CN111018496A - 一种无碳镁白云石质滑板及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无碳镁白云石质滑板及其制备方法与应用，属于耐火材料技术领域。该滑板的原料组成为：以镁白云石砂为主的颗粒料60～64wt％以及共磨粉36～40wt％，总百分比为100％，外加占总重量4～5wt％的无水树脂结合剂；其中所述的共磨粉包括10～18wt％镁白云石细粉、3～7wt％a‑Al2O3微粉、4～6wt％氧化锆细粉、8～10wt％锆英石细粉和5wt％金属硅粉。该滑板引入的镁白云石砂和细粉为工业高温煅烧稳定性镁白云石，通过无碳化，提高了冶炼时钢水洁净度和钢水质量，同时改善了产品性能，还降低了生产成本。

Description

一种无碳镁白云石质滑板及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，更具体地说，涉及一种无碳镁白云石质滑板及其制备方法，可以应用于钢包或者转炉滑动水口系统中。
背景技术
随着我国不锈钢、洁净钢和超低碳钢等优质钢种的生产发展，对具有净化钢水性能的耐火材料的需求越来越大，因为它具有吸附钢液中的S、P以及Al2O3、SiO2等非金属夹杂物的特性，而且原料资源丰富。镁白云石质耐火制品具有耐高温性能、抗渣性能、抗剥落性能、高温耐磨性能、优越的净化钢水性能，但是因为其容易发生水化导致不能大批量的投入使用，目前使用较广的制品是在水泥窑炉、AOD炉、VOD炉和LF炉等精炼设备钢包内衬砖上使用，但在钢包和转炉滑动水口系统中还没有实现有效的推进和批量使用。
在钢包和转炉冶炼钢水的过程中，目前普遍采用的是：1)铝碳质滑板：以优质烧结板状刚玉、石墨、a-Al2O3微粉为主要原料，引入复合防氧化剂、增强剂，经热处理后，研制生产了高温性能优良的刚玉-碳质滑。近年来，又开发了金属氮化物结合的铝碳质滑板，以生产滑板常用的刚玉为骨料，以金属Al粉为主基质，添加适量的催化剂，使金属Al在适宜的温度下进行熔融和适度氮化，最后的得到的材料结构以刚玉为骨架，金属Al形成连续薄膜，包裹在颗粒的周围，AlN作为增强体，形成细晶结构；
2)铝锆碳材质滑板，采用锆莫来石(ZrO2-Al2O3-SiO2)、AZT(Al2O3-ZrO2-TiO2)、锆刚玉(ZrO2-Al2O3)、AZTS(Al2O3-ZrO2-TiO2-SiO2)等含锆原料，引入含锆材料，目的在于利用含锆材料中的氧化锆在降温时发生的晶型转变伴有体积收缩的特点，晶粒内产生显微裂纹，大大改善了材料的耐热冲击性能；其次ZrO2具有优良的抗侵蚀性能，引入含锆材料后的铝碳锆质滑板抗侵蚀性能较铝碳质滑板有明显提高；
3)镁碳材质滑板，碳结合的铝碳质及铝碳锆质滑板是目前国内炼钢厂普遍采用的滑板，但这两种滑板抗Ca侵蚀能力差，不能适应Ca处理洁净钢、Al/Si镇静钢等钢种的浇注。以MgO为基础的碱性滑板抗侵蚀性强，特别适用于Ca处理钢和Al/Si镇静钢。由于MgO的膨胀系数高达13.5310-6·℃-1，纯镁质材料热震稳定性差，适应不了滑板在使用中那种急冷急热的环境，因此引入了镁铝尖晶石。
上述几个方案均不失为对钢包滑板的良好探索，但仍有进一步提升的空间，行业内对于钢包滑板的研究也从未停止。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有镁白云石质耐火制品无法应用于钢包或者转炉滑动水口系统中的问题，本发明提供一种无碳镁白云石质滑板及其制备方法，可以应用于钢包或者转炉滑动水口系统中，通过加入镁白云石砂和细粉，不仅降低了生产成本，同时使滑板具有良好的耐高温性能、抗侵蚀性、抗冲刷性和抗热震性，提高使用寿命。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
