CN106045484B - 一种钢包工作层浇注料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢包工作层浇注料及其制备方法和应用，该钢包工作层浇注料由以下按照重量份的原料组成：黑刚玉32‑40份、硫酸镁10‑18份、沸石分子筛16‑24份、碳酸二甲酯35‑42份。将黑刚玉粉末、沸石分子筛粉末与碳酸二甲酯混合加热搅拌处理；降至室温后，加入硫酸镁粉末混合均匀并继续研磨制得混合物料；将混合物料与去离子水混合搅拌均匀后置入模具中，带模养护、脱模、烧制即得。本发明中黑刚玉、沸石分子筛经过碳酸二甲酯的处理，再与硫酸镁混合，经过高温烧制后，生成由Si、Al、Mg、O等组成的结构稳定的化学键，提高了浇注料的耐高温性能、抗渣侵蚀性能，且原料简单易得，原料成本低，制备过程简单，易操作，生产成本低，适于工业化生产。

Description

一种钢包工作层浇注料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及钢包材料技术领域，具体是一种钢包工作层浇注料及其制备方法和应用。
背景技术
钢包的作用是承接上游炼钢炉的钢水，把钢水运送到炉外精炼设备或浇钢现场，但是随着连铸和炉外精炼技术的发展，钢包不仅作为储运钢液的高温容器，而且成为具有特定功能的冶金设备，不少钢水精炼的工艺都是在钢包中完成。钢包中和钢水直接接触的耐火材料层叫钢包工作层。现有技术中钢包工作层一般采用铝尖晶石浇注料，抗渣侵蚀性能和高温烧结强度有限，因此直接影响了钢包的使用寿命，如何提高钢包的使用寿命，改善钢包工作层材质是关键，因此钢包工作层浇注料的改进成为延长钢包使用寿命的关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐高温性能、抗渣侵蚀的钢包工作层浇注料及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种钢包工作层浇注料，由以下按照重量份的原料组成：黑刚玉32-40份、硫酸镁10-18份、沸石分子筛16-24份、碳酸二甲酯35-42份。
作为本发明进一步的方案：所述钢包工作层浇注料，由以下按照重量份的原料组成：黑刚玉34-38份、硫酸镁12-16份、沸石分子筛18-22份、碳酸二甲酯37-40份。
作为本发明进一步的方案：所述钢包工作层浇注料，由以下按照重量份的原料组成：黑刚玉36份、硫酸镁14份、沸石分子筛20份、碳酸二甲酯39份。
所述钢包工作层浇注料的制备方法，由以下步骤组成：
1)将黑刚玉、硫酸镁、沸石分子筛分别粉碎、过200目筛，制得黑刚玉粉末、硫酸镁粉末、沸石分子筛粉末；
2)将黑刚玉粉末、沸石分子筛粉末与碳酸二甲酯混合，并在65-70℃下进行加热搅拌处理30-40min，然后在85-90℃下搅拌3-4h；降至室温后，加入硫酸镁粉末混合均匀并继续研磨30-40min，制得混合物料；
3)将混合物料与其质量4％的去离子水混合，搅拌均匀后置入模具中，在30min的时间中升温至75-80℃，并在该温度下带模养护8-10h，脱模，然后在40min的时间下升温至180-200℃，并在该温度下保温50-60min，然后在1.5-2h的时间中升温至650-700℃，即得钢包工作层浇注料。
所述钢包工作层浇注料在钢包中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中黑刚玉、沸石分子筛经过碳酸二甲酯的处理，再与硫酸镁混合，经过高温烧制后，生成由Si、Al、Mg、O等组成的结构稳定的化学键，提高了浇注料的耐高温性能、抗渣侵蚀性能，且原料简单易得，原料成本低，制备过程简单，易操作，生产成本低，适于工业化生产。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种钢包工作层浇注料，由以下按照重量份的原料组成：黑刚玉32份、硫酸镁10份、沸石分子筛16份、碳酸二甲酯35份。
