CN108083782A - 钢包整体浇注工作衬用浇注料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢包整体浇注工作衬用浇注料，该浇注料由以下原料按重量百分比混合而成：65～72％的氧化铝‑尖晶石复相骨料、10～15％的刚玉细粉、10～18％的氧化铝微粉、4～7％的结合剂、外加0.1～1％的分散剂，外加0.01～0.1％的防爆剂，外加0.01～0.2％防泌水剂。本发明以氧化铝‑尖晶石复相材料作为骨料制备出了一种抗渣侵蚀和渗透性能优异、成本低廉、热震稳定性好、微膨胀、使用寿命长的钢包整体浇注工作衬用浇注料，解决了目前钢包整体浇注工作衬用浇注料普遍采用刚玉或者矾土作为骨料具有抗渣侵蚀和渗透性能较差的问题。

Description

钢包整体浇注工作衬用浇注料
技术领域
本发明涉及耐火材料，具体地指一种钢包整体浇注工作衬用浇注料。
背景技术
近年来，随着品种钢冶炼比例的不断增加，以及钢厂低成本制造技术的推广，不定型耐火材料的应用越来越广泛，其中，钢包工作衬整体浇注料因其具有对钢水不增碳、无污染、施工简捷高效、优良的保温效果以及连续套浇带来的材料消耗和生产成本显著降低等优势，得以广泛应用，该产品逐步成为耐火材料技术发展的重要方向。
目前，国内中大型钢厂的钢包整体浇注工作衬用浇注料普遍采用刚玉或者矾土作为骨料，因为刚玉或者矾土的抗渣侵蚀和渗透性能较差，使得浇注料的抗渣性能减弱，进而影响到了其使用寿命。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种钢包整体浇注工作衬用浇注料抗渣侵蚀和渗透性能优异，且成本低。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种钢包整体浇注工作衬用浇注料，所述浇注料的原料包括以下组分及其重量百分比：
还包括占氧化铝-尖晶石复相骨料、刚玉细粉、氧化铝微粉及结合剂总重量0.1～1％的分散剂，0.01～0.1％的防爆剂，0.01～0.2％的防泌水剂。
进一步地，所述氧化铝-尖晶石复相骨料包括以下组分及其重量百分比：85～90％的刚玉，10～15％的尖晶石。
进一步地，所述氧化铝-尖晶石复相骨料的体积密度为3.3～3.5g/cm3，显气孔率为4～8％，平均孔径为0.5～1.5μm。
进一步地，所述氧化铝-尖晶石复相骨料按粒度的大小分为5mm＜粒度≤8mm、3mm＜粒度≤5mm、1mm＜粒度≤3mm、粒度≤1mm四个级配，其重量百分比分别为8～15％、25～35％、20～30％和20～30％。进一步地，所述氧化铝-尖晶石复相骨料中，Al2O3≥96.0％，MgO≤4.0％，Fe2O3≤0.1％，SiO2≤0.2％，Na2O≤0.4％。
进一步地，所述刚玉细粉的粒度大小分为20μm＜粒度≤45μm、＜粒度≤20μm两个级配，其重量比为2～3∶1。
进一步地，所述氧化铝微粉为煅烧氧化铝微粉或活性氧化铝微粉中的任意一种或者两种混合，其粒度≤5μm。
进一步地，所述结合剂为纯铝酸钙水泥、水合氧化铝和铝硅凝胶粉中的任意一种或几种；所述纯铝酸钙水泥中，Al2O3重量含量≥69％，CaO重量含量≤30％；所述水合氧化铝中，Al2O3重量含量≥92％；所述铝硅凝胶粉中，Al2O3重量含量为50～70％，SiO2重量含量为20～30％。
进一步地，所述防爆剂是粒度为0.05～0.2μm的喷雾铝粉与熔点低于110℃的厌氧性有机纤维的混合，其重量比例为1～2∶10。
更进一步地，所述分散剂为聚羧酸类分散剂、磷酸盐类分散剂和FDN型萘系高效分散剂中的一种；所述防泌水剂为羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、木质磺酸钙和糊精中的一种。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
