CN110256057A - 免浸渍滑板砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了免浸渍滑板砖,按重量百分含量计,包含以下组分:烧结刚玉36%~38%,锆英砂6%~8%、碳化硅4%~6%、85矾土10%~13%、白刚玉17%~21%、陶瓷塑粘剂4%~6%、石墨2%~3%、活性α‑Al2O3微粉5%~7%、铝片2%~4%、金属硅粉1%~3%、高温沥青粉1%~2%、上述配方中所有组分重量之和为100%,外加酚醛树脂4~5%,树脂增强剂0.4~0.5%。本发明的目的在于提供了一种生产周期短、节约大量能源、生产和使用对环境无污染、有良好的抗侵蚀性和抗冲刷性的免浸渍滑板砖。

Description

免浸渍滑板砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及以氧化铝、氧化镁、碳为基料的无机非金属耐火材料领域,更具体涉及免浸渍滑板砖及其制备方法。
背景技术
滑板砖控流技术早在1884年由美国人lewis首先申请专利,但受当时机械技术、耐火材料技术等条件限制未能实用化,直到1964年,西德的Benteler 炼钢厂首次将其成功试用,然后才逐渐成熟而被大量采用,早期滑动水口控流技术仅应用于钢包,20世纪70年代推广到中间包,之后又扩展到转炉、电炉的挡渣出钢系统。滑动水口功能耐火材料是滑动水口控流技术的重要组成部分,鉴于使用的特殊性和安全性,对其抗侵蚀性、抗热震性、抗冲刷性等综合高温性能、几何形状、尺寸精度及表面光洁度等方面都提出了严格的要求,有的还要求有透气功能。为实现此性能,滑动水口耐火材料采用较为复杂的生产工艺,除了传统的耐火材料采用较复杂的生产工艺,还具有独特的工艺(沥青浸渍和焙烧等)并采用机械加工和装配工艺(磨制、抛光、套铁壳等),有的需在背面粘贴有可压缩性的隔热材料。滑板砖是功能耐火材料、金属材料和隔热材料的组合体。
滑动水口耐火材料自诞生以来,其技术不断发展、日臻成熟,滑动水口本体材质体系的演变经历了氧化物耐火材料体系到氧化物-碳复合体系再到氧化物-非氧化物体系的过程。
滑板烧成之后,目前国内外厂家一般要进行油浸,油浸中一般采用立式或卧式真空-加压油浸装置。滑板预热后放入油浸罐内,并抽真空至真空度 600mmHg柱以上,引入加热了的焦油或沥青,并对油加压至7~15kgf/cm2 或更高的压力,使焦油或沥青被吸入滑板的开口气孔中。但油浸中沥青碳挥发,对环境污染和人体健康均不利。
由于世界各国重视环保节能,尤其我国更加重视,所以采用一种免浸渍滑板砖势在必行,即环保又节能,对生产和使用不会造成环境污染。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的目的在于提供了一种生产周期短、节约大量能源、生产和使用对环境无污染、有良好的抗侵蚀性和抗冲刷性的免浸渍滑板砖。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
