透气度为40~50×10-12μm2，体积密度为1.6~1.7g/cm3，烧成后的耐压强度为20~26MPa。
实施例 2
一种轻质弥散型透气砖及其制备方法。以64~68wt%的轻质刚玉为骨料，以11.5~13wt%的烧结尖晶石细粉、17~19wt%的煅烧氧化铝微粉和3.5~4wt%的ρ-Al2O3微粉为基质料，外加所述骨料和所述基质料之和0.8~1.0wt%的减水剂和26~29wt%的水，搅拌4~6min，浇注成型，室温条件下静置18~26h，100~120℃条件下干燥24~32h，然后在1420~1560℃条件下保温3~6h，即得轻质弥散型透气砖。
本实施例所制备的轻质弥散型透气砖经检测：显气孔率为48%~57%，透气度为35~47×10-12μm2，体积密度为1.65~1.75g/cm3，烧成后的耐压强度为23~28MPa。
实施例 3
一种轻质弥散型透气砖及其制备方法。以60~64wt%的轻质刚玉为骨料，以13~14.5wt%的烧结尖晶石细粉、19~21wt%的煅烧氧化铝微粉和4~4.5wt%的ρ-Al2O3微粉为基质料，外加所述骨料和所述基质料之和0.8~1.0wt%的减水剂和25~28wt%的水，搅拌4~6min，浇注成型，室温条件下静置18~26h，100~120℃条件下干燥24~32h，然后在1440~1580℃条件下保温3~6h，即得轻质弥散型透气砖。
本实施例所制备的轻质弥散型透气砖经检测：显气孔率为46~53%，透气度为31~45×10-12μm2，体积密度为1.67~1.79g/cm3，烧成后的耐压强度为25~32MPa。
实施例 4
一种轻质弥散型透气砖及其制备方法。以56~60wt%的轻质刚玉为骨料，以14.5~16wt%的烧结尖晶石细粉、21~23wt%的煅烧氧化铝微粉和4.5~5.0wt%的ρ-Al2O3微粉为基质料，外加所述骨料和所述基质料之和0.8~1.0wt%的减水剂和24~27wt%的水，搅拌4~6min，浇注成型，室温条件下静置18~26h，100~120℃条件下干燥24~32h，然后在1460~1600℃条件下保温3~6h，即得轻质弥散型透气砖。
本实施例所制备的轻质弥散型透气砖经检测：显气孔率为43~50%，透气度为27~40×10-12μm2，体积密度为1.7~1.82g/cm3，烧成后的耐压强度为27~35MPa。
实施例 5
一种轻质弥散型透气砖及其制备方法。以52~56wt%的轻质刚玉为骨料，以16~17.5wt%的烧结尖晶石细粉、23~25wt%的煅烧氧化铝微粉和5.0~5.5wt%的ρ-Al2O3微粉为基质料，外加所述骨料和所述基质料之和0.8~1.0wt%的减水剂和23~26wt%的水，搅拌4~6min，浇注成型，室温条件下静置18~26h，100~120℃条件下干燥24~32h，然后在1480~1620℃条件下保温3~6h，即得轻质弥散型透气砖。
本实施例所制备的轻质弥散型透气砖经检测：显气孔率为40~48%，透气度为21~34×10-12μm2，体积密度为1.73~1.84g/cm3，烧成后的耐压强度为29~40MPa。
实施例 6
一种轻质弥散型透气砖及其制备方法。以48~52wt%的轻质刚玉为骨料，以17.5~19.0wt%的烧结尖晶石细粉、25~27wt%的煅烧氧化铝微粉和5.5~6.0wt%的ρ-Al2O3微粉为基质料，外加所述骨料和所述基质料之和0.8~1.0wt%的减水剂和22~25wt%的水，搅拌4~6min，浇注成型，室温条件下静置18~26h，100~120℃条件下干燥24~32h，然后在1500~1640℃条件下保温3~6h，即得轻质弥散型透气砖。
本实施例所制备的轻质弥散型透气砖经检测：显气孔率为38~45%，透气度为15~30×10-12μm2，体积密度为1.78~1.9g/cm3，烧成后的耐压强度为33~47MPa。
实施例 7