本发明的无碳镁白云石质滑板，其原料组成为：以镁白云石砂为主的颗粒料60～64wt％以及共磨粉36～40wt％，总百分比为100％，外加占总重量4～5wt％的无水树脂结合剂；其中所述的共磨粉包括10～18wt％镁白云石细粉、3～7wt％a-Al2O3微粉、4～6wt％氧化锆细粉、8～10wt％锆英石细粉和5wt％金属硅粉。
于本发明一种可能的实施方式中，所述镁白云石砂和镁白云石细粉由工业高温煅烧镁白云石制作得到。
于本发明一种可能的实施方式中，所述镁白云石砂包括粒径为2～1mm的镁白云石砂28wt％、粒径为1～0.5mm的镁白云石砂18wt％、粒径为0.5～0mm的镁白云石砂14％～18wt％；所述镁白云石砂的化学组分及主要含量为：MgO的含量为75.57wt％，CaO的含量为19.85wt％，SiO2的含量1.15wt％，Fe2O3的含量为0.74wt％，Al2O3的含量为0.51wt％。
于本发明一种可能的实施方式中，所述镁白云石细粉的粒径为325目；所述镁白云石细粉的化学组分及主要含量为：MgO的含量为75.57wt％，CaO的含量为19.85wt％，SiO2的含量1.15wt％，Fe2O3的含量为0.74wt％，Al2O3的含量为0.51wt％。
于本发明一种可能的实施方式中，所述a-Al2O3微粉的粒径为0～2μm；所述a-Al2O3微粉的化学组分及主要含量为：Al2O3的含量≥99.0wt％，SiO2的含量≤0.1wt％，Fe2O3的含量≤0.08wt％，Na2O+K2O的含量≤0.3wt％。
于本发明一种可能的实施方式中，所述氧化锆细粉的化学组分及主要含量为：ZrO2的含量95.12wt％，CaO的含量为3.41wt％，Al2O3的含量0.65wt％，SiO2的含量0.45wt％，TiO2的含量0.36wt％，Fe2O3的含量0.08wt％；所述氧化锆细粉的粒径为325目。
于本发明一种可能的实施方式中，所述锆英石细粉的化学组分及主要含量为：ZrO2的含量66.25wt％，SiO2的含量32.50wt％，TiO2的含量0.33wt％，Al2O3的含量0.37wt％，Fe2O3的含量0.16wt％，CaO的含量为0.05wt％，MgO的含量0.02wt％，Na2O的含量0.01wt％，K2O的含量0.01wt％；所述锆英石细粉的粒径为325目。
于本发明一种可能的实施方式中，所述金属硅粉的化学组分及主要含量为：Si的含量为98.6wt％，Fe的含量为0.54wt％，Al的含量为0.49wt％，Ca的含量为0.36wt％；所述金属硅粉的粒径为325目。
本发明还提供了一种无碳镁白云石质滑板的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、共磨粉制备：按重量百分比将镁白云石细粉、a-Al2O3微粉、氧化锆细粉、锆英石细粉、金属硅粉混合均匀制得共磨粉；
步骤二、颗粒料配料：按重量百分比将粒径为2～1mm的镁白云石砂、粒径为1～0.5mm的镁白云石砂、粒径为0.5～0mm的镁白云石砂均匀混合得到颗粒配料；
步骤三、混料：将颗粒骨料用湿碾机干混2～3分钟，然后缓慢加入无水树脂结合剂湿混5～8分钟，最后加入共磨粉，混合35～45分钟后出碾得到混合料；
步骤四、成型：将混合料在1000t电动螺旋压砖机上压制成型为半成品坯体；