免浸渍滑板砖,按重量百分含量计,包含以下组分:烧结刚玉36%~38%,锆英砂6%~8%、碳化硅4%~6%、85矾土10%~13%、白刚玉17%~ 21%、陶瓷塑粘剂4%~6%、石墨2%~3%、活性α-Al2O3微粉5%~7%、铝片2%~4%、金属硅粉1%~3%、高温沥青粉1%~2%、上述配方中所有组分重量之和为100%,外加酚醛树脂4~5%,树脂增强剂0.4~0.5%。
其各组分的颗粒级配为:烧结刚玉的颗粒直径(3~1、2~1、1~0.5) mm,锆英砂颗粒直径(1~0)mm、碳化硅颗粒直径(1~0)mm、85矾土颗粒直径(1~0)mm、白刚玉为325目、陶瓷塑粘剂为180目、石墨-197、活性α -Al2O3微粉为1u、铝片为320目、金属硅粉为240目、高温沥青粉为200 目、所述的酚醛树脂、树脂增强剂为液体。
烧结刚玉颗粒级配按重量百分含量为:
3~1mm 6%~10%
2~1mm 17%~21%
1~0.5mm 9%~11%。
按重量百分含量计,所述烧结刚玉的颗粒级配重量百分含量之和为 36%~38%。
烧结刚玉:Al2O3含量≥98%、Fe2O3含量≤1.8%、SiO2含量<1.2%,锆英砂:ZrO2含量≥65%、Fe2O3含量≤0.2%、SiO2含量≤33%,碳化硅:SiC含量≥97%、Fe2O3含量≤0.55%、F.C含量≤0.55%;85矾土: Al2O3含量≥85%、Fe2O3含量<1%、TiO2含量<4.0%;白刚玉:Al2O3含量≥99%、Fe2O3含量≤0.2%;所述的陶瓷塑粘剂:Al2O3含量≥30%,SiO2含量≥40%;Fe2O3含量≤1.0%;所述的石墨C含量≥97%;活性α-Al2O3微粉:Al2O3含量≥72%、Fe2O3≤含量0.3%;铝片:活性铝Al≥97%;金属硅粉: Si含量≥97%、Fe2O3含量≤1.0%;所述的高温沥青粉:软化点95~120℃,灰份0.1~0.5%,挥发份55~75%;所述的酚醛树脂:残碳量45±4%、固含量75~80%、粘度15000~18000mpa。
免浸渍滑板砖的制备方法,按比例将烧结刚玉、锆英砂、碳化硅、85 矾土、白刚玉、陶瓷塑粘剂、活性α-Al2O3微粉、石墨-197、铝片、金属硅粉、高温沥青粉、酚醛树脂、树脂增强剂搅拌混合,然后成型并自然干燥,再放入干燥窑中缓慢升温干燥40~60小时,干燥窑温度不超过180~190℃为宜,然后推入中高温隧道窑均匀升温到580℃±20℃,保温15~20小时,最后匀速降温16~25小时即可。
免浸渍滑板砖及其制备方法,1小时内将干燥窑温度均匀升温到80℃,且在80℃保温12小时,然后24小时内将温度从80℃均匀上升到190℃,并在190℃下保温20时。
免浸渍滑板砖及其制备方法,在15~20小时内将温度均匀升温到580℃±20℃,最后匀速降温20小时。
经钙处理的钢水中含有一定量的Ca和CaO,而Ca易还原滑动水口中的Al2O3,SiO2成份,CaO和滑动水口中的Al2O3\SiO2反应生成一系列 CaO-Al2O3系和CaO-Al2O3-SiO2系低熔物,破坏滑动水口的结构,显著降低其使用寿命.基于ZrO2对CaO有良好的抗侵蚀性,在铝碳质滑板砖中添加锆英砂原料大大提高滑板砖提高钢水的耐侵蚀性.