一种轻质弥散型透气砖及其制备方法。以44~48wt%的轻质刚玉为骨料，以19~20.5wt%的烧结尖晶石细粉、27~29wt%的煅烧氧化铝微粉和6.0~6.5wt%的ρ-Al2O3微粉为基质料，外加所述骨料和所述基质料之和0.8~1.0wt%的减水剂和21~24wt%的水，搅拌4~6min，浇注成型，室温条件下静置18~26h，100~120℃条件下干燥24~32h，然后在1520~1660℃条件下保温3~6h，即得轻质弥散型透气砖。
本实施例所制备的轻质弥散型透气砖经检测：显气孔率为37~43%，透气度为10~22×10-12μm2，体积密度为1.82~1.95g/cm3，烧成后的耐压强度为37~52MPa。
实施例 8
一种轻质弥散型透气砖及其制备方法。以40~44wt%的轻质刚玉为骨料，以20.5~22wt%的烧结尖晶石细粉、29~31wt%的煅烧氧化铝微粉和6.5~7.0wt%的ρ-Al2O3微粉为基质料，外加所述骨料和所述基质料之和0.8~1.0wt%的减水剂和20~23wt%的水，搅拌4~6min，浇注成型，室温条件下静置18~26h，100~120℃条件下干燥24~32h，然后在1540~1680℃条件下保温3~6h，即得轻质弥散型透气砖。
本实施例所制备的轻质弥散型透气砖经检测：显气孔率为35~43%，透气度为1~15×10-12μm2，体积密度为1.85~2.0g/cm3，烧成后的耐压强度为43~60MPa。
本具体实施方式与现有技术相比具有以下积极效果：
本具体实施方式采用轻质刚玉作为骨料，轻质刚玉中贯通气孔的体积占轻质刚玉颗粒体积的30%~40%，可以形成弥散型的气体通道，使弥散型透气砖具有好的透气性，并且不用加入发泡剂和泡沫稳定剂，工艺易于控制，成本低，烧结过程中没有有害物质挥发，对环境污染小，抗渗透性能优异和强度高。
本具体实施方式所制备的轻质弥散型透气砖经检测：显气孔率为35%~60%；体积密度为1.6~2.0g/cm3；透气度为1~50×10-12μm2；烧成后的耐压强度为20~60MPa。
因此，本具体实施方式具有工艺易于控制、成本低和对环境污染小的优点，所制备的轻质弥散型透气砖透气性好、抗渗透性能优异和强度高。

Claims (7)

1.一种轻质弥散型透气砖的制备方法，其特征在于以40～72wt％的轻质刚玉为骨料，以10～22wt％的烧结尖晶石细粉、15～31wt％的煅烧氧化铝微粉和3～7wt％的ρ-Al2O3微粉为基质料，外加所述骨料和所述基质料之和0.8～1.0wt％的减水剂和20～30wt％的水，搅拌4～6min，浇注成型，室温条件下静置18～26h，100～120℃条件下干燥24～32h，然后在1400～1680℃条件下保温3～6h，即得轻质弥散型透气砖。
2.根据权利要求1所述的轻质弥散型透气砖的制备方法，其特征在于所述轻质刚玉的颗粒级配是：粒径为3～6mm、粒径为1～3mm、粒径为0.5～1mm和粒径为0.5mm以下的颗粒依次占所述轻质刚玉的20～30wt％、30～40wt％、10～15wt％和20～25wt％；所述轻质刚玉颗粒的体积密度为1.55～1.65g/cm3；所述轻质刚玉中的贯通气孔的体积占轻质刚玉颗粒体积的30～40％。
3.根据权利要求1所述的轻质弥散型透气砖的制备方法，其特征在于所述烧结尖晶石细粉的中位径小于75μm。
4.根据权利要求1所述的轻质弥散型透气砖的制备方法，其特征在于所述煅烧氧化铝微粉的中位径小于3μm。
5.根据权利要求1所述的轻质弥散型透气砖的制备方法，其特征在于所述ρ-Al2O3微粉的中位径小于5μm。
6.根据权利要求1所述的轻质弥散型透气砖的制备方法，其特征在于所述减水剂为ADS3和ADW1的混合物，ADS3和ADW1的质量比为1∶1。
7.一种轻质弥散型透气砖，其特征在于所述轻质弥散型透气砖是根据权利要求1～6项中任一项所述轻质弥散型透气砖的制备方法所制备的轻质弥散型透气砖。
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