CN112159214A - 用于精炼钢包工作层的浇注料 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了用于精炼钢包工作层的浇注料，原料的重量份组成为：刚玉质回收料5～80，刚玉5～80，镁铝尖晶石5～20，刚玉微粉或ɑ型活性氧化铝微粉5～20，硅微粉0.1～5，铝酸钙水泥1.5～15，减水剂0.1～1.5，防爆纤维0.001～1。引入刚玉质回收料和水溶性防爆纤维，制备抗爆裂性能优异、性价比高的钢包工作层浇注料，能够减少耐火材料资源的浪费，降低炼钢成本。

Description

用于精炼钢包工作层的浇注料
技术领域
本申请涉及耐火材料技术领域，特别是涉及用于精炼钢包工作层的浇注料。
背景技术
精炼钢包是钢铁冶炼过程中的高温钢水搬运器，其安全性尤其重要。钢包工作层与钢水直接接触，是钢包永久层的安全保障。
随着低水泥、超低水泥、无水泥型系列浇注料在钢包工作层的推广应用，虽在一定程度上延长了钢包的使用寿命，但利用微粉填充钢包工作层浇注料的细小空隙，提高浇注料致密度的同时，也带了其抗爆裂性能变差的弊端，降低了钢包使用的安全性。冶炼过程中，由于冶炼温度高，钢水的冲刷和侵蚀等条件，钢包的使用寿命和安全性不断降低，因此，为了钢包的安全周转，需对钢包工作层进行维修和更换，不仅提高了炼钢成本，而且大量的废旧耐火材料被丢弃，造成极大的资源浪费。
现有技术中涉及精炼钢包工作层的使用寿命短以及性价比低的问题，有待进一步从钢包工作层浇注料的材料进行改进。
发明内容
本申请所要解决的技术问题是提供具有优异防爆性能、使用寿命长、性价比高的用于精炼钢包工作层的浇注料。
本申请解决其技术问题所采用的技术方案：用于精炼钢包工作层的浇注料，原料的重量份组成为：
Figure BDA0002669243920000011
Figure BDA0002669243920000021
可选的，所述刚玉质回收料为用后钢包透气砖、用后钢包水口座砖、用后钢包冲击区预制块、用后钢包铝镁质整体浇注料、用后钢包刚玉尖晶石预制砖、用后刚玉自流料中的一种或多种；
所述刚玉质回收料的粒径为30～0mm；所述刚玉质回收料中Al2O3含量≥80.00wt％，体积密度≥2.85g/cm3。
可选的，所述刚玉质回收料的粒度级配为：
Figure BDA0002669243920000022
本申请中，粒度级配中的粒径均为数均粒径，配比按重量份计。
可选的，所述刚玉为棕刚玉、白刚玉、板状刚玉中的一种或多种；刚玉中Al2O3含量≥95.00wt％，体积密度≥3.45g/cm3。
可选的，所述刚玉的粒度级配为：
Figure BDA0002669243920000023
可选的，所述镁铝尖晶石中Al2O3含量为72.00～78.00wt％，MgO含量为22.00～28.00wt％，粒径为0.088～0mm。
可选的，所述刚玉微粉中Al2O3含量≥98.50wt％，粒径为0.045～0mm；所述ɑ型活性氧化铝微粉中Al2O3含量≥98.50wt％，粒径为10～0.5μm。
可选的，所述硅微粉中SiO2含量≥92.00wt％，粒径为1～0μm。
可选的，所述铝酸钙水泥中Al2O3含量为65.00～75.00wt％，CaO含量为25.00～35.00wt％。
可选的，所述减水剂为聚羧酸、聚磷酸盐、分散氧化铝系减水剂中的一种或多种。
聚羧酸可选自FS10，FS20，FS60等，聚磷酸盐可选自三聚磷酸盐、六偏磷酸盐等。
可选的，所述水溶性防爆纤维，当量直径为15～25μm，长度3～5mm，溶点温度为60～80℃。
本申请公开的用于精炼钢包工作层的浇注料，至少具有以下技术效果之一：
刚玉质回收料的添加提高了钢包工作层的抗爆裂性能，增强了精炼钢包的安全性，延长使用寿命。
水溶性防爆纤维的加入有利于注浇料在养护期间下形成微气孔，避免烘炉过程中浇注料出现爆裂和裂纹等现象。
本申请的浇注料使用寿命长、烘烤抗爆裂性能优异、性价比高，可降低耐火材料的浪费，减少固体废弃物。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本申请。
实施例1：
