CN110041087B - 一种真空处理硅钢用无铬砖及其生产方法 - Google Patents

一种真空处理硅钢用无铬砖及其生产方法 Download PDF

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Abstract

一种真空处理硅钢用无铬砖及其生产方法，无铬砖是由下列重量份数的原料制备而成：6‑1mm低硅电熔镁砂颗粒或电熔大结晶镁砂颗粒40‑60份、1‑0.088mm低硅电熔镁砂颗粒或电熔大结晶镁砂颗粒25‑30份、180目电熔大结晶镁砂粉5‑25份、活性氧化铝微粉0‑5份、电熔镁铝尖晶石微粉5‑12份、复合碳源1‑4份、复合增强剂≤5份、六铝酸钙1‑5份、烧结剂稀土氧化物混合物0.1‑0.3份、结合剂3‑5份。本发明延缓无铬砖因钢水和钢渣向砖坯内部浸润、侵蚀而变质熔损、脱落的发生，降低无铬砖熔损数率；降低气孔率，减少冶炼硅钢时钢渣对无铬砖的浸润。提高使用寿命，满足冶炼硅钢RH精炼工序的要求。

Description

一种真空处理硅钢用无铬砖及其生产方法
技术领域
本发明涉及炼钢RH真空精炼槽用耐材领域，尤其涉及一种真空处理硅钢用无铬砖及其生产方法。
背景技术
RH炉是炼钢二次精炼技术中使用目前应用最广泛的一种设备。RH炉由于在高温、真空、频繁升降温的环境下工作，所以对内衬耐火材料的要求很高，不但要求其具有耐高温性能而且要求良好的抗炉渣侵蚀性能、抗热震稳定性能和抗冲刷性能等。镁铬砖具有耐火度高、高温强度大、抗碱性渣侵蚀性极强，也具有一定抗酸性渣侵蚀的能力，热震稳定性优良等优异的高温性能，一直是国内外RH炉用最佳内衬材料。
但是，一方面镁铬砖溶入钢液中，增加钢水中铬含量，污染钢水，影响洁净钢的品质；再一方面镁铬废砖暴露在空气中产生水溶性的Cr6+，会造成严重的环境污染，尤其是污染水源。目前，国内、外都出台了相关限制镁铬砖使用的规定。因此用各种无铬砖替代传统镁铬制品势在必行。目前国内有多家生产无铬砖，基本是以镁砂和尖晶石为主材质，辅助各种添加剂和结合剂，经低温干燥而成。但随着普通无铬砖的应用和推广，钢厂冶炼硅钢(取向硅钢、无取向硅钢)时，尤其是一些高牌号的硅钢品种，其抗偏酸性渣能力较差的缺点暴露出来，普通无铬砖使用寿命与镁铬砖相比，熔损率增高，使用寿命大大降低，无法满足正常的冶炼生产要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种真空处理硅钢用无铬砖及其生产方法，一是引入1-5份的六铝酸钙，利用其高温时能够提高熔渣粘度的特性，使本发明的无铬砖在高温使用时，表面覆盖一层高粘度液相熔渣，封闭无铬砖的气孔，阻止钢水和钢渣向耐材内部浸润、侵蚀，延缓无铬砖因钢水和钢渣向砖坯内部浸润、侵蚀而变质熔损、脱落的发生，从而大大改善无铬砖的高温抗耐侵蚀性能，降低无铬砖的熔损数率；二是添加0.1-0.3份的稀土氧化物混合物(氧化镧+氧化钐+氧化镝)，改善无铬砖在1500-1650℃期间的烧结性，降低气孔率，减少冶炼硅钢时钢渣对无铬砖的浸润。最终改善冶炼硅钢时钢渣对无铬砖的侵蚀，提高使用寿命，满足冶炼硅钢RH精炼工序的要求。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种真空处理硅钢用无铬砖，是由下列重量份数的原料制备而成：6-1mm的低硅电熔镁砂颗粒或电熔大结晶镁砂颗粒40-60份、1-0.088mm的低硅电熔镁砂颗粒或电熔大结晶镁砂颗粒25-30份、180目电熔大结晶镁砂粉5-25份、活性氧化铝微粉0-5份、电熔镁铝尖晶石微粉5-12份、复合碳源1-4份、复合增强剂≤5份、六铝酸钙1-5份、烧结剂稀土氧化物混合物0.1-0.3份、结合剂3-5份。
所述复合碳源是由下列重量份数的原料制备而成：N990炭黑0-2.0份、改性石墨≤0.5份、沥青粉0.5-2.0份。
所述复合增强剂是由下列重量份数的原料制备而成：325目金属铝粉2-4.5份、多晶氧化锆纤维≤1.5份、碳化硼≤1.5份。
所述结合剂为液体树脂。
所述烧结剂稀土氧化物混合物为氧化镧、氧化钐和氧化镝的混合物。
上述原料中，部分材料指标为：
低硅电熔镁砂：MgO>97.5wt％，CaO<1.3wt％，SiO2<0.6wt％，Fe2O3<0.6wt％，钙硅比>2.1，体积密度>3.5g/cm3。
电熔大结晶镁砂：MgO>98wt％，CaO<1.3wt％，SiO2<0.5wt％，Fe2O3<0.6wt％，钙硅比>2.1，体积密度>3.55g/cm3。
电熔镁铝尖晶石：MgO 10wt％-20wt％，Al2O3 75wwwt％-90wt％，微粉粒度小于5微米。
活性氧化铝微粉：Al2O3>99wt％，微粉粒度小于2微米。
多晶氧化锆纤维：ZrO2>95wt％，长度大于2mm。
一种真空处理硅钢用无铬砖的生产方法，包括如下步骤：
1)制作复合碳源：将原料按上述重量份数进行准确称量，放入密闭的锥形混合机中搅拌均匀，制成复合碳源密封待用；制作复合增强剂：将原料按上述重量份数进行准确称量，放入密闭的锥形混合机中搅拌均匀，制成复合增强剂密封待用；
