CN107352977A - 一种钢包用渣线砖及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钢包用渣线砖及制备方法,包括以下重量份数的原料:3mm≤粒度<5mm的电熔镁砂10‑40份;1mm≤粒度<3mm的电熔镁砂5‑30份;粒度小于1mm的电熔镁砂10‑20份;镁碳废砖细粉5‑20份;鳞片状石墨12‑16份;结合剂1‑3份;添加剂4份以下。优点是:解决了目前渣线砖在使用过程中频繁出现馒头状,钢包用渣线砖采用润湿性及保湿性较好的酚醛树脂,严格控制泥料温度,避免温度过高造成混好的泥料干的太快;增加临界颗粒尺寸,适当控制金属或合金粉的加入量,提高石墨的加入量,引入微量添加剂,缓冲热应力,提高渣线砖热震稳定性。

Description

一种钢包用渣线砖及制备方法
技术领域
本发明属于耐火材料领域,尤其涉及一种钢包用渣线砖及制备方法。
背景技术
镁碳砖是一种优质耐火材料,由于该种含碳耐火制品具有耐火度高,抗渣侵蚀性能好,耐热震性强及高温蠕变小等优点,在电炉、转炉及钢包等得到广泛应用,并且使用寿命得到大幅提高,同时镁碳砖无需高温烧成,节省能源,制作工艺简单因而迅速得到推广使用,但近年来,随着对钢的性能要求越来越高,钢包已由过去单纯的储存和盛运钢水的工具,转变为在钢包内可以进行真空处理、吹氩、加热、成分微调等发生装置,使得钢包使用条件极为苛刻,尤其是在钢包渣线部位,使得渣线部位渣线砖频繁出现馒头状等,即边缘侵蚀快于砖中部位置,严重影响到后期的判包,造成钢包使用中频繁下线,不仅影响了生产节奏,同时也给安全埋下了隐患,而且已经成为品种钢开发的限制环节。
经研究发现钢包渣线砖出现馒头状主要影响因素:1)镁砂骨料和基质膨胀系数不一致,骨料的相对膨胀系数大于基质,受热后产生了不可逆的膨胀;2)由于镁碳砖中引入大量的鳞片石墨,石墨受热后有“受热伸直硬化”现象;3)镁碳砖受热后,由于受到钢壳的限制不会发生自由膨胀,但过大的膨胀会导致过高的热应力,造成热震性降低,边角有被挤碎的可能。
发明内容
为克服现有技术的不足,本发明的目的是提供一种钢包渣线砖及制备方法,采用润湿性及保湿性较好的树脂,严格控制泥料温度,避免温度过高造成混好的泥料干的太快;采用四角扒料、四边按、摊平以后再压砖的原则,提高边角强度;调整粒度级配,减少细粉比例,同时引入废砖细粉,减少热膨胀系数;适当增加临界颗粒尺寸,适当控制金属或合金粉的加入量,适当提高石墨的加入量,引入微量添加剂,缓冲热应力,提高渣线砖热震稳定性。同时,对生产渣线砖标记,提高砌砖的准确率和砌筑效率。
为实现上述目的,本发明通过以下技术方案实现:
一种钢包用渣线砖,包括以下重量份数的原料:3mm≤粒度<5mm的电熔镁砂10-40份;1mm≤粒度<3mm的电熔镁砂5-30份;粒度小于1mm的电熔镁砂10-20份;镁碳废砖细粉5-20份;鳞片状石墨12-16份;结合剂1-3份;添加剂4份以下。
所述的镁碳废砖细粉的粒度小于0.088mm。
所述的鳞片状石墨的粒度小于0.088mm,其中含碳质量百分比为:C≥93.0%。
所述的结合剂为酚醛树脂。
所述的添加剂为硅粉、铝粉、硅粉-铝粉复合粉、沥青粉、碳化硅、碳化硼、镁铝合金粉的一种以上的混合物,粒级≤320目。
一种钢包用渣线砖的制备方法,具体包括以下步骤:
1)配料:将添加剂与粒度小于1mm的电熔镁砂在振动磨中干混均匀,制成共磨粉备用;
2)混练:将3mm≤粒度<5mm、1mm≤粒度<3mm的预热电熔镁砂与40-50℃的结合剂进行混合搅拌,使结合剂均匀包裹在电熔镁砂颗粒表面,再加入镁碳废砖细粉及鳞片状石墨混合搅拌,最后加入共磨粉以1000-1500转/分的转速下混合8-12min,再以500-800转/分的转速混合10-15min后出料,保证出料温度40-50℃,且为避免干料生产,控制泥料等待时间,泥料出碾到开始成型的时间控制在30min以内,以保证泥料湿度;
3)成型:采用四角扒料、四角摁料、高压成型,先轻后重;并对砖进行标记,以区分砖的大端和小端,在砌筑时按标记对砖进行大端、小端相互交替砌筑,以减少出模稍对砖缝影响;
4)热处理:用隧道窑进行热处理,从常温到110℃加热8h,从110℃加热到200℃加热8h,200℃保温6h,出窑拣选,完成对钢包用渣线砖的制备。