步骤五、干燥：将坯体自然晾放8小时后，置于隧道天然气干燥窑内按设定好的曲线干燥，其进窑初始温度为30℃，在4小时内将温度由30℃升高到80℃，保温1小时→4小时内将温度由80℃升高到120℃，保温1小时→3小时内将温度由120℃升高到150℃，保温1小时→3小时内将温度由150℃升高到180℃，保温1小时→3小时内将温度由180℃升高到210℃，保温16小时；总干燥时间为37小时；出窑后对产品进行检查，挑选尺寸和外观合格产品进入下一道工序；
步骤六、烧成：将干燥后检查合格产品装窑，砖坯应侧装在砌筑好的匣钵内，砖坯与匣钵内壁距离不少于10mm，砖坯与砖坯间隙不小于10mm；窑车装好后，进高温梭式窑进行烧成，烧成气氛为氧化气氛，烧成最高温度为1480℃，烧成具体工艺曲线如下：室温～300℃，10小时→300～900℃，25小时→900～1350℃，15小时→1350～1480℃，10小时→1480℃保温，15小时，共计烧成时间75小时→停火，晾窑→窑温降到300℃，松开窑门把手→窑温降到200℃，打开窑门自然冷却→窑内冷却至100℃后窑车出窑→出窑时要轻拿轻放，经检查后得到合格产品；
步骤七、打箍：铁箍焊缝打磨平整，打箍位置位于滑板中部，铁箍焊缝不得超过1mm，铁箍与半成品滑板间隙不得超过1mm；
步骤八、磨制：在数控立轴圆台平面磨床上磨制，下刀量控制在2mm/min，倍率控制在60-80％；磨制后滑板工作面平整度≤0.05mm，平行度≤0.5mm；磨制后要在连续式红外干燥窑立即烘干，烘干温度为220℃，经检查合格可进入涂层、贴面、包装工序；
步骤九、涂层：在烘干后的滑板工作面涂一层防氧化涂料；
步骤十、贴面：涂层完，在非工作面贴一层石棉垫，粘接剂为万能胶或白乳胶；
步骤十一、包装：贴面后砖体自然晾放24小时，待砖体温度降至室温后开始装箱，箱子底部加大塑料袋，里面放置干燥剂，每装完一层再放一层干燥剂，装完后将大塑料袋用扎口绳扎紧。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的无碳镁白云石质滑板，引入的镁白云石砂和细粉为工业高温煅烧稳定性镁白云石，通过无碳化，提高了冶炼时钢水洁净度和钢水质量，同时改善了产品性能，还降低了生产成本；
(2)本发明的无碳镁白云石质滑板，镁白云石中MgO的熔点为2800℃，CaO的熔点为2570℃，MgO和CaO在高温下不生成二元复合矿物，二者的最低共熔点为2370℃，具有优良的抗高温性能。镁白云石质滑板在使用过程中与炉渣接触时，对炉渣的化学侵蚀和渗透的有很强的抵抗能力；镁白云石滑板中的CaO在高温下具有较大的蠕变性，能够缓冲由于温度急剧变化在砖内部产生的热应力，抑制滑板内部裂纹的产生和扩展，提高了滑板抗热剥落的能力；另一方面，镁白云石滑板中的CaO与炉渣中的SiO2反应生成高熔点的矿物，提高了炉渣的粘度，提高了镁白云石滑板的抗结构剥落性能；
(3)目前镁钙材质普遍量产为镁钙钢包砖等制品，在滑动水口机构上并无此材质产品，其生产工艺也较为简单，一般步骤为：共磨粉制备→颗粒料配料→混料→成型→干燥→包装，一共6个工序，本发明镁白云石钢包滑板生产工艺一共有11个工序，增加了烧成、打箍、磨制、涂层、贴面等5大工序；制品生产的每道工序都制定了详细的操作规程和工艺参数要求，特别是磨制工序，对滑板磨制后烘干工艺进行了详细规定，包括磨制后立即烘干、烘干温度220℃，这都有力的确保了水化问题以及各种质量不确定因素的发生，另外对混炼工序，制定了加料顺序和时间要求；在干燥工序，明确了自然干燥时间为8小时，使水分先自然排出一部分，防止直接进窑干燥的，导致制品开裂；以及干燥温度曲线要求；在烧成工序，对烧成工艺曲线、进出窑工艺操作要点都进行了详细规定，特别是低温阶段升温速度的控制，防止过快升温，制品的裂纹产生；使生产过程处于可控状态之下，保证了技术方案的有效实施。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