2)将6-1mm低硅电熔镁砂或电熔大结晶镁砂颗粒、1-0.088mm低硅电熔镁砂颗粒或电熔大结晶镁砂颗粒，先投入到高速混炼机中，一次混合2-6min；再加入结合剂液体树脂，二次混合2-6min；然后加入180目电熔大结晶镁砂粉、活性氧化铝微粉、六铝酸钙、电熔镁铝尖晶石微粉、复合碳源、复合增强剂、烧结剂稀土氧化物混合物，三次混合5-15min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明的真空处理硅钢用优良耐渣侵性能无铬砖，首次在的配料中，引入适量比例的六铝酸钙，利用其高温时能够提高熔渣粘度的特性，使本发明的无铬砖在高温使用时，表面覆盖一层高粘度液相熔渣，封闭无铬砖的气孔，阻止钢水和钢渣向耐材内部浸润、侵蚀，延缓无铬砖因钢水和钢渣向砖坯内部浸润、侵蚀而变质熔损、脱落的发生，从而大大改善无铬砖的高温抗耐侵蚀性能，降低无铬砖的熔损数率；
2)本发明的真空处理硅钢用优良耐渣侵性能无铬砖，为了实现进一步提高成品的抗冲刷性能，0.1-0.3份的稀土氧化物混合物(氧化镧+氧化钐+氧化镝)，改善无铬砖在1500-1650℃期间的烧结性，降低气孔率，减少冶炼硅钢时钢渣对无铬砖的浸润。最终改善冶炼硅钢时钢渣对无铬砖的侵蚀，提高使用寿命，满足冶炼硅钢RH精炼工序的要求。
本发明的真空处理硅钢用优良耐渣侵性能无铬砖，平均使用寿命提高15-20％，大大减少矿产品资源的消耗，更加趋于环保。同时通过改善性能，加快了无铬砖全面替代镁铬砖进程。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明：
一种真空处理硅钢用无铬砖，是由下列重量份数的原料制备而成：6-1mm的低硅电熔镁砂颗粒或电熔大结晶镁砂40-60份、1-0.088mm的低硅电熔镁砂颗粒或电熔大结晶镁砂颗粒25-30份、180目电熔大结晶镁砂粉5-25份、活性氧化铝微粉0-5份、电熔镁铝尖晶石微粉5-12份、复合碳源1-4份、复合增强剂≤5份、六铝酸钙1-5份、烧结剂稀土氧化物混合物(氧化镧+氧化钐+氧化镝)0.1-0.3份、结合剂3-5份。
所述复合碳源是由下列重量份数的原料制备而成：N990炭黑0-2.0份、改性石墨≤0.5份、进口沥青粉0.5-2.0份。
所述复合增强剂是由下列重量份数的原料制备而成：325目金属铝粉2-4.5份、多晶氧化锆纤维≤1.5份、碳化硼≤1.5份。
所述结合剂为液体树脂。
所述烧结剂稀土氧化物混合物为氧化镧、氧化钐和氧化镝的混合物。
一种真空处理硅钢用无铬砖的生产方法，包括如下步骤：
1)制作复合碳源：将原料按上述重量份数进行准确称量，放入密闭的0.5L锥形混合机中搅拌均匀20-30分钟，制成复合碳源密封待用；制作复合增强剂：将原料按上述重量份数进行准确称量，放入密闭的0.5L锥形混合机中搅拌均匀20-30分钟，制成复合增强剂密封待用；
2)将6-1mm低硅电熔镁砂颗粒或电熔大结晶镁砂颗粒、1-0.088mm低硅电熔镁砂颗粒或电熔大结晶镁砂颗粒，先投入到高速混炼机中，一次混合2-6min；再加入结合剂液体树脂，二次混合2-6min；然后加入180目电熔大结晶镁砂粉、活性氧化铝微粉、六铝酸钙、电熔镁铝尖晶石微粉、复合碳源、复合增强剂、烧结剂稀土氧化物混合物，三次混合5-15min。之后经过成型、干燥、拣选、检验、包装。
实施例：以某钢厂三分厂5号线180吨RH真空处理为例，冶炼钢种有SPHE、IF钢等超低碳钢、X70-X100管线钢、高牌号无取向硅钢、取向硅钢、高级船板用钢、工程机械用钢、耐磨钢等，其中生产硅钢所占比例为40％-60％，下部槽无铬砖平均使用寿命210罐，熔损数率0.665mm。该钢厂的目标是平均使用寿命大于240罐。
具体生产方法是：
1)首先，制作复合碳源和复合增强剂；
A、复合碳源原料配方1-5见表1；
表1：(重量份数)
原料 配方1 配方2 配方3 配方4 配方5
N990炭黑 1.0份 1.5份 0.5份 1.8份 0.6份
改性石墨 0.5份 0.1份 0.2份 0.3份 0.4份
进口沥青粉 0.5份 1份 1.5份 0.8份 1.8份
将上述原料按重量比例份数进行准确称量，放入密闭的0.5L锥形混合机中搅拌均匀20-30分钟，制成复合碳源密封待用。
B、复合增强剂原料配方1-5见表2；
表2：(重量份数)
Figure BDA0002062367230000041
Figure BDA0002062367230000051
将上述原料按重量比例份数进行准确称量，放入密闭的0.5L锥形混合机中搅拌均匀20-30分钟，制成复合增强剂密封待用。
2)真空处理硅钢用无铬砖的原料配方1-5见表3；
表3：(重量份数)
Figure BDA0002062367230000052
其中烧结剂稀土氧化物混合物中，氧化镧：氧化钐：氧化镝＝1:0.5:0.2。
3)按表3中原料的重量份配比配料，密封待用。
4)将98电熔大结晶镁砂颗粒6-1mm、98电熔大结晶镁砂颗粒1-0.088mm，先投入到高速混炼机中，一次混合5min，再加入结合剂液体树脂，二次混合6min，然后加入98电熔大结晶镁砂粉180目、活性氧化铝微粉、六铝酸钙、电熔镁铝尖晶石微粉、复合碳源、复合增强剂、烧结剂稀土氧化物混合物，三次混合12min。之后经过成型、干燥、拣选、检验、包装入库。即可生产出满足真空处理硅钢使用要求的优良耐渣侵性能无铬砖。
某钢厂三分厂5号线180吨RH真空处理，使用本发明的真空处理硅钢用优良耐渣侵性能无铬砖，砌筑5套下部槽，使用寿命分别为：240罐(配方1)、245罐(配方2)、243罐(配方3)、241罐(配方4)、248罐(配方5)，各个配方的熔损数率分别为：0.67mm/罐(配方1)、0.61mm/罐(配方2)、0.64mm/罐(配方3)、0.68mm/罐(配方4)、0.58mm/罐(配方5)，全面实现满足用户提出的目标。