虽然锆英砂的抗侵蚀性优于锆刚玉、锆莫来石,但其膨胀率高于后两者,采用大鳞片石墨有利于提高抗热震性和钢水的抗侵润性,钢水不易粘附在砖坯表面上,降低了两滑板间夹钢穿钢事故的隐患。但石墨可降低其氧化后的气孔直径,弹性后效大,影响其致密化,采用高温沥青粉有效弥补这一缺陷,高温沥青粉分散性好,有利于提高坯体体密,且易烧结,填充气孔,同时取消液体沥青浸渍和高温焙烧造成的环境污染。
陶瓷塑料剂是一种无机添加剂,用于压制成型、捣打料和挤压成型坯体,即使添加量较少,都会有增塑的作用,韧性增强,使用混合水作用产生溶涨,从而产生增塑效果外,还能增加坯体的机械强度。
因此具有以下的有益效果:生产周期短,加快了供货时间;节约大量能源(如水电气);工序减少,操作工较少;不油浸,生产和使用对环境无污染;对冶炼洁净钢、低碳钢提供了保障;有良好的抗侵蚀性和抗冲刷性;发明产品使用寿命比原烧成油浸滑板提高30%以上;能为钢铁行业实现节能降耗,冶炼精品钢、优质钢,增加效益发挥了不可替代的作用。
具体实施方式
免浸渍滑板砖,按重量百分含量计,包含以下组分:烧结刚玉36%~38%,锆英砂6%~8%、碳化硅4%~6%、85矾土10%~13%、白刚玉17%~ 21%、陶瓷塑粘剂4%~6%、石墨2%~3%、活性α-Al2O3微粉5%~7%、铝片2%~4%、金属硅粉1%~3%、高温沥青粉1%~2%、上述配方中所有组分重量之和为100%,外加酚醛树脂4~5%,树脂增强剂0.4~0.5%。
其各组分的颗粒级配为:烧结刚玉的颗粒直径(3~1、2~1、1~0.5) mm,锆英砂颗粒直径(1~0)mm、碳化硅颗粒直径(1~0)mm、85矾土颗粒直径(1~0)mm、白刚玉为325目、陶瓷塑粘剂为180目、石墨-197、活性α -Al2O3微粉为1u、铝片为320目、金属硅粉为240目、高温沥青粉为200 目、所述的酚醛树脂、树脂增强剂为液体。
烧结刚玉颗粒级配按重量百分含量为:
3~1mm 6%~10%
2~1mm 17%~21%
1~0.5mm 9%~11%。
按重量百分含量计,所述烧结刚玉的颗粒级配重量百分含量之和为 36%~38%。
烧结刚玉:Al2O3含量≥98%、Fe2O3含量≤1.8%、SiO2含量<1.2%,锆英砂:ZrO2含量≥65%、Fe2O3含量≤0.2%、SiO2含量≤33%,碳化硅:SiC含量≥97%、Fe2O3含量≤0.55%、F.C含量≤0.55%;85矾土: Al2O3含量≥85%、Fe2O3含量<1%、TiO2含量<4.0%;白刚玉:Al2O3含量≥99%、Fe2O3含量≤0.2%;所述的陶瓷塑粘剂:Al2O3含量≥30%,SiO2含量≥40%;Fe2O3含量≤1.0%;所述的石墨C含量≥97%;活性α-Al2O3微粉:Al2O3含量≥72%、Fe2O3≤含量0.3%;铝片:活性铝Al≥97%;金属硅粉: Si含量≥97%、Fe2O3含量≤1.0%;所述的高温沥青粉:软化点95~120℃,灰份0.1~0.5%,挥发份55~75%;所述的酚醛树脂:残碳量45±4%、固含量75~80%、粘度15000~18000mpa。
免浸渍滑板砖的制备方法,按比例将烧结刚玉、锆英砂、碳化硅、85 矾土、白刚玉、陶瓷塑粘剂、活性α-Al2O3微粉、石墨-197、铝片、金属硅粉、高温沥青粉、酚醛树脂、树脂增强剂搅拌混合,然后成型并自然干燥,再放入干燥窑中缓慢升温干燥40~60小时,干燥窑温度不超过180~190℃为宜,然后推入中高温隧道窑均匀升温到580℃±20℃,保温15~20小时,最后匀速降温16~25小时即可。
免浸渍滑板砖及其制备方法,1小时内将干燥窑温度均匀升温到80℃,且在80℃保温12小时,然后24小时内将温度从80℃均匀上升到190℃,并在190℃下保温20时。
免浸渍滑板砖及其制备方法,在15~20小时内将温度均匀升温到580℃±20℃,最后匀速降温20小时。
经钙处理的钢水中含有一定量的Ca和CaO,而Ca易还原滑动水口中的Al2O3,SiO2成份,CaO和滑动水口中的Al2O3\SiO2反应生成一系列 CaO-Al2O3系和CaO-Al2O3-SiO2系低熔物,破坏滑动水口的结构,显著降低其使用寿命.基于ZrO2对CaO有良好的抗侵蚀性,在铝碳质滑板砖中添加锆英砂原料大大提高滑板砖提高钢水的耐侵蚀性.