其一，本发明浇注料的骨料全部采用氧化铝-尖晶石复相材料，该材料中含有部分尖晶石相，当钢渣侵蚀掉基质部分面临骨料时，该尖晶石可吸收钢渣中的Fe2+，导致钢渣中Fe2+的浓度降低，粘度提高，最终渣的成分转变为硅含量较高的CaO-SiO2-Al2O3渣，钢渣的渗透和侵蚀能力下降，进而使得浇注料受侵蚀程度显著降低，抗渣性能优良。
其二，本发明采用的氧化铝-尖晶石复相材料中含有刚玉相和尖晶石相，两者膨胀系数不同，在长期高温使用过程中，两者发生的膨胀程度不同，使得骨料内部产生一些微裂纹，当浇注料受到急冷急热时，产生的裂纹穿过基质部分到达骨料表面时受到这些微裂纹的阻碍，难以继续扩展，从而显著提高所制备的钢包整体浇注工作衬用浇注料的抗热震稳定性。
其三，本发明采用的氧化铝-尖晶石复相材料，尖晶石含量低，在提高各种使用性能的基础上，降低了原料成本，使钢包整体浇注工作衬用浇注料的性价比得到显著提高。
其四，从钢厂实际使用效果可知，与刚玉作为骨料的浇注料相比，本发明的浇注料使用寿命提高20％以上。
其五，本发明以氧化铝-尖晶石复相材料作为骨料制备出了一种抗渣侵蚀和渗透性能优异、成本低廉、热震稳定性好、微膨胀、使用寿命长的钢包整体浇注工作衬用浇注料，解决了目前钢包整体浇注工作衬用浇注料普遍采用刚玉或者矾土作为骨料具有抗渣侵蚀和渗透性能较差的问题；现有技术中很难想到将氧化铝-尖晶石复相骨料用于生产钢包整体浇注工作衬用浇注料，这是因为在浇注料中添加细颗粒镁砂或镁砂细粉以原位生成尖晶石时，镁砂会加快浇注料的硬化速度，对浇注施工产生很大影响，同时，使得浇注料加水量显著提高，强度势必下降，以致于抗钢水冲刷性能随之降低，而本发明则通过优选的组分，各组分性质及其配比，解决了这一技术难题，获得了意想不到的效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
为了避免重复，先将以下实施例中采用的氧化铝-尖晶石复相材料的特征统一描述如下，实施例中不再赘述：氧化铝-尖晶石复相材料的化学成分按重量百分比计为Al2O3≥96.0％、MgO≤4.0％、Fe2O3≤0.1％、SiO2≤0.2％和Na2O≤0.4％。其物相组成按重量百分比计为刚玉相占85～90％，尖晶石相占10～15％。体积密度为3.3～3.5g/cm3，显气孔率为4～8％，平均孔径为0.5～1.5μm。粒度为0～8mm。
实施例1
以氧化铝-尖晶石复相材料为骨料的钢包整体浇注工作衬用浇注料，由以下原料按重量百分比混合而成：72％的氧化铝-尖晶石复相骨料、10％的刚玉细粉、14％的氧化铝微粉、4％的结合剂；外加1％的分散剂，0.01％的防爆剂，0.1％防泌水剂。
本实施例中，氧化铝-尖晶石复相骨料按粒度的大小分为5mm＜粒度≤8mm、3mm＜粒度≤5mm、1mm＜粒度≤3mm、粒度≤1mm四个级配，其重量百分比分别为8％，32％，30％和30％；刚玉细粉的粒度大小分为20μm＜粒度≤45μm、＜粒度≤20μm两个级配，其重量比为2∶1；氧化铝微粉为煅烧氧化铝微粉，其粒度为≤5μm；结合剂为纯铝酸钙水泥；分散剂为聚羧酸类分散剂ADS1/ADW1(青岛安迈铝业公司产品)；防爆剂为粒度为0.05～0.2μm的喷雾铝粉与熔点低于110℃的厌氧性有机纤维的组合，其组合比例为1∶10；防泌水剂为羧甲基纤维素钠。
实施例2
以氧化铝-尖晶石复相材料为骨料的钢包整体浇注工作衬用浇注料，由以下原料按重量百分比混合而成：65％的氧化铝-尖晶石复相材料、15％的刚玉细粉、15％的氧化铝微粉、5％的结合剂；外加0.1％的分散剂，0.05％的防爆剂，0.05％防泌水剂。