将黑刚玉、硫酸镁、沸石分子筛分别粉碎、过200目筛，制得黑刚玉粉末、硫酸镁粉末、沸石分子筛粉末。将黑刚玉粉末、沸石分子筛粉末与碳酸二甲酯混合，并在65℃下进行加热搅拌处理30min，然后在85℃下搅拌3h；降至室温后，加入硫酸镁粉末混合均匀并继续研磨30min，制得混合物料。将混合物料与其质量4％的去离子水混合，搅拌均匀后置入模具中，在30min的时间中升温至75℃，并在该温度下带模养护8h，脱模，然后在40min的时间下升温至180℃，并在该温度下保温50min，然后在1.5h的时间中升温至650℃，即得钢包工作层浇注料。
实施例2
本发明实施例中，一种钢包工作层浇注料，由以下按照重量份的原料组成：黑刚玉40份、硫酸镁18份、沸石分子筛24份、碳酸二甲酯42份。
将黑刚玉、硫酸镁、沸石分子筛分别粉碎、过200目筛，制得黑刚玉粉末、硫酸镁粉末、沸石分子筛粉末。将黑刚玉粉末、沸石分子筛粉末与碳酸二甲酯混合，并在70℃下进行加热搅拌处理40min，然后在90℃下搅拌4h；降至室温后，加入硫酸镁粉末混合均匀并继续研磨40min，制得混合物料。将混合物料与其质量4％的去离子水混合，搅拌均匀后置入模具中，在30min的时间中升温至80℃，并在该温度下带模养护10h，脱模，然后在40min的时间下升温至200℃，并在该温度下保温60min，然后在2h的时间中升温至700℃，即得钢包工作层浇注料。
实施例3
本发明实施例中，一种钢包工作层浇注料，由以下按照重量份的原料组成：黑刚玉34份、硫酸镁12份、沸石分子筛18份、碳酸二甲酯37份。
将黑刚玉、硫酸镁、沸石分子筛分别粉碎、过200目筛，制得黑刚玉粉末、硫酸镁粉末、沸石分子筛粉末。将黑刚玉粉末、沸石分子筛粉末与碳酸二甲酯混合，并在68℃下进行加热搅拌处理35min，然后在88℃下搅拌3.5h；降至室温后，加入硫酸镁粉末混合均匀并继续研磨35min，制得混合物料。将混合物料与其质量4％的去离子水混合，搅拌均匀后置入模具中，在30min的时间中升温至78℃，并在该温度下带模养护9h，脱模，然后在40min的时间下升温至190℃，并在该温度下保温55min，然后在1.8h的时间中升温至700℃，即得钢包工作层浇注料。
实施例4
本发明实施例中，一种钢包工作层浇注料，由以下按照重量份的原料组成：黑刚玉38份、硫酸镁16份、沸石分子筛22份、碳酸二甲酯40份。
将黑刚玉、硫酸镁、沸石分子筛分别粉碎、过200目筛，制得黑刚玉粉末、硫酸镁粉末、沸石分子筛粉末。将黑刚玉粉末、沸石分子筛粉末与碳酸二甲酯混合，并在68℃下进行加热搅拌处理35min，然后在88℃下搅拌3.5h；降至室温后，加入硫酸镁粉末混合均匀并继续研磨35min，制得混合物料。将混合物料与其质量4％的去离子水混合，搅拌均匀后置入模具中，在30min的时间中升温至78℃，并在该温度下带模养护9h，脱模，然后在40min的时间下升温至190℃，并在该温度下保温55min，然后在1.8h的时间中升温至700℃，即得钢包工作层浇注料。
实施例5
本发明实施例中，一种钢包工作层浇注料，由以下按照重量份的原料组成：黑刚玉36份、硫酸镁14份、沸石分子筛20份、碳酸二甲酯39份。