以下个实施例所使用的镁白云石砂和镁白云石细粉由工业高温煅烧镁白云石制作得到，所述a-Al2O3微粉、氧化锆细粉、锆英石细粉和金属硅粉均由市场购买得到。
1)所述镁白云石砂的化学组分及主要含量为：MgO的含量为75.57wt％，CaO的含量为19.85wt％，SiO2的含量1.15wt％，Fe2O3的含量为0.74wt％，Al2O3的含量为0.51wt％。
2)所述镁白云石细粉的粒径为325目，重量百分比为10wt％，所述镁白云石细粉的化学组分及主要含量为：MgO的含量为75.57wt％，CaO的含量为19.85wt％，SiO2的含量1.15wt％，Fe2O3的含量为0.74wt％，Al2O3的含量为0.51wt％。
3)所述a-Al2O3微粉的粒径为0～2μm；所述a-Al2O3微粉的化学组分及主要含量为：Al2O3的含量≥99.0wt％，SiO2的含量≤0.1wt％，Fe2O3的含量≤0.08wt％，Na2O+K2O的含量≤0.3wt％。
4)所述氧化锆细粉的化学组分及主要含量为：ZrO2的含量95.12wt％，CaO的含量为3.41wt％，Al2O3的含量0.65wt％，SiO2的含量0.45wt％，TiO2的含量0.36wt％，Fe2O3的含量0.08wt％；所述氧化锆细粉的粒径为325目。
5)所述锆英石细粉的化学组分及主要含量为：ZrO2的含量66.25wt％，SiO2的含量32.50wt％，TiO2的含量0.33wt％，Al2O3的含量0.37wt％，Fe2O3的含量0.16wt％，CaO的含量为0.05wt％，MgO的含量0.02wt％，Na2O的含量0.01wt％，K2O的含量0.01wt％；所述锆英石细粉的粒径为325目。
6)所述金属硅粉的化学组分及主要含量为：Si的含量为98.6wt％，Fe的含量为0.54wt％，Al的含量为0.49wt％，Ca的含量为0.36wt％；所述金属硅粉的粒径为325目。
实施例1
本实施例的无碳镁白云石质滑板，其原料组成为：颗粒料64wt％、共磨粉36wt％，总百分比为100wt％；外加占总重量5wt％的无水树脂结合剂；其中所述的共磨粉由10wt％镁白云石细粉、7wt％a-Al2O3微粉、6wt％氧化锆细粉、8wt％锆英石细粉和5wt％金属硅粉混合均匀制得。
进一步的，所述的颗粒料包括粒径为2～1mm的镁白云石砂28wt％、粒径为1～0.5mm的镁白云石砂18wt％、粒径为0.5～0mm的镁白云石砂18wt％。
上述无碳镁白云石质滑板的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、共磨粉制备：按重量百分比将镁白云石细粉、a-Al2O3微粉、氧化锆细粉、锆英石细粉、金属硅粉混合均匀制得共磨粉；
步骤二、颗粒料配料：按重量百分比将粒径为2～1mm的镁白云石砂、粒径为1～0.5mm的镁白云石砂、粒径为0.5～0mm的镁白云石砂均匀混合得到颗粒配料；
步骤三、混料：将颗粒骨料用湿碾机干混3分钟，然后缓慢加入无水脂结合剂湿混8分钟，最后加入共磨粉，混合45分钟后出碾得到混合料；
步骤四、成型：将混合料在1000t电动螺旋压砖机上压制成型为半成品坯体；
步骤五、干燥：将坯体自然晾放8小时后，置于隧道天然气干燥窑内按设定好的曲线干燥，其进窑初始温度为30℃，在4小时内将温度由30℃升高到80℃，保温1小时→4小时内将温度由80℃升高到120℃，保温1小时→3小时内将温度由120℃升高到150℃，保温1小时→3小时内将温度由150℃升高到180℃，保温1小时→3小时内将温度由180℃升高到210℃，保温16小时；总干燥时间为37小时；出窑后对产品进行检查，挑选尺寸和外观合格产品进入下一道工序；