所制备的钢包渣线砖的理化指标如下:MgO≥86.7%,200℃烘后体积密度≥3.14g/cm3,显气孔率≤3%,耐压强度≥40MPa,线变化率0~1.0%。
所述的对砖进行标记的方法是,在压砖机上盖板靠近大端10-20mm处焊接圆柱形钢条,钢条高度为3-5mm,以便在砖大端上产生标记。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
钢包用渣线砖以电熔镁砂和鳞片状石墨为主要原料,酚醛树脂为结合剂,采用新型的制备方法,制备出能有效解决渣线砖馒头状侵蚀情况的镁碳砖。钢包用渣线砖采用润湿性及保湿性较好的酚醛树脂,严格控制泥料温度,避免温度过高造成混好的泥料干的太快;增加临界颗粒尺寸,适当控制金属或合金粉的加入量,提高石墨的加入量,引入微量添加剂,缓冲热应力,提高渣线砖热震稳定性;对砖进行标记,在砌筑时按标记对砖进行正反相互交替砌筑,以减少出模稍对砖缝影响;对钢包用渣线砖边角强度加以强化,使渣线砖在使用过程中能够均匀侵蚀,延长了一套渣线砖的炉役,保证钢包能够在一个炉役内安全稳定周转,对于节能降耗、环境保护、增加经济效益具有重要的意义。
具体实施方式
下面对本发明进行详细地描述,但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
一种钢包用渣线砖,包括以下重量份数的原料:3mm≤粒度<5mm的电熔镁砂10-40份;1mm≤粒度<3mm的电熔镁砂5-30份;粒度小于1mm的电熔镁砂10-20份;镁碳废砖细粉5-20份;鳞片状石墨12-16份;结合剂1-3份;添加剂4份以下。
其中,镁碳废砖细粉的粒度小于0.088mm。鳞片状石墨的粒度小于0.088mm,其中含碳质量百分比为:C≥93.0%。结合剂为酚醛树脂。
电熔镁砂的理化指标:MgO≥97%,CaO≤1.4%,SiO2≤1.0%,Fe2O3≤0.8%,体积密度≥3.45g/㎝3。镁碳废砖细粉的粒度小于0.088mm。
结合剂为酚醛树脂,其理化指标为:固含量≥80%,残碳≥46%,游离酚≤10%,水分≤3.0%,PH值6-7。
添加剂为硅粉、铝粉、硅粉-铝粉复合粉、沥青粉、碳化硅、碳化硼、镁铝合金粉的一种以上的混合物,粒级≤320目。
钢包用渣线砖的制备方法,具体包括以下步骤:
1)配料:将添加剂与粒度小于1mm的电熔镁砂在振动磨中干混均匀,制成共磨粉备用;
2)混练:将3mm≤粒度<5mm、1mm≤粒度<3mm的预热电熔镁砂与40-50℃的结合剂进行混合搅拌,使结合剂均匀包裹在电熔镁砂颗粒表面,再3加入镁碳废砖细粉及鳞片状石墨混合搅拌,最后加入共磨粉以1000-1500转/分的转速下混合8-12min,再以500-800转/分的转速混合10-15min后出料,保证出料温度40-50℃,且为避免干料生产,控制泥料等待时间,泥料出碾到开始成型的时间控制在30min以内,以保证泥料湿度;
3)成型:采用四角扒料、四角摁料、高压成型,先轻后重;并对砖进行标记,以区分砖的大端和小端,在砌筑时按标记对砖进行大端、小端相互交替砌筑,以减少出模稍对砖缝影响;
渣线砖一般为一端相对大,另一端相对小的结构,大端与小端差别不大,在砌筑时经常有砌反的现象,因此,对砖进行标记是很必要的。对砖进行标记的方法是,在压砖机上盖板靠近大端10-20mm处焊接圆柱形钢条,钢条高度为3-5mm,直径3-6mm,以便在砖大端上产生标记。
4)热处理:用隧道窑进行热处理,从常温到110℃加热8h,从110℃加热到200℃加热8h,200℃保温6h,出窑拣选,完成对钢包用渣线砖的制备。
经上述方法制备的钢包渣线砖的理化指标如下:MgO≥86.7%,200℃烘后体积密度≥3.14g/cm3,显气孔率≤3%,耐压强度≥40MPa,线变化率0~1.0%。
实施例:
上述实施例的添加剂为硅粉、铝粉、硅粉-铝粉复合粉、沥青粉、碳化硅、碳化硼、镁铝合金粉的一种以上的混合物。
实施例1-7钢包用渣线砖的制备方法:
1)配料:将添加剂与电熔镁砂细粉在振动磨中干混均匀,制成共磨粉备用,将各粒度镁砂,结合剂,添加剂按配比称好备用;