将黑刚玉、硫酸镁、沸石分子筛分别粉碎、过200目筛，制得黑刚玉粉末、硫酸镁粉末、沸石分子筛粉末。将黑刚玉粉末、沸石分子筛粉末与碳酸二甲酯混合，并在68℃下进行加热搅拌处理35min，然后在88℃下搅拌3.5h；降至室温后，加入硫酸镁粉末混合均匀并继续研磨35min，制得混合物料。将混合物料与其质量4％的去离子水混合，搅拌均匀后置入模具中，在30min的时间中升温至78℃，并在该温度下带模养护9h，脱模，然后在40min的时间下升温至190℃，并在该温度下保温55min，然后在1.8h的时间中升温至700℃，即得钢包工作层浇注料。
对比例1
除不含有硫酸镁外，其配方及制备过程与实施例5一致。
对比例2
仅含有黑刚玉、硫酸镁，其配方及制备过程与实施例5一致。
以实施例5的钢包工作层浇注料与对比例1-2钢包工作层浇注料对比进行实验及测试，二者理化指标测试对比结果如表1所示。
表1
实验：抗渣性能实验对比
试验条件:1600℃*3hr
试验方法:静态坩埚法，坩埚用钢包浇注料做内衬，钢包浇注料内有内孔，内孔直径30mm，高30mm，内孔填充钢包渣25克，钢包渣成分(重量百分比)如表2所示，结果如表3所示。
表2
Al2O3 MgO CaO SiO2 MnO Fe2O3
33.92 5.62 49.82 3.90 0.05 0.73
表3
实施例1 对比例1 对比例2
渣侵蚀直径(mm) 32.1 42.3 45.6
渣渗透直径(mm) 34 47.6 49.5
渣侵蚀直径:是指在高温条件下，钢包渣与耐火材料反生化学反应，钢包渣给耐火材料熔蚀掉了，耐火材料熔入到了钢包渣之中。测量剖面柑竭样时，渣侵蚀的直径就是耐火材料扩孔后的直径。
渣渗透直径:是指在高温条件下，钢包渣与耐火材料没有反生化学反应，钢包渣只是沿着耐火材料的内部微细气孔，渗透到耐火材料里面了。测量剖面柑涡样时，渣渗透直径就是钢包渣渗入耐火材料后的直径。
由理化指标测试和抗渣性能实验可以看出，本发明的钢包工作层浇注料均优于对比例1-2的钢包工作层浇注料。因此，本发明是在各原料的共同作用下发挥作用的，采用本发明钢包浇注料的钢包可以延长使用寿命。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种钢包工作层浇注料的制备方法，其特征在于，所述的钢包工作层浇注料，由以下按照重量份的原料组成：黑刚玉32-40份、硫酸镁10-18份、沸石分子筛16-24份、碳酸二甲酯35-42份；
1）将黑刚玉、硫酸镁、沸石分子筛分别粉碎、过200目筛，制得黑刚玉粉末、硫酸镁粉末、沸石分子筛粉末；
2）将黑刚玉粉末、沸石分子筛粉末与碳酸二甲酯混合，并在65-70℃下进行加热搅拌处理30-40min，然后在85-90℃下搅拌3-4h；降至室温后，加入硫酸镁粉末混合均匀并继续研磨30-40min，制得混合物料；
3）将混合物料与其质量4%的去离子水混合，搅拌均匀后置入模具中，在30min的时间中升温至75-80℃，并在该温度下带模养护8-10h，脱模，然后在40min的时间下升温至180-200℃，并在该温度下保温50-60min，然后在1.5-2h的时间中升温至650-700℃，即得钢包工作层浇注料。
2.根据权利要求1所述的钢包工作层浇注料的制备方法，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：黑刚玉34-38份、硫酸镁12-16份、沸石分子筛18-22份、碳酸二甲酯37-40份。
3.根据权利要求2所述的钢包工作层浇注料的制备方法，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：黑刚玉36份、硫酸镁14份、沸石分子筛20份、碳酸二甲酯39份。
4.如权利要求1-3任一所述的方法制得的钢包工作层浇注料在钢包中的应用。
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