步骤六、烧成：将干燥后检查合格产品装窑，砖坯应侧装在砌筑好的匣钵内，砖坯与匣钵内壁距离不少于10mm，砖坯与砖坯间隙不小于10mm。窑车装好后，进高温梭式窑进行烧成，烧成气氛为氧化气氛，烧成最高温度为1480℃，烧成具体工艺曲线如下：室温～300℃，10小时→300～900℃，25小时→900～1350℃，15小时→1350～1480℃，10小时→1480℃保温，15小时，共计烧成时间75小时→停火，晾窑→窑温降到300℃，松开窑门把手→窑温降到200℃，打开窑门自然冷却→窑内冷却至100℃后窑车出窑→出窑时要轻拿轻放，经检查后合格产品可进入下一道工序；
步骤七、打箍：铁箍焊缝打磨平整，打箍位置位于滑板中部，铁箍焊缝不得超过1mm，铁箍与半成品滑板间隙不得超过1mm；
步骤八、磨制：在数控立轴圆台平面磨床上磨制，下刀量控制在2mm/min，倍率控制在60-80％；磨制后滑板工作面平整度≤0.05mm，平行度≤0.5mm；磨制后要在连续式红外干燥窑立即烘干，烘干温度为220℃，经检查合格可进入涂层、贴面、包装工序；
步骤九、涂层：在烘干后的滑板工作面涂一层防氧化涂料，要均匀，光滑；
步骤十、贴面：涂层完，在非工作面贴一层石棉垫，粘接剂为万能胶或者白乳胶；
步骤十一、包装：贴面后砖体自然晾放24小时，待砖体温度降至室温后开始装箱，箱子底部加大塑料袋，里面放置干燥剂，每装完一层再放一层干燥剂，装完后将大塑料袋用扎口绳扎紧。
实施例2
本实施例无碳镁白云石质滑板，其原料组成成分按照表1所示的配方，制备方法同实施例1。
实施例3
本实施例无碳镁白云石质滑板，其原料组成成分按照表1所示的配方，制备方法同实施例1。
实施例4
本实施例无碳镁白云石质滑板，其原料组成成分按照表1所示的配方，制备方法同实施例1。
表1各实施例所采用配料的粒型及百分比
Figure BDA0002305402550000071
表2为上述实施例1～4所得无碳镁白云石质滑板与现有的铝质滑板的理化性能及平均使用寿命参数
Figure BDA0002305402550000072
从表2中可以得知，本发明无碳镁白云石质滑板在大型钢包上试用，试验结束后对无碳镁白云石质滑板与现有产品进行了扩孔、拉毛、磨损、裂纹、板面情况等分析，平均使用寿命3～4次/套，扩孔速率为：平均5.5mm；平均侵蚀速率1.38mm/次。通过批量使用，对结果进行统计与现有产品进行比对，本发明无碳镁白云石质滑板的平均侵蚀速率为≤2mm/次，低于现有铝碳、铝锆碳产品的侵蚀速率≥3.5mm/次；下线滑板的扩孔和板面状况较好，板面光滑，未出现漏钢、铸孔下马蹄状侵蚀和异常拉毛、磨损现象，因此本发明无碳镁白云石质滑板具有优良的耐高温性能、耐磨性和优良的热震性能和抗渣蚀性能。
值得说明的是：目前普通钢包滑动机构所用滑板材质为铝碳以及铝锆碳滑板，其体系主要成分为氧化铝、金属铝和碳黑、石墨等铝碳系材料，在冶炼普碳钢是能够满足使用要求的，但是满足不料快速增长的洁净钢、特种钢炼钢要求，抵抗碱性钢渣冲刷和侵蚀的能力较差，容易造成上滑板铸孔下部侵蚀扩孔严重，下滑板铸孔下部形成舌形和马蹄状的侵蚀区、在下滑板止滑区侵蚀起坑、粘钢、粘渣最终导致滑板夹钢、拉毛以及严重情况下的穿钢。
