CN108453248A - 一种复合钢包砖及其成型方法 - Google Patents

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陈永强
苗正
张利军
董占亮
王健
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/02—Linings

Abstract

本发明公开了一种复合钢包砖及其成型方法，其包括与钢水接触的工作层以及与钢包壳接触的非工作层；所述工作层采用高档材质，非工作层采用低档材质。本钢包砖区分工作层和非工作层，工作层采用高档材质，用于与钢水接触；非工作层采用低档材质，用于与钢包壳接触，主要起隔热保温、降低耐材消耗作用；能有效地降低钢包传热，减少冶炼能耗，降低生产成本。本钢包砖工作层和非工作层之间为折线面或波浪线面结合，增大了复合接触面积，有利于两层更好的结合。本方法产品由工作层和非工作层两种不同材质复合，降低了成本；非工作层采用低档材质，更好的起到保温隔热作用，减少钢包传热，降低冶炼能耗；同时，钢包壳温度降低，不易变形，使用寿命延长。

Description

一种复合钢包砖及其成型方法
技术领域
本发明涉及一种耐火材料，尤其是一种复合钢包砖及其成型方法。
背景技术
大型钢包普遍采用钢包砖砌筑工作衬的方式。工作衬砖按材质分类，包括含碳砖、无碳砖；按成型方式分类，包括机压砖、预制块。目前应用最广、消耗量最大的是含碳机压砖。该类钢包砖成型效率高，产量大，具有抗侵蚀性强、热震稳定性好的优势。但由于该类钢包砖气孔率低，体积密度较大，且含有石墨等高导热率的炭素材料，所以使用中普遍存在钢包包壳温度过高，包壳易变形的问题。另外为安全起见，一般对钢包砖下线残留厚度有规定要求，残留厚度越大，钢包砖浪费越多，造成吨钢耐材消耗增加，成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低成本的复合钢包砖；本发明还提供了一种复合钢包砖的成型方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其包括与钢水接触的工作层以及与钢包壳接触的非工作层；所述工作层采用高档材质，非工作层采用低档材质。
本发明所述工作层采用镁碳、镁铝碳、铝镁碳和/或铝碳质材料；所述非工作层采用高铝质材料。
本发明所述钢包砖横剖面中工作层和非工作层的交界线为折线或波浪线。
本发明所述非工作层的最大厚度小于钢包砖规定下限残留厚度。
本发明方法的工艺为：（1）根据工作层和非工作层的厚度，将分隔板垂直置于模具箱套内；
（2）在分隔板两侧分别加注工作层物料和非工作层物料；
（3）抽出分隔板，使两种物料直接接触；
（4）模箱内物料经模具顶板加压后成型为一体，出模后即为所述的复合钢包砖。
本发明方法所述分隔板的横剖面为折线状或波浪线状。
本发明方法所述分隔板高出模具箱套上沿。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明区分工作层和非工作层，工作层采用高档材质，用于与钢水接触；非工作层采用低档材质，用于与钢包壳接触，主要起隔热保温、降低耐材消耗作用；能有效地降低钢包传热，减少冶炼能耗，降低生产成本。本发明工作层和非工作层之间为折线面或波浪线面结合，增大了复合接触面积，有利于两层更好的结合。
本发明方法所得产品由工作层和非工作层两种不同材质复合，降低了成本；非工作层采用低档材质，更好的起到保温隔热作用，减少钢包传热，降低冶炼能耗；同时，钢包壳温度降低，不易变形，使用寿命延长。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的成型结构示意图。
图中：1－工作层；2－非工作层；3－交界面；4－分隔板；5－模具箱套；6－模具底板；7－模具顶板；8－非工作层料区；9－工作层料区。
具体实施方式
图1所示，本复合钢包砖包括与钢水接触的工作层1以及与钢包壳接触的非工作层2。所述工作层1采用高档材质，高档材质为镁碳、镁铝碳、铝镁碳和/或铝碳质材料，采用酚醛树脂结合；所述工作层1的碳含量≥3wt%。所述非工作层2采用低档材质，所述低档材质为高铝质材料，采用酚醛树脂、磷酸二氢铝和/或水玻璃结合；所述非工作层2中Al2O3≥70wt%。工作层1和非工作层2的交界面3为折线状面或波浪线面，即其横截面形状为折线形状或波浪线形状。所述非工作层的最大厚度小于钢包砖规定下线残留厚度。
图2所示，本复合钢包砖的成型方法采用下述步骤：（1）在模具箱套5内放置分隔板4，所述分隔板4为折线状板或波浪线状板；分隔板4垂直置于模具底板6上，高出模具箱套5上沿；分隔板将模具箱套5内部分隔为非工作层料区8和工作层料区9，非工作层料区8的最大厚度小于钢包砖规定下限残留厚度。
（2）分别称取工作层物料和非工作层物料，加于模具箱套5内分隔板4两侧的非工作层料区8和工作层料区9，注意位置不可加错。
（3）加完物料后，将分隔板4两侧物料摊平后，抽出分隔板4。
（4）模具顶板7缓慢下落，将物料加压成型，要求加压不小于150MPa。
（5）加压结束，模具底板6顶出，砖坯脱模，成型完成，即可得到所述的复合钢包砖。
实施例1：本复合钢包砖及其成型方法具体如下所述。
钢包砖结构：以尺寸规格为230×165/135×100mm的楔形砖为例，要求钢包砖下线残厚大于80mm，复合钢包砖非工作层厚度取60mm。工作层料材质为酚醛树脂结合镁碳材质，具体指标为MgO 75wt%、C 14wt%；非工作层料为磷酸二氢铝结合高铝材质，具体指标为Al2O380wt%。采用上述方法成型，工作层和非工作层的交界面为折线状面。
成型烘干后，所得复合钢包砖的指标为：工作层体积密度2.95g/cm3，气孔率2.5%；非工作层体积密度2.9g/cm3，气孔率10%；使用寿命为115炉。
实施例2：本复合钢包砖及其成型方法具体如下所述。
钢包砖结构：以尺寸规格为230×165/135×100mm的楔形砖为例，要求钢包砖下线残厚大于80mm，复合钢包砖非工作层厚度取78mm。工作层料材质为酚醛树脂结合铝镁碳材质，具体指标为MgO 77wt%、C 3wt%；非工作层料为水玻璃结合高铝材质，具体指标为Al2O375wt%。采用上述方法成型，工作层和非工作层的交界面为波浪线状面。
成型烘干后，所得复合钢包砖的指标为：工作层体积密度3.05g/cm3，气孔率5%；非工作层体积密度2.9g/cm3，气孔率12%；使用寿命为103炉。
实施例3：本复合钢包砖及其成型方法具体如下所述。
钢包砖结构：以尺寸规格为230×165/135×100mm的方形砖为例，要求钢包砖下线残厚大于70mm，复合钢包砖非工作层厚度取65mm。工作层料材质为酚醛树脂结合镁铝碳和铝碳质材料，具体指标为MgO 72wt%、C 8wt%；非工作层料为酚醛树脂和磷酸二氢铝结合高铝材质，具体指标为Al2O3 70wt%。采用上述方法成型，工作层和非工作层的交界面为折线状面。
成型烘干后，所得复合钢包砖的指标为：工作层体积密度2.98g/cm3，气孔率3.5%；非工作层体积密度2.9g/cm3，气孔率15%；使用寿命为110炉。
使用统计：经统计，以镁碳砖14A为例，目前市场价格月7000元/吨，复合钢包砖使用寿命与工作层全料材质钢包砖使用寿命相当，100吨钢包，LF精炼比50%条件下，均平均约为110炉。非工作层材质选用磷酸二氢铝结合高铝材质，价格约为3000元/吨，比工作层镁碳材质成本至少低4000元/吨，按非工作层用料占比50%计算，复合钢包砖价格至多为5000元/吨，在不影响使用寿命的前提下，实现钢包砖吨降成本2000元以上。

