CN106116609A

CN106116609A - 一种转炉挡渣系统用赛隆镁碳质碗砖及其制备方法

Info

Publication number: CN106116609A
Application number: CN201610497672.7A
Authority: CN
Inventors: 陈正常; 赵继增; 赵锋; 余西平; 赵安堂; 徐昆波; 王立峰; 张远红; 姚浩
Original assignee: MAANSHAN LIER KAIYUAN NEW MATERIAL Co Ltd
Current assignee: MAANSHAN LIER KAIYUAN NEW MATERIAL Co Ltd
Priority date: 2016-06-28
Filing date: 2016-06-28
Publication date: 2016-11-16

Abstract

本发明公开了一种转炉挡渣系统用赛隆镁碳质碗砖及其制备方法。赛隆镁碳质碗砖的原料组分按重量百分比配比如下：98大结晶镁砂颗粒51~76%、98大结晶镁砂细粉12~38%、α‑Al₂O₃微粉1~6%、黑碳化硅细粉0.5~3.0%、金属铝粉细粉0.5~3.0%、超细赛隆粉3~8%、‑198石墨：0.5~3.0%，总百分比为100%，外加结合剂3~4%。该砖的总碳含量（树脂碳等）低于4%，使其具有对钢水增碳很少，能满足转炉冶炼品种钢要求，具有良好的抵抗钢水和钢渣的侵蚀性能和热震稳定性，从而满足洁净钢和超低碳钢的生产，减少赛隆镁碳质碗砖在使用过程产生的剥落。

Description

一种转炉挡渣系统用赛隆镁碳质碗砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种炼钢用耐火材料，尤其涉及一种转炉挡渣系统用赛隆镁碳质碗砖，还涉及一种该赛隆镁碳质碗砖的制备方法。

背景技术

目前转炉挡渣系统多采用机压成型的镁碳质碗砖，以电熔镁砂为主要原料，添加适量的碳素材料，如石墨，以酚醛树脂为结合剂，机压而成。但是上述得到的镁碳质碗砖在使用中存在如下问题：（1）强度较低，特别是高温氧化后强度特别低，在使用过程中，抗钢水冲刷能力较差，使用寿命短，一般仅能使用10-30次；（2）在高温使用时，石墨易于氧化而失去其中的碳，不仅造成碗砖结构疏松，强度下降，而且抗冲刷能力大幅度下降；（3）由于镁碳不烧砖的强度不高，热震性一般，使用过程中碗砖很容易出现裂纹和剥落，造成挡渣系统漏钢，烧坏挡渣机构和造成转炉生产不能正常进行。从近期国内外技术发展趋势看，有以下几种途径提高碗砖的性能：（1）通过改进材质提高制品的性能，例如提高材料档次，以大结晶细粉替代电熔镁砂粉，以提高制品的抗侵蚀性能和冲刷性能；（2）改进制造工艺，加入赛隆结合粉，大幅度提高制品强度，提高抗热震性能和耐冲刷能力；（3）进行轻烧油浸，降低气孔率，提高强度，增加残炭量提高抗侵蚀能力。

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转炉挡渣系统用赛隆镁碳质碗砖，赛隆镁碳质碗砖中总碳含量（树脂碳等）低于4%，使其具有对钢水增碳很少，能满足转炉冶炼品种钢要求，具有良好的抵抗钢水和钢渣的侵蚀性能和热震稳定性，从而满足洁净钢和超低碳钢的生产，减少赛隆镁碳质碗砖在使用过程产生的剥落。

为了实现上述的发明目的，本发明的技术方案如下：

一种转炉挡渣系统用赛隆镁碳质碗砖，其原料组分按重量百分比配比如下：98大结晶镁砂颗粒51~76%、98大结晶镁砂细粉12~38%、α-Al₂O₃微粉1~6%、黑碳化硅细粉0.5~3.0%、金属铝粉细粉0.5~3.0%、超细赛隆粉3~8%、-198石墨：0.5~3.0%，总百分比为100%，外加结合剂3~4%。