本实施例中，氧化铝-尖晶石复相骨料按粒度的大小分为5mm＜粒度≤8mm、3mm＜粒度≤5mm、1mm＜粒度≤3mm、粒度≤1mm四个级配，其重量百分比分别为15％，35％，30％和20％；刚玉细粉的粒度大小分为20μm＜粒度≤45μm、＜粒度≤20μm两个级配，其重量比为3∶1；氧化铝微粉为活性氧化铝微粉，其粒度为≤5μm；所述结合剂为水合氧化铝；分散剂为聚羧酸类分散剂FS60(德国BASF公司产品)；防爆剂为粒度为0.05～0.2μm的喷雾铝粉与熔点低于110℃的厌氧性有机纤维的组合，其组合比例为1.5∶10；防泌水剂为聚丙烯酸钠。
实施例3
以氧化铝-尖晶石复相材料为骨料的钢包整体浇注工作衬用浇注料，由以下原料按重量百分比混合而成：68％的氧化铝-尖晶石复相骨料、15％的刚玉细粉、10％的氧化铝微粉、7％的结合剂；外加0.15％的分散剂，0.05％的防爆剂，0.2％防泌水剂。
本实施例中，氧化铝-尖晶石复相骨料按粒度的大小分为5mm＜粒度≤8mm、3mm＜粒度≤5mm、1mm＜粒度≤3mm、粒度≤1mm四个级配，其重量百分比分别为15％，30％，30％和25％；刚玉细粉的粒度大小分为20μm＜粒度≤45μm、＜粒度≤20μm两个级配，其重量比为2.5∶1；氧化铝微粉为煅烧氧化铝微粉或者活性氧化铝微粉中的任意一种或者两种混合，其粒度为≤5μm；结合剂为铝硅凝胶粉；分散剂为磷酸盐类分散剂三聚磷酸钠；防爆剂为粒度为0.05～0.2μm的喷雾铝粉与熔点低于110℃的厌氧性有机纤维的组合，其组合比例为2∶10；防泌水剂为木质磺酸钙。
实施例4
以氧化铝-尖晶石复相材料为骨料的钢包整体浇注工作衬浇注料，由以下原料按重量百分比混合而成：70％的氧化铝-尖晶石复相骨料、10％的刚玉细粉、15％的氧化铝微粉、5％的结合剂；外加0.5％的分散剂，0.1％的防爆剂，0.1％防泌水剂。
本实施例中，氧化铝-尖晶石复相骨料按粒度的大小分为5mm＜粒度≤8mm、3mm＜粒度≤5mm、1mm＜粒度≤3mm、粒度≤1mm四个级配，其重量百分比分别为12％，35％，28％和25％；刚玉细粉的粒度大小分为20μm＜粒度≤45μm、＜粒度≤20μm两个级配，其重量比为2.5︰1；氧化铝微粉为煅烧氧化铝微粉或者活性氧化铝微粉中的任意一种或者两种混合，其粒度为≤5μm；结合剂为纯铝酸钙水泥与水合氧化铝的混合物；
分散剂为磷酸盐类分散剂六偏磷酸钠；防爆剂为粒度为0.05～0.2μm的喷雾铝粉与熔点低于110℃的厌氧性有机纤维的组合，其组合比例为1.8∶10；防泌水剂为糊精。
实施例5
以氧化铝-尖晶石复相材料为骨料的钢包整体浇注工作衬用浇注料，由以下原料按重量百分比混合而成：72％的氧化铝-尖晶石复相骨料、13％的刚玉细粉、10％的氧化铝微粉、5％的结合剂；外加0.2％的分散剂，0.01％的防爆剂，0.2％防泌水剂。
本实施例中，氧化铝-尖晶石复相骨料按粒度的大小分为5mm＜粒度≤8mm、3mm＜粒度≤5mm、1mm＜粒度≤3mm、粒度≤1mm四个级配，其重量百分比分别为15％，25％，30％和30％；刚玉细粉的粒度大小分为20μm＜粒度≤45μm、＜粒度≤20μm两个级配，其重量比为2∶1；氧化铝微粉为煅烧氧化铝微粉与活性氧化铝微粉的混合物，其粒度为≤5μm；结合剂为纯水合氧化铝与铝硅凝胶粉的混合物；分散剂为FDN型萘系高效分散剂；防爆剂为粒度为0.05～0.2μm的喷雾铝粉与熔点低于110℃的厌氧性有机纤维的组合，其组合比例为2∶10；防泌水剂为羧甲基纤维素钠。
实施例6