虽然锆英砂的抗侵蚀性优于锆刚玉、锆莫来石但其膨胀率高于后两者,采用大鳞片石墨有利于提高抗热震性和钢水的抗侵润性,钢水不易粘附在砖坯表面上,降低了两滑板间夹钢穿钢事故的隐患。但石墨可降低其氧化后的气孔直径,弹性后效大,影响其致密化,采用高温沥青粉有效弥补这一缺陷,高温沥青粉分散性好,有利于提高坯体体密,且易烧结,填充气孔,同时取消液体沥青浸渍和高温焙烧造成的环境污染。
陶瓷塑料剂是一种无机添加剂,用于压制成型、捣打料和挤压成型坯体,即使添加量较少,都会有增塑的作用,韧性增强,使用混合水作用产生溶涨,从而产生增塑效果外,还能增加坯体的机械强度。
实施例1
原料规格如下:
烧结刚玉:Al2O3含量≥95%、Fe2O3含量≤1.8%、SiO2含量<1.2%,
锆英砂:ZrO2含量≥65%、Fe2O3含量≤0.2%、SiO2含量≤33%,
碳化硅:SiC含量≥97%、Fe2O3含量≤0.55%、F.C含量≤0.55%
85矾土:Al2O3含量≥85%、Fe2O3含量<1%、TiO2含量<4.0%;
白刚玉:Al2O3含量≥99%、Fe2O3含量≤0.2%;
陶瓷塑粘剂:MgO含量≥45%,SiO2含量≥40%;Fe2O3含量≤10%;
石墨:C含量≥97%
活性α-Al2O3微粉:Al2O3含量≥72%、Fe2O3≤含量0.3%;
铝片:活性铝Al≥97%;
金属硅粉:Si含量≥97%、Fe2O3含量≤1.0%;
高温沥青粉:软化点95~120℃,灰份0.1~0.5%,挥发份55~75%;;
酚醛树脂:残碳量45±4%、固含量75~80%、粘度15000~18000mpa。
发明产品基本生产工艺是:按表1中的配方,烧结刚玉、锆英砂、碳化硅、85矾土经破碎筛分后按表1中的配方进行配料,加入湿碾机或高速混练机中混合3~6分钟,加入酚醛树脂树脂增强剂结合剂,混匀后再加入如下细粉:白刚玉、陶瓷塑粘剂、石墨、活性α-Al2O3微粉、铝片、金属硅粉、高温沥青粉、酚醛树脂,混合10~30分钟出料。成型采用1250吨以上螺旋压砖机,按照砖的形状、尺寸,精确称量物料,称量好的料加入到模具内,成型到规定尺寸,每块砖要测量外形尺寸、平整度、对角线尺寸,每班要抽查10%的单重,每一车砖要检测气孔率、体积密度,凡发现不合格现象必须报废并查找原因。成型后的砖坯一般需经自然干燥后才能入干燥窑,砖坯在干燥器中,1小时内将干燥窑温度均匀升温到80℃且在80℃保温12小时,然后24小时内将温度从80℃均匀上升到190℃,再在190℃下保温20小时,然后推入中高温隧道窑烧成均匀升温580℃±20℃,匀速升温18小时,保温15小时即可,最后匀速降温20小时。为了提高滑板的使用性,防止裂纹的产生和扩大,要用钢带对滑板周边打箍,在滑板周围用薄铁皮包扎,它可以预防滑板在使用中的碎裂,并由于这种金属箍包扎得十分紧,因此限制滑板砖内裂纹扩展,特别是防止裂纹张开扩大的作用。为了提高滑板在开拉过程中的灵活性,防止从滑动面之间漏钢,滑动面要在磨床上进行加工,要求平整度小于0.05mm。磨制后的滑板经检验合格后,要在背面粘贴石棉垫和马口铁或套铁壳,其作用主要是减少通过滑板砖传递到滑动机构上热量,防止机构在高温下变形而影响使用寿命。
表1本发明产品试验的3个配方中各组分的百分含量
免浸渍滑板砖
表2按照表1中3个配方所制得的产品的理化测试指标对照表
根据表2中的检验结果可知:以上3个配方都能正常使用,配方3效果最佳。