另外铝碳、铝锆碳材质滑板在冶炼洁净钢、不锈钢等对碳含量要求比较高的钢种时，普通铝碳、铝锆碳滑板因为石墨碳、沥青碳的引入无法满足钢厂钢种碳含量的技术需求。本发明从去减铝、去碳入手，改用抗侵蚀性能优越、耐火度高、耐渣蚀强的镁白云石原料、通过氧化镁、氧化钙的引入，运用无水树脂技术改进以及促烧结、抗水化结合剂氧化锆、锆英石以及促高温烧结性能的氧化铝的加入，形成一种全新的钢包用洁净钢滑板材质体系，来满足炼钢洁净度、优质钢种的需求。
本发明所用镁白云石砂是用合成工艺制成的高钙镁质耐火原料，按成品的化学成分要求配料，采用二步煅烧工艺制成镁白云石砂。镁质原料为菱镁矿、海水氢氧化镁、镁白云石等；钙质原料为：白云石、消石灰等；二步煅烧的镁白云石砂的纯度高、密度大、制成砖的高温机械强度也高制造普通镁白云石砖。
本发明所用无水树脂结合剂，粘度为9000～12000CP/S，固含量在80～85％，水分≤0.2％。
通过工艺技术的改进和提升，树脂含水量得到有效控制，为镁白云石质钢包滑板的生产创造了批量生产、防水化性能和产品合格率的提升提供了可靠保障。
对比例1
本对比例所述的钢包滑板，其中以镁白云石砂为主的颗粒料的重量百分比不超过60％。
本对比例的无碳镁白云石质滑板，其原料组成为：颗粒料59wt％、共磨粉41wt％，总百分比为100wt％；外加占总重量4wt％的无水树脂结合剂；其中所述的共磨粉由13wt％镁白云石细粉、8wt％a-Al2O3微粉、6.5wt％氧化锆细粉、8.5wt％锆英石细粉、5wt％金属硅粉混合均匀制得。
进一步的，所述的颗粒料包括粒径为2～1mm的镁白云石砂26wt％、粒径为1～0.5mm的镁白云石砂16wt％、粒径为0.5～0mm的镁白云石砂17wt％。
本对比例无碳镁白云石质滑板，其原料组成成分按照表2所示的配方，制备方法同实施例1。
对比例2
本对比例所述的钢包滑板，其中以镁白云石砂为主的颗粒料的重量百分比不低于64％。
本对比例的无碳镁白云石质滑板，其原料组成为：颗粒料65wt％、共磨粉35wt％，总百分比为100wt％；外加占总重量5wt％的无水树脂结合剂；其中所述的共磨粉由10wt％镁白云石细粉、6wt％a-Al2O3微粉、6wt％氧化锆细粉、8wt％锆英石细粉、5wt％金属硅粉混合均匀制得。
进一步的，所述的颗粒料包括粒径为2～1mm的镁白云石砂29wt％、粒径为1～0.5mm的镁白云石砂18wt％、粒径为0.5～0mm的镁白云石砂18wt％。
本对比例无碳镁白云石质滑板，其原料组成成分按照表2所示的配方，制备方法同实施例1。
对比例3
本对比例所述的钢包滑板，其中不添加a-Al2O3微粉。
本对比例的无碳镁白云石质滑板，其原料组成为：颗粒料64wt％、共磨粉36wt％，总百分比为100wt％；外加占总重量5wt％的无水树脂结合剂；其中所述的共磨粉由12wt％镁白云石细粉、8wt％氧化锆细粉、10wt％锆英石细粉和6wt％金属硅粉混合均匀制得。
进一步的，所述的颗粒料包括粒径为2～1mm的镁白云石砂28wt％、粒径为1～0.5mm的镁白云石砂18wt％、粒径为0.5～0mm的镁白云石砂18wt％。
本对比例无碳镁白云石质滑板，其原料组成成分按照表2所示的配方，制备方法同实施例1。
对比例4
本对比例所述的钢包滑板，其中不添加氧化锆细粉和锆英石细粉。
本对比例的无碳镁白云石质滑板，其原料组成为：颗粒料64wt％、共磨粉36wt％，总百分比为100wt％；外加占总重量5wt％的无水树脂结合剂；其中所述的共磨粉由17wt％镁白云石细粉、14wt％a-Al2O3微粉和5wt％金属硅粉混合均匀制得。
进一步的，所述的颗粒料包括粒径为2～1mm的镁白云石砂28wt％、粒径为1～0.5mm的镁白云石砂18wt％、粒径为0.5～0mm的镁白云石砂18wt％。
本对比例无碳镁白云石质滑板，其原料组成成分按照表2所示的配方，制备方法同实施例1。