进一步的，所述原料中的98大结晶镁砂颗粒，其粒级有三种：5~3mm：25~30%、3~1mm：23~25%、1~0mm：12~14%，其化学组分的质量百分比均为：MgO≥98%、SiO₂≤0.1%、Fe₂O₃≤0.2%、Na₂O+K₂O≤0.2%，总百分比为100%，；所述98大结晶镁砂细粉的粒级为200目，其化学组分的质量百分比均为：MgO≥98%、SiO₂≤0.1%、Fe₂O₃≤0.2%、Na₂O+K₂O≤0.3%，总百分比为100%，。

进一步的，所述黑碳化硅粉细粉和金属铝粉细粉，其粒级均为320目，超细赛隆粉的粒级为5μm；三种细粉的化学组分的质量百分比分别为：黑碳化硅粉细粉：SiC≥98.5%、金属铝粉细粉：Al≥98.0%、超细赛隆粉：SiALON≥98.0%。

进一步的，所述α-Al₂O₃微粉的粒级为≤5μm，包含的组分及质量百分比为：Al₂O₃≥98.0%、SiO₂≤0.3%、Na₂O+K₂O≤0.4%，总百分比为100%，。

进一步的，所述-198石墨的粒级为100目，其化学组分的质量百分比分别为：C≥98%。

进一步的，所述结合剂为5323改性树脂，其性能如下：

名称

粘度25℃/Pa.S

固含/%

残碳/%

游离酚/%

水份/%

pH值

5323树脂

18--26Mg

≥78

≥43

≤5

≤3

6.8～7.1

本发明的另一目的是提供一种转炉挡渣系统用赛隆镁碳质碗砖的制备方法，按照上述赛隆镁碳质碗砖原料组分的重量百分比配比，先将98大结晶镁砂细粉、α-Al₂O₃微粉、超细赛隆粉、黑碳化硅粉细粉、金属铝粉细粉共磨，混合均匀，制成共磨粉；再将98大结晶镁砂颗粒按上述组分比例干混3~5分钟，然后在3分钟内一次性缓慢加入5323树脂，树脂分散在颗粒上后，加入-198石墨碾压3~5分钟，再加入所有共磨粉混合20～25分钟后出料，然后把料困料20小时；再把困好的料压制成型，半成品入窑热处理，出窑拣选，得到所述的转炉挡渣系统用赛隆镁碳质碗砖。

进一步的，所述的压制成型在500吨液压机或630吨摩擦压砖机上进行。

进一步的，所述的热处理时间为36小时以上，其中进窑口温度不得高于40℃，在40℃到80℃烘烤时间9小时，80℃到120℃烘烤时间8小时，120℃到200℃烘烤时间7小时，200℃保温12小时。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

1）通过加入新型非氧化物赛隆，通过高速恒温混练工艺，使之分散均匀，在制品使用中形成分布均匀和尺寸微细的气孔，能够很好的吸收和耗散弹性应变能，缓解热应力对材料的破坏作用，改善赛隆大结晶镁砂碗砖的热震稳定性，提高其抗剥落性和抵抗渣和钢水的侵蚀性能；

2）采用金属铝粉细粉和黑碳化硅粉细粉复合抗氧化剂，有效地防止树脂在高温下的氧化，显著减少材料因高温氧化脱碳而引起的结构剥落；

3）加入低膨胀性能赛隆和-198石墨，吸收大结晶镁砂骨料热膨胀产生的应力，提高材料的抗热震性和抗剥落性，利用其在高温下具有优良抗钢渣的侵蚀，提高复合材料的侵蚀和抗冲刷性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种转炉挡渣系统用赛隆镁碳质碗砖，其原料组分按重量百分比配比如下：98大结晶镁砂颗粒63%、98大结晶镁砂细粉25%、α-Al₂O₃微粉2%、黑碳化硅细粉2%、金属铝粉细粉2%、超细赛隆粉4%、-198石墨：2%，外加结合剂4%。