Claims (7)

1.一种复合钢包砖，其特征在于：其包括与钢水接触的工作层以及与钢包壳接触的非工作层；所述工作层采用高档材质，非工作层采用低档材质。
2.根据权利要求1所述的一种复合钢包砖，其特征在于：所述工作层采用镁碳、镁铝碳、铝镁碳和/或铝碳质材料；所述非工作层采用高铝质材料。
3.根据权利要求1所述的一种复合钢包砖，其特征在于：所述钢包砖横剖面中工作层和非工作层的交界线为折线或波浪线。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种复合钢包砖，其特征在于：所述非工作层的最大厚度小于钢包砖规定下限残留厚度。
5.权利要求1－4任意一项所述一种复合钢包砖的成型方法，其特征在于，其方法工艺为：（1）根据工作层和非工作层的厚度，将分隔板垂直置于模具箱套内；
（2）在分隔板两侧分别加注工作层物料和非工作层物料；
（3）抽出分隔板，使两种物料直接接触；
（4）模箱内物料经模具顶板加压后成型为一体，出模后即为所述的复合钢包砖。
6.根据权利要求5所述的一种复合钢包砖的成型方法，其特征在于：所述分隔板的横剖面为折线状或波浪线状。
7.根据权利要求5或6所述的一种复合钢包砖的成型方法，其特征在于：所述分隔板高出模具箱套上沿。
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