表2各对比例所采用配料的粒型及百分比
Figure BDA0002305402550000101
表3为上述对比例1～4所得滑板的理化性能及平均使用寿命参数
Figure BDA0002305402550000102
从表3中可以得知，添加剂中所用a-Al2O3微粉加入量为3％～7％，在1480℃烧成时形成9％～17％的液相量，促进砖的烧结，提高致密度，并进一步提高镁白云石砖的抗渣蚀能力。
进一步的，氧化锆细粉和锆英石细粉在高温下能与CaO形成CaZrO3和CS3，这些新物相的形成能够活化晶格，促进晶粒的长大，且这些新物相不与水反应，可以明显的改善含钙镁白云石质耐火材料的抗水化性能。在CaO含量在20～30％时，8～10％的锆英石细粉能够使制品的抗水化性能达到最佳，最大增重不达到0.5％；另外4～6％的氧化锆加入量可以提高制品的烧结性能。
以上说明是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能确定本发明具体实施只局限于以上说明。在本发明所述技术领域的普通技术员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无碳镁白云石质滑板，其特征在于，其原料组成为：以镁白云石砂为主的颗粒料60～64wt％以及共磨粉36～40wt％，总百分比为100％，外加占总重量4～5wt％的无水树脂结合剂；其中所述的共磨粉包括10～18wt％镁白云石细粉、3～7wt％a-Al2O3微粉、4～6wt％氧化锆细粉、8～10wt％锆英石细粉和5wt％金属硅粉。
2.根据权利要求1所述的无碳镁白云石质滑板，其特征在于，所述颗粒料包括粒径为2～1mm的镁白云石砂28wt％、粒径为1～0.5mm的镁白云石砂18wt％、粒径为0.5～0mm的镁白云石砂14％～18wt％；所述镁白云石砂的化学组分及主要含量为：MgO的含量为75.57wt％，CaO的含量为19.85wt％，SiO2的含量1.15wt％，Fe2O3的含量为0.74wt％，Al2O3的含量为0.51wt％。
3.根据权利要求2所述的无碳镁白云石质滑板，其特征在于，所述镁白云石砂和镁白云石细粉由工业高温煅烧镁白云石制作得到。
4.根据权利要求1所述的无碳镁白云石质滑板，其特征在于，所述镁白云石细粉的粒径为325目；所述镁白云石细粉的化学组分及主要含量为：MgO的含量为75.57wt％，CaO的含量为19.85wt％，SiO2的含量1.15wt％，Fe2O3的含量为0.74wt％，Al2O3的含量为0.51wt％。
5.根据权利要求1所述的无碳镁白云石质滑板，其特征在于，所述a-Al2O3微粉的粒径为0～2μm；所述a-Al2O3微粉的化学组分及主要含量为：Al2O3的含量≥99.0wt％，SiO2的含量≤0.1wt％，Fe2O3的含量≤0.08wt％，Na2O+K2O的含量≤0.3wt％。
6.根据权利要求1所述的无碳镁白云石质滑板，其特征在于，所述氧化锆细粉的化学组分及主要含量为：ZrO2的含量95.12wt％，CaO的含量为3.41wt％，Al2O3的含量0.65wt％，SiO2的含量0.45wt％，TiO2的含量0.36wt％，Fe2O3的含量0.08wt％；所述氧化锆细粉的粒径为325目。
7.根据权利要求1所述的无碳镁白云石质滑板，其特征在于，所述锆英石细粉的化学组分及主要含量为：ZrO2的含量66.25wt％，SiO2的含量32.50wt％，TiO2的含量0.33wt％，Al2O3的含量0.37wt％，Fe2O3的含量0.16wt％，CaO的含量为0.05wt％，MgO的含量0.02wt％，Na2O的含量0.01wt％，K2O的含量0.01wt％；所述锆英石细粉的粒径为325目。