在本实施例中，所述原料中的98大结晶镁砂颗粒，其粒级有三种：5~3mm：25%、3~1mm：25%、1~0mm：13%，其化学组分的质量百分比均为：MgO≥98%、SiO₂≤0.1%、Fe₂O₃≤0.2%、Na₂O+K₂O≤0.2%，总百分比为100%，；所述98大结晶镁砂细粉的粒级为200目，其化学组分的质量百分比均为：MgO≥98%、SiO₂≤0.1%、Fe₂O₃≤0.2%、Na₂O+K₂O≤0.3%，总百分比为100%，。

在本实施例中，所述黑碳化硅粉细粉和金属铝粉细粉，其粒级均为320目，超细赛隆粉的粒级为5μm；三种细粉的化学组分的质量百分比分别为：黑碳化硅粉细粉：SiC≥98.5%、金属铝粉细粉：Al≥98.0%、超细赛隆粉：SiALON≥98.0%。

在本实施例中，所述α-Al₂O₃微粉的粒级为≤5μm，包含的组分及质量百分比为：Al₂O₃≥98.0%、SiO₂≤0.3%、Na₂O+K₂O≤0.4%，总百分比为100%，。

在本实施例中，所述-198石墨的粒级为100目，其化学组分的质量百分比分别为：C≥98%。

在本实施例中，所述结合剂为5323改性树脂，其性能如下：

名称

粘度25℃/Pa.S

固含/%

残碳/%

游离酚/%

水份/%

pH值

5323树脂

18--26Mg

≥78

≥43

≤5

≤3

6.8～7.1

本发明的另一目的是提供一种转炉挡渣系统用赛隆镁碳质碗砖的制备方法，按照上述赛隆镁碳质碗砖原料组分的重量百分比配比，先将98大结晶镁砂细粉、α-Al₂O₃微粉、超细赛隆粉、黑碳化硅粉细粉、金属铝粉细粉共磨，混合均匀，制成共磨粉；再将98大结晶镁砂颗粒按上述组分比例干混3~5分钟，然后在3分钟内一次性缓慢加入5323树脂，树脂分散在颗粒上后，加入-198石墨碾压3~5分钟，再加入所有共磨粉混合20～25分钟后出料，然后把料困料20小时。再把困好的料在500吨液压机和630吨摩擦压机压制成型，半成品入窑热处理，热处理时间为36小时以上，其中进窑口温度不得高于40℃，在40℃到80℃烘烤时间9小时，80℃到120℃烘烤时间8小时，120℃到200℃烘烤时间7小时，200℃保温12小时；出窑拣选，得到所述的转炉挡渣系统用赛隆镁碳质碗砖。

实施例2 同实施例1，具体参数见表1。

实施例3 同实施例1，具体参数见表1。

表1 本发明各实施例所采用内料配料的粒级及百分比

本发明选用的混合设备为高速混碾机，开机后先加入98大结晶镁砂粉、α-Al₂O₃微粉、超细赛隆粉、黑碳化硅粉细粉、金属铝粉细粉共磨，混合均匀，制成共磨粉；在生产时，先将三种98大结晶镁砂颗粒按上述组分比例加入高速混碾机中干混3~5分钟，然后在3分钟内一次性缓慢加入结合剂5323树脂，让树脂完全分散在颗粒上后，就可以加入石墨碾压3~5分钟，再加入所有共磨粉混合20～25分钟后出料，然后把料困料0.5小时；困好的料在500吨液压机和630吨摩擦压砖机上成型，按成型操作要求加料，先轻后重的原则进行压制；压好的半成品放置12小时后，然后入干燥窑热处理36小时以上，其中进窑口温度不得高于40℃，在40℃到80℃烘烤时间9小时，80℃到120℃烘烤时间8小时，120℃到200℃烘烤时间7小时，200℃保温12小时。