Claims (1)

1.一种真空处理硅钢用无铬砖，其特征在于，是由下列重量份数的原料制备而成：6-1mm的低硅电熔镁砂颗粒或电熔大结晶镁砂颗粒40-60份、1-0.088mm的低硅电熔镁砂颗粒或电熔大结晶镁砂颗粒25-30份、180目电熔大结晶镁砂粉5-25份、活性氧化铝微粉0-5份、电熔镁铝尖晶石微粉5-12份、复合碳源1-4份、复合增强剂≤5份、六铝酸钙1-5份、烧结剂稀土氧化物混合物0.1-0.3份、结合剂3-5份；
引入六铝酸钙，使所述无铬砖在高温使用时，表面覆盖一层高粘度液相熔渣，封闭无铬砖的气孔，同时稀土氧化物混合物改善无铬砖在1500-1650℃期间的烧结性，阻止钢水和钢渣向耐材内部浸润、侵蚀；
所述复合碳源是由下列重量份数的原料制备而成：N990炭黑0-2.0份、改性石墨≤0.5份、沥青粉0.5-2.0份；
所述复合增强剂是由下列重量份数的原料制备而成：325目金属铝粉2-4.5份、多晶氧化锆纤维≤1.5份、碳化硼≤1.5份；
所述烧结剂稀土氧化物混合物为氧化镧、氧化钐和氧化镝的混合物；
所述的真空处理硅钢用无铬砖的生产方法，包括如下步骤：
1）制作复合碳源：将原料按上述重量份数进行准确称量，放入密闭的锥形混合机中搅拌均匀，制成复合碳源密封待用；制作复合增强剂：将原料按上述重量份数进行准确称量，放入密闭的锥形混合机中搅拌均匀，制成复合增强剂密封待用；
2）将6-1mm低硅电熔镁砂颗粒或电熔大结晶镁砂颗粒、1-0.088mm低硅电熔镁砂颗粒或电熔大结晶镁砂颗粒，先投入到高速混炼机中，一次混合2-6min；再加入结合剂液体树脂，二次混合2-6min；然后加入180目电熔大结晶镁砂粉、活性氧化铝微粉、六铝酸钙、电熔镁铝尖晶石微粉、复合碳源、复合增强剂、烧结剂稀土氧化物混合物，三次混合5-15min。
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