8.根据权利要求1所述的无碳镁白云石质滑板，其特征在于，所述金属硅粉的化学组分及主要含量为：Si的含量为98.6wt％，Fe的含量为0.54wt％，Al的含量为0.49wt％，Ca的含量为0.36wt％；所述金属硅粉的粒径为325目。
9.根据权利要求1～8任一项所述的无碳镁白云石质滑板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、共磨粉制备：按重量百分比将镁白云石细粉、a-Al2O3微粉、氧化锆细粉、锆英石细粉、金属硅粉混合均匀制得共磨粉；
步骤二、颗粒料配料：按重量百分比将粒径为2～1mm的镁白云石砂、粒径为1～0.5mm的镁白云石砂、粒径为0.5～0mm的镁白云石砂均匀混合得到颗粒配料；
步骤三、混料：将颗粒骨料用湿碾机干混2～3分钟，然后缓慢加入无水树脂结合剂湿混5～8分钟，最后加入共磨粉，混合35～45分钟后出碾得到混合料；
步骤四、成型：将混合料在1000t电动螺旋压砖机上压制成型为半成品坯体；
步骤五、干燥：将坯体自然晾放8小时后，置于隧道天然气干燥窑内按设定好的曲线干燥，其进窑初始温度为30℃，在4小时内将温度由30℃升高到80℃，保温1小时→4小时内将温度由80℃升高到120℃，保温1小时→3小时内将温度由120℃升高到150℃，保温1小时→3小时内将温度由150℃升高到180℃，保温1小时→3小时内将温度由180℃升高到210℃，保温16小时；总干燥时间为37小时；出窑后对产品进行检查，挑选尺寸和外观合格产品进入下一道工序；
步骤六、烧成：将干燥后检查合格产品装窑，砖坯应侧装在砌筑好的匣钵内，砖坯与匣钵内壁距离不少于10mm，砖坯与砖坯间隙不小于10mm；窑车装好后，进高温梭式窑进行烧成，烧成气氛为氧化气氛，烧成最高温度为1480℃，烧成具体工艺曲线如下：室温～300℃，10小时→300～900℃，25小时→900～1350℃，15小时→1350～1480℃，10小时→1480℃保温，15小时，共计烧成时间75小时→停火，晾窑→窑温降到300℃，松开窑门把手→窑温降到200℃，打开窑门自然冷却→窑内冷却至100℃后窑车出窑→出窑时要轻拿轻放，经检查后得到合格产品。
10.根据权利要求9所述的无碳镁白云石质滑板的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：
步骤七、打箍：铁箍焊缝打磨平整，打箍位置位于滑板中部，铁箍焊缝不得超过1mm，铁箍与半成品滑板间隙不得超过1mm；
步骤八、磨制：在数控立轴圆台平面磨床上磨制，下刀量控制在2mm/min，倍率控制在60-80％；磨制后滑板工作面平整度≤0.05mm，平行度≤0.5mm；磨制后要在连续式红外干燥窑立即烘干，烘干温度为220℃，经检查合格可进入涂层、贴面、包装工序；
步骤九、涂层：在烘干后的滑板工作面涂一层防氧化涂料；
步骤十、贴面：涂层完，在非工作面贴一层石棉垫，粘接剂为万能胶或白乳胶；
步骤十一、包装：贴面后砖体自然晾放24小时，待砖体温度降至室温后开始装箱，箱子底部加大塑料袋，里面放置干燥剂，每装完一层再放一层干燥剂，装完后将大塑料袋用扎口绳扎紧。
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CN112759381B (zh) * 2020-12-31 2022-11-22 马鞍山利尔开元新材料有限公司 一种无碳钢包下水口及其制备方法

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