本发明上述实施例得到的转炉挡渣系统用赛隆镁碳质碗砖的主要理化指标如下：MgO≥82%、C≤4%、200℃烘后体积密度≥3.10g/cm³、显气孔率（200℃×24h）≤5%、耐压强度（200℃×24h）≥30MPa、线变化率（1600℃×3h）0～1.0%。本产品经过转炉挡渣系统使用，其使用寿命≥50次，在使用过程中强度高、耐侵蚀、热稳定性好。

Claims

1.一种转炉挡渣系统用赛隆镁碳质碗砖，其特征在于，其原料组分按重量百分比配比如下：98大结晶镁砂颗粒51～76％、98大结晶镁砂细粉12～38％、α-Al₂O₃微粉1～6％、黑碳化硅细粉0.5～3.0％、金属铝粉细粉0.5～3.0％、超细赛隆粉3～8％、-198石墨：0.5～3.0％，总百分比为100％，外加结合剂3～4％。

2.根据权利要求1所述的转炉挡渣系统用赛隆镁碳质碗砖，其特征在于，所述原料中的98大结晶镁砂颗粒，其粒级有三种：5～3mm：25～30％、3～1mm：23～25％、1～0mm：12～14％，其化学组分的质量百分比均为：MgO≥98％、SiO₂≤0.1％、Fe₂O₃≤0.2％、Na₂O+K₂O≤0.2％，总百分比为100％，；所述98大结晶镁砂细粉的粒级为200目，其化学组分的质量百分比均为：MgO≥98％、SiO₂≤0.1％、Fe₂O₃≤0.2％、Na₂O+K₂O≤0.3％，总百分比为100％，。

3.根据权利要求1所述的转炉挡渣系统用赛隆镁碳质碗砖，其特征在于，所述黑碳化硅粉细粉和金属铝粉细粉，其粒级均为320目，超细赛隆粉的粒级为5μm；三种细粉的化学组分的质量百分比分别为：黑碳化硅粉细粉：SiC≥98.5％、金属铝粉细粉：Al≥98.0％、超细赛隆粉：SiALON≥98.0％。

4.根据权利要求1所述的转炉挡渣系统用赛隆镁碳质碗砖，其特征在于，所述α-Al₂O₃微粉的粒级为≤5μm，包含的组分及质量百分比为：Al₂O₃≥98.0％、SiO₂≤0.3％、Na₂O+K₂O≤0.4％，总百分比为100％，。

5.根据权利要求1所述的转炉挡渣系统用赛隆镁碳质碗砖，其特征在于，所述-198石墨的粒级为100目，其化学组分的质量百分比分别为：C≥98％。

6.根据权利要求1所述的转炉挡渣系统用赛隆镁碳质碗砖，其特征在于，所述结合剂为5323改性树脂，其性能如下：

名称粘度25℃/Pa.S 固含/％残碳/％游离酚/％水份/％ pH值 5323树脂 18--26Mg ≥78 ≥43 ≤5 ≤3 6.8～7.1

7.一种转炉挡渣系统用赛隆镁碳质碗砖的制备方法，按照权利要求1中所述赛隆镁碳质碗砖原料组分的重量百分比配比，先将98大结晶镁砂细粉、α-Al₂O₃微粉、超细赛隆粉、黑碳化硅粉细粉、金属铝粉细粉共磨，混合均匀，制成共磨粉；再将98大结晶镁砂颗粒按上述组分比例干混3～5分钟，然后在3分钟内一次性缓慢加入5323树脂，树脂分散在颗粒上后，加入-198石墨碾压3～5分钟，再加入所有共磨粉混合20～25分钟后出料，然后把料困料20小时；再把困好的料压制成型，半成品入窑热处理，出窑拣选，得到所述的转炉挡渣系统用赛隆镁碳质碗砖。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述的压制成型在500吨液压机或630吨摩擦压砖机上进行。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述的热处理时间为36小时以上，其中进窑口温度不得高于40℃，在40℃到80℃烘烤时间9小时，80℃到120℃烘烤时间8小时，120℃到200℃烘烤时间7小时，200℃保温12小时。