2)混练:混练:将3mm≤粒度<5mm、1mm≤粒度<3mm的预热电熔镁砂与40-50℃的酚醛树脂进行混合,优选45℃,搅拌3-5min,使结合剂均匀包裹在电熔镁砂颗粒表面,再加入细粉及鳞片状石墨混合搅拌1-2min,最后加入共磨粉高速混合8-12min,转速1000-1500转/分钟,再低速混合10-15min后出料,转速500-800转/分钟,保证出料温度40-50℃,且为避免干料生产,严格控制泥料等待时间,要求泥料出碾到开始成型的时间控制在30分钟以内,以保证泥料湿度;
3)成型:强调四角扒料、四角摁料、高压成型,先轻后重,在压砖机上盖板靠近大端10-20mm处焊接长3-5mm直径5mm左右小圆柱,以便在砖大端上产生记号,同时对记号进行标记,在砌筑时按标记对砖进行正反相互交替砌筑,以减少出模稍对砖缝影响。
4)热处理:用隧道窑进行热处理,从常温到110℃加热8h,从110℃加热到200℃加热8h,200℃保温6h,出窑拣选,以完成对钢包用渣线砖的制备。
所制备的渣线砖主要理化指标如下:MgO≥86.7%,200℃烘后体积密度≥3.14g/cm3,显气孔率(200℃×24h)≤3%,耐压强度(200℃×24h)≥40MPa,线变化率(1600℃×3h)0~1.0%,碳含量在14%-16%之间。
本发明以电熔镁砂、以电熔镁砂和鳞片状石墨为主要原料,酚醛树脂为结合剂,硅粉、铝粉、硅粉-铝粉复合粉、沥青粉、碳化硅、碳化硼、镁铝合金粉的一种或一种以上的混合物为添加剂,经过在传统混练,成型,热处理等制备方法的基础加以改进。制备出能有效解决渣线砖馒头状侵蚀情况的镁碳砖,在某钢厂100t钢包渣线区使用,平均使用次数达75炉,解决了目前渣线砖在使用过程中频繁出现馒头状,边缘残厚薄严重影响到后期的判包,同时也严重影响到钢厂的安全生产等问题。提出了一种新的制备渣线砖途径,对于节能降耗、环境保护、增加经济效益具有重要的意义。

Claims (8)

1.一种钢包用渣线砖,其特征在于,包括以下重量份数的原料:3mm≤粒度<5mm的电熔镁砂10-40份;1mm≤粒度<3mm的电熔镁砂5-30份;粒度小于1mm的电熔镁砂10-20份;镁碳废砖细粉5-20份;鳞片状石墨12-16份;结合剂1-3份;添加剂4份以下。
2.根据权利要求1所述的一种钢包用渣线砖,其特征在于,所述的镁碳废砖细粉的粒度小于0.088mm。
3.根据权利要求1所述的一种钢包用渣线砖,其特征在于,所述的鳞片状石墨的粒度小于0.088mm,其中含碳质量百分比为:C≥93.0%。
4.根据权利要求1所述的一种钢包用渣线砖,其特征在于,所述的结合剂为酚醛树脂。
5.根据权利要求1所述的一种钢包用渣线砖,其特征在于,所述的添加剂为硅粉、铝粉、硅粉-铝粉复合粉、沥青粉、碳化硅、碳化硼、镁铝合金粉的一种以上的混合物,粒级≤320目。
6.一种根据权利要求1所述的钢包用渣线砖的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
1)配料:将添加剂与粒度小于1mm的电熔镁砂在振动磨中干混均匀,制成共磨粉备用;
2)混练:将3mm≤粒度<5mm、1mm≤粒度<3mm的预热电熔镁砂与40-50℃的结合剂进行混合搅拌,使结合剂均匀包裹在电熔镁砂颗粒表面,再加入镁碳废砖细粉及鳞片状石墨混合搅拌,最后加入共磨粉以1000-1500转/分的转速下混合8-12min,再以500-800转/分的转速混合10-15min后出料,保证出料温度40-50℃,且为避免干料生产,控制泥料等待时间,泥料出碾到开始成型的时间控制在30min以内,以保证泥料湿度;
3)成型:采用四角扒料、四角摁料、高压成型,先轻后重;并对砖进行标记,以区分砖的大端和小端,在砌筑时按标记对砖进行大端、小端相互交替砌筑,以减少出模稍对砖缝影响;
4)热处理:用隧道窑进行热处理,从常温到110℃加热8h,从110℃加热到200℃加热8h,200℃保温6h,出窑拣选,完成对钢包用渣线砖的制备。
7.根据权利要求6所述的一种钢包用渣线砖的制备方法,其特征在于,所制备的钢包渣线砖的理化指标如下:MgO≥86.7%,200℃烘后体积密度≥3.14g/cm3,显气孔率≤3%,耐压强度≥40MPa,线变化率0~1.0%。
8.根据权利要求6步骤3)所述的一种钢包用渣线砖的制备方法,其特征在于,所述的对砖进行标记的方法是,在压砖机上盖板靠近大端10-20mm处焊接圆柱形钢条,钢条高度为3-5mm,以便在砖大端上产生标记。
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