按重量份计，将8份粒径为30～0mm的刚玉质回收料(来自用后钢包透气砖和用后钢包水口座砖，体积密度为3.20g/cm3，Al2O3含量为95.23wt％)，55份粒径为15～0mm板状刚玉颗粒，12份粒径为0.088～0mm电熔镁铝尖晶石(Al2O3含量为72.35wt％)，5份0.045～0mm刚玉微粉，12份粒径为0.5μm的α-氧化铝微粉，1份硅微粉(SiO2含量为96.82wt％)，7份的铝酸钙水泥，0.65份聚羧酸减水剂，0.25份水溶性防爆纤维，干混混合3分钟后，再外加4.8份水搅拌3分钟，振动浇注成型，振动3分钟，制成50mm×50mm×50mm的抗爆裂试样，养护24小时后进行抗爆裂试验。经测试，抗爆裂温度大于800℃，体积密度3.15g/cm3
制成40mm×40mm×160mm的标准试样，自然养护24小时后，脱模，将试样放入烘箱内在110℃干燥24小时。经测试，浇注料的显气孔率为13.5％，常温耐压强度58.3MPa，常温抗折强度8.2MPa。
实施例2：
按重量份计，将28份粒径为30～0mm的刚玉质回收料(来自钢包冲击区预制块、用后钢包刚玉尖晶石预制砖，体积密度为3.10g/cm3，Al2O3含量为92.53wt％)，40份粒径为15～0mm白刚玉颗粒，12份粒径为0.088～0mm电熔镁铝尖晶石(Al2O3含量为72.83wt％)，3份0.045～0mm刚玉微粉，10份粒径为1μm的α-氧化铝微粉，2.5份硅微粉(SiO2含量为96.17wt％)，6.5份铝酸钙水泥，0.6份聚羧酸减水剂，0.18份水溶性防爆纤维，干混混合3分钟后，再外加5.2份的水搅拌3分钟，振动浇注成型，振动3分钟，制成50mm×50mm×50mm的抗爆裂试样，养护24小时后进行抗爆裂试验。经测试，抗爆裂温度大于750℃，体积密度3.08g/cm3。
制成40mm×40mm×160mm的标准试样，自然养护24小时后，脱模，将试样放入烘箱内在110℃干燥24小时。经测试，浇注料的显气孔率为14.7％，常温耐压强度62.3MPa，常温抗折强度10.3MPa。
实施例3：
按重量份计，将50份粒径为30～0mm的刚玉质回收料(来自用后钢包铝镁质整体浇注料，体积密度为2.95g/cm3，Al2O3含量为85.53wt％)，20份粒径为15～0mm棕刚玉颗粒，10份粒径为0.088～0mm电熔镁铝尖晶石(Al2O3含量为76.87wt％)，12份粒径为3μm的α-氧化铝微粉，2份硅微粉(SiO2含量为93.79wt％)，6份铝酸钙水泥，0.55份分散氧化铝系减水剂，0.20份水溶性防爆纤维，干混混合3分钟后，再外加5.5份的水搅拌3分钟，振动浇注成型，振动3分钟，制成50mm×50mm×50mm的抗爆裂试样，养护24小时后进行抗爆裂试验。经测试，浇注料的体积密度为3.01g/cm3，抗爆裂温度大于750℃。
制成40mm×40mm×160mm的标准试样，自然养护24小时后，脱模，将试样放入烘箱内在110℃干燥24小时。经测试，浇注料的显气孔率为16.1％，常温耐压强度76.4MPa，常温抗折强度11.2MPa。
实施例4：
按重量份计，将65份粒径为30～0mm的刚玉质回收料(来自用后刚玉自流料，体积密度为2.89g/cm3，Al2O3含量为83.53wt％)，10份粒径为15～0mm棕刚玉颗粒，6份粒径为0.088mm～0mm烧结镁铝尖晶石(Al2O3含量为78.13wt％)，8份粒径为1μm的α-氧化铝微粉，4份硅微粉(SiO2含量92.18wt％)，7份铝酸钙水泥，0.50份聚羧酸减水剂，0.28份水溶性防爆纤维，干混混合3分钟后，再外加5.8份水搅拌3分钟，振动浇注成型，振动3分钟，制成50mm×50mm×50mm的抗爆裂试样，养护24小时后进行抗爆裂试验。经测试，浇注料的体积密度为2.09g/cm3，抗爆裂温度大于700℃
制成40mm×40mm×160mm的标准试样，自然养护24小时后，脱模，将试样放入烘箱内在110℃干燥24小时。经测试，浇注料的显气孔率为17.2％，常温耐压强度82.4MPa，常温抗折强度13.7MPa。
对比例1：
按重量份计，将8份粒径为30～0mm的刚玉(Al2O3含量≥95.00wt％，体积密度≥3.45g/cm3)，55份粒径为15～0mm板状刚玉颗粒，12份粒径为0.088～0mm电熔镁铝尖晶石(Al2O3含量为72.35wt％)，5份0.045～0mm刚玉微粉，12份粒径为0.5μm的α-氧化铝微粉，1份硅微粉(SiO2含量为96.82wt％)，7份铝酸钙水泥，0.65份聚羧酸减水剂，0.25份水溶性防爆纤维(溶点温度为60～80℃)，干混混合3分钟后，再外加4.8份水搅拌3分钟，振动浇注成型，振动3分钟，制成50mm×50mm×50mm的抗爆裂试样，养护24小时后进行抗爆裂试验。经测试，浇注料的体积密度为3.18g/cm3，试验测试抗爆温度为750℃。