以上所述的仅是发明的一些实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的创造构思的前提下,还可以做出其它变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.免浸渍滑板砖,其特征在于,按重量百分含量计,包含以下组分:烧结刚玉36%~38%,锆英砂6%~8%、碳化硅4%~6%、85矾土10%~13%、白刚玉17%~21%、陶瓷塑粘剂4%~6%、石墨2%~3%、活性α-Al2O3微粉5%~7%、铝片2%~4%、金属硅粉1%~3%、高温沥青粉1%~2%、上述配方中所有组分重量之和为100%,外加酚醛树脂4~5%,树脂增强剂0.4~0.5%。
2.根据权利要求1所述的免浸渍滑板砖,其特征在于,其各组分的颗粒级配为:烧结刚玉的颗粒直径(3~1、2~1、1~0.5)mm,锆英砂颗粒直径(1~0)mm、碳化硅颗粒直径(1~0)mm、85矾土颗粒直径(1~0)mm、白刚玉为325目、陶瓷塑粘剂为180目、石墨-197、活性α-Al2O3微粉为1u、铝片为320目、金属硅粉为240目、高温沥青粉为200目、所述的酚醛树脂、树脂增强剂为液体。
3.根据权利要求2所述的免浸渍滑板砖,其特征在于,所述烧结刚玉颗粒级配按重量百分含量为:
3~1mm 6%~10%
2~1mm 17%~21%
1~0.5mm 9%~11%。
4.根据权利要求3所述的免浸渍滑板砖,其特征在于,按重量百分含量计,所述烧结刚玉的颗粒级配重量百分含量之和为36%~38%。
5.根据权利要求4所述的免浸渍滑板砖,其特征在于,所述的烧结刚玉:Al2O3含量≥98%、Fe2O3含量≤1.8%、SiO2含量<1.2%,所述的锆英砂:ZrO2含量≥65%、Fe2O3含量≤0.2%、SiO2含量≤33%,所述的碳化硅:SiC含量≥97%、Fe2O3含量≤0.55%、F.C含量≤0.55%;所述的85矾土:Al2O3含量≥85%、Fe2O3含量<1%、TiO2含量<4.0%;所述的白刚玉:Al2O3含量≥99%、Fe2O3含量≤0.2%;所述的陶瓷塑粘剂:Al2O3含量≥30%,SiO2含量≥40%;Fe2O3含量≤1.0%;所述的石墨C含量≥97%;所述的活性α-Al2O3微粉:Al2O3含量≥72%、Fe2O3≤含量0.3%;所述的铝片:活性铝Al≥97%;所述的金属硅粉:Si含量≥97%、Fe2O3含量≤1.0%;所述的高温沥青粉:软化点95~120℃,灰份0.1~0.5%,挥发份55~75%;所述的酚醛树脂:残碳量45±4%、固含量75~80%、粘度15000~18000mpa。
6.根据权利要求1所述的免浸渍滑板砖的制备方法,其特征在于,按比例将烧结刚玉、锆英砂、碳化硅、85矾土、白刚玉、陶瓷塑粘剂、活性α-Al2O3微粉、石墨-197、铝片、金属硅粉、高温沥青粉、酚醛树脂、树脂增强剂搅拌混合,然后成型并自然干燥,再放入干燥窑中缓慢升温干燥40~60小时,干燥窑温度不超过180~190℃为宜,然后推入中高温隧道窑均匀升温到580℃±20℃,保温15~20小时,最后匀速降温16~25小时即可。
7.根据权利要求6所述的免浸渍滑板砖的制备方法,其特征在于,1小时内将干燥窑温度均匀升温到80℃,且在80℃保温12小时,然后24小时内将温度从80℃均匀上升到190℃,并在190℃下保温20时。
8.根据权利要求7所述的免浸渍滑板砖的制备方法,其特征在于,在15~20小时内将温度均匀升温到580℃±20℃,最后匀速降温20小时。
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