以氧化铝-尖晶石复相材料为骨料的钢包整体浇注工作衬浇注料。由以下原料按重量百分比混合而成：66％的氧化铝-尖晶石复相骨料、14％的刚玉细粉、13％的氧化铝微粉、7％的结合剂、外加0.3％的分散剂，0.06％的防爆剂，0.01％防泌水剂。
本实施例中，氧化铝-尖晶石复相骨料按粒度的大小分为5mm＜粒度≤8mm、3mm＜粒度≤5mm、1mm＜粒度≤3mm、粒度≤1mm四个级配，其重量百分比分别为10％、30％、30％和30％；刚玉细粉的粒度大小分为20μm＜粒度≤45μm、＜粒度≤20μm两个级配，其重量比为2∶1；氧化铝微粉为活性氧化铝微粉；结合剂为纯铝酸钙水泥与铝硅凝胶粉的混合物；分散剂为FDN型萘系高效分散剂；防爆剂为粒度为0.05～0.2μm的喷雾铝粉与熔点低于110℃的厌氧性有机纤维的组合，其组合比例为1.3∶10；防泌水剂为木质磺酸钙。
以上实施例中所制备的钢包整体浇注工作衬浇注料的性能检测结果如下表1：
表1
由表1数据可知，本发明制得的浇注料强度和抗热震稳定性均极为优良，使用寿命也大幅延长。

Claims (10)

1.一种钢包整体浇注工作衬用浇注料，其特征在于：所述浇注料的原料包括以下组分及其重量百分比：
还包括占氧化铝-尖晶石复相骨料、刚玉细粉、氧化铝微粉及结合剂总重量0.1～1％的分散剂，0.01～0.1％的防爆剂，0.01～0.2％的防泌水剂。
2.根据权利要求1所述钢包整体浇注工作衬用浇注料，其特征在于：所述氧化铝-尖晶石复相骨料包括以下组分及其重量百分比：85～90％的刚玉，10～15％的尖晶石。
3.根据权利要求1所述钢包整体浇注工作衬用浇注料，其特征在于：所述氧化铝-尖晶石复相骨料的体积密度为3.3～3.5g/cm3，显气孔率为4～8％，平均孔径为0.5～1.5μm。
4.根据权利要求1或2或3所述钢包整体浇注工作衬用浇注料，其特征在于：所述氧化铝-尖晶石复相骨料按粒度的大小分为5mm＜粒度≤8mm、3mm＜粒度≤5mm、1mm＜粒度≤3mm、粒度≤1mm四个级配，其重量百分比分别为8～15％、25～35％、20～30％和20～30％。
5.根据权利要求1或2或3所述钢包整体浇注工作衬用浇注料，其特征在于：所述氧化铝-尖晶石复相骨料中，Al2O3≥96.0％，MgO≤4.0％，Fe2O3≤0.1％，SiO2≤0.2％，Na2O≤0.4％。
6.根据权利要求1或2或3所述钢包整体浇注工作衬用浇注料，其特征在于：所述刚玉细粉的粒度大小分为20μm＜粒度≤45μm、＜粒度≤20μm两个级配，其重量比为2～3∶1。
7.根据权利要求1或2或3所述钢包整体浇注工作衬用浇注料，其特征在于：所述氧化铝微粉为煅烧氧化铝微粉或活性氧化铝微粉中的任意一种或者两种混合，其粒度≤5μm。
8.根据权利要求1或2或3所述钢包整体浇注工作衬用浇注料，其特征在于：所述结合剂为纯铝酸钙水泥、水合氧化铝和铝硅凝胶粉中的任意一种或几种；所述纯铝酸钙水泥中，Al2O3重量含量≥69％，CaO重量含量≤30％；所述水合氧化铝中，Al2O3重量含量≥92％；所述铝硅凝胶粉中，Al2O3重量含量为50～70％，SiO2重量含量为20～30％。
9.根据权利要求1或2或3所述钢包整体浇注工作衬用浇注料，其特征在于：所述防爆剂是粒度为0.05～0.2μm的喷雾铝粉与熔点低于110℃的厌氧性有机纤维的混合，其重量比例为1～2∶10。
10.根据权利要求1或2或3所述钢包整体浇注工作衬用浇注料，其特征在于：所述分散剂为聚羧酸类分散剂、磷酸盐类分散剂和FDN型萘系高效分散剂中的一种；所述防泌水剂为羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、木质磺酸钙和糊精中的一种。
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