制成40mm×40mm×160mm的标准试样，自然养护24小时后，脱模，将试样放入烘箱内在110℃干燥24小时。经测试，浇注料的显气孔率为13.6％，常温耐压强度60.5MPa，常温抗折强度8.3MPa。
对比例2：
按重量份计，将8份粒径为30～0mm的刚玉(Al2O3含量≥95.00wt％，体积密度≥3.45g/cm3)，55份粒径为15～0mm板状刚玉颗粒，12份粒径为0.088～0mm电熔镁铝尖晶石(Al2O3含量为72.35wt％)，5份0.045～0mm刚玉微粉，12份粒径为0.5μm的α-氧化铝微粉，1份硅微粉(SiO2含量为96.82wt％)，7份铝酸钙水泥，0.65份聚羧酸减水剂，0.25份聚丙烯防爆纤维(熔点在150-170℃)，干混混合3分钟后，再外加4.8份水搅拌3分钟，振动浇注成型，振动3分钟，制成50mm×50mm×50mm的抗爆裂试样，养护24小时后进行抗爆裂试验。经测试，聚丙烯防爆纤维浇注料的体积密度为3.18g/cm3，抗爆裂温度为700℃。
制成40mm×40mm×160mm的标准试样，自然养护24小时后，脱模，将试样放入烘箱内在110℃干燥24小时。经测试，浇注料的显气孔率13.8％，常温耐压强度61.2MPa，常温抗折强度8.5MPa。
上述的对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明，本申请所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本申请并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本申请的一些修改和变更也应当落入本申请的权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.用于精炼钢包工作层的浇注料，其特征在于，原料的重量份组成为：
Figure FDA0002669243910000011
2.根据权利要求1所述的用于精炼钢包工作层的浇注料，其特征在于，所述刚玉质回收料为用后钢包透气砖、用后钢包水口座砖、用后钢包冲击区预制块、用后钢包铝镁质整体浇注料、用后钢包刚玉尖晶石预制砖、用后刚玉自流料中的一种或多种；
所述刚玉质回收料的粒径为30～0mm；所述刚玉质回收料中Al2O3含量≥80.00wt％，体积密度≥2.85g/cm3。
3.根据权利要求2所述的用于精炼钢包工作层的浇注料，其特征在于，所述刚玉质回收料的粒度级配为：
Figure FDA0002669243910000012
4.根据权利要求1所述的用于精炼钢包工作层的浇注料，其特征在于，所述刚玉为棕刚玉、白刚玉、板状刚玉中的一种或多种；所述刚玉中Al2O3含量≥95.00wt％，体积密度≥3.45g/cm3。
5.根据权利要求4所述的用于精炼钢包工作层的浇注料，其特征在于，所述刚玉的粒度级配为：
Figure FDA0002669243910000013
Figure FDA0002669243910000021
6.根据权利要求1所述的用于精炼钢包工作层的浇注料，其特征在于，所述镁铝尖晶石中Al2O3含量为72.00～78.00wt％，MgO含量为22.00～28.00wt％，其粒径为0.088～0mm。
7.根据权利要求1所述的用于精炼钢包工作层的浇注料，其特征在于，所述刚玉微粉中Al2O3含量≥98.50wt％，粒径为0.045～0mm；所述ɑ型活性氧化铝微粉中Al2O3含量≥98.50wt％，粒径为10～0.5μm。
8.根据权利要求1所述的用于精炼钢包工作层的浇注料，其特征在于，所述硅微粉中SiO2含量≥92.00wt％，粒径为1～0μm。
9.根据权利要求1所述的用于精炼钢包工作层的浇注料，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸、聚磷酸盐、分散氧化铝系减水剂中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的用于精炼钢包工作层的浇注料，其特征在于，所述水溶性防爆纤维，当量直径为15～25μm，长度3～5mm，溶点温度为60～80℃。
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