CN112194495A - 钢包包壁整体浇注料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢包包壁整体浇注料，由氧化铝烧结刚玉、高纯镁砂、氧化镁、双峰氧化铝、铝镁尖晶石微粉、氧化铝减水剂、结合剂和水溶性聚乙烯醇纤维按照一定比例和级配配制。本浇注料制备的整体钢包具备高强度，抗侵蚀性，能够提高钢厂钢包的周转率，提高炉龄。

Description

钢包包壁整体浇注料
技术领域
本发明涉及耐火材料领域，尤其涉及一种钢包包壁整体浇注料。
背景技术
整体浇注钢包由于其整体性强、安全系数高、成本低廉等的优势，以逐渐成为耐火材料的重要发展方向。整体浇注料一般会采用高铝浇注料，由于高铝矾土熟料所含杂质在高温下会液相导致收缩，在反复冷热变化过程中产生裂纹，使得整体强度降低导致损坏较快。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种钢包包壁整体浇注料，该浇注料具备高的抗压强度和抗渣性能，能有效提高整体钢包的使用寿命。为达到本发明的目的，本技术方案中(1)本技术方案以一定比例的烧结刚玉、高纯镁砂、氧化镁作为主要原料，在配置了高纯镁砂和氧化铝微粉的同时，预置尖晶石细粉作为晶核，便于在高温下快速生成原位美铝尖晶石，且通过预混镁铝尖晶石细粉，可以使生成的原位尖晶石均匀交错分布于基质中，提高了基质的抗渣性能。(2)浇注料基质中采用双峰氧化铝微粉使浇注料中镁砂细粉与氧化铝微粉持续生成原位铝镁尖晶石，避免氧化镁和氧化铝反应生长时体积膨胀过快，缓解了整体材料中的化学应力，避免了浇注料出现裂纹和剥落现象。(3)浇注料采用新型氧化铝微粉和水泥复配作为结合剂，摒弃了传统的全部水泥结合剂方式，降低浇注料中低熔物；同时采用新型减水剂，降低加水量，增强了浇注料的流动性，提高了浇注料的高温强度。(4)整个技术方案中不含碳物质，有效避免了生产过程中的增碳的环保问题。
本发明的一个方面，本发明公开了一种钢包包壁整体浇注料，所述浇注料由氧化铝烧结刚玉、高纯镁砂、氧化镁、双峰氧化铝、铝镁尖晶石、氧化铝减水剂和结合剂组成，所述浇注料按照下述重量份配比和级配配制：
Figure RE-GDA0002777286740000021
在一些实施例中，所述浇注料按照下述重量份配比和级配配制：
Figure RE-GDA0002777286740000031
在一些实施例中，所述氧化铝烧结刚玉中Al2O3含量不小于98％。
在一些实施例中，所述高纯镁砂中MgO的含量不小于97％。
在一些实施例中，所述氧化镁中MgO的含量不小于99％，CaO含量小于0.22％，活性MgO不小于70％。
在一些实施例中，所述氧化铝减水剂中Al2O3含量不小于95％，所述Al2O3为α-Al2O3。
在一些实施例中，所述铝镁尖晶石中MgO·Al2O3含量不小于99％。
在一些实施例中，所述结合剂为氧化铝微粉和水泥复配组成，其中，所述结合剂按下述重量比配比配制：
氧化铝微粉 45-55份
水泥 50-60份
在一些实施例中，所述氧化铝微粉中Al2O3含量不小于99％，所述的水泥为铝酸钙水泥。
在本发明的再一方面，本发明公开了一种钢包包壁整体浇注料的制备方法，根据本发明的实施例，所述制备方法包括以下步骤：
S1：先放骨料；
S2：将结合剂、水溶性聚乙烯醇纤维与粉料预混，再放入骨料中；
其中，所述骨料为粒度5-8mm的氧化铝烧结刚玉，粒度3-5mm的氧化铝烧结刚玉，粒度1-3mm的氧化铝烧结刚玉，粒度0-1mm的氧化铝烧结刚玉，粒度5-8mm的高纯镁砂，粒度3-5mm的高纯镁砂和粒度 1-3mm的氧化镁。所述粉料为粒度0-200目的双峰氧化铝，粒度0-200目的铝镁尖晶石微粉和粒度0-200目的氧化铝减水剂。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。
下述实施例中，氧化铝烧结刚玉中Al2O3含量不小于98％，高纯镁砂中MgO的含量不小于97％，氧化镁中MgO的含量不小于99％，CaO 含量小于0.22％，活性MgO不小于70％，氧化铝减水剂中Al2O3含量不小于95％，所述Al2O3为α-Al2O3，铝镁尖晶石中MgO·Al2O3含量不小于99％。所述结合剂中氧化铝微粉中Al2O3含量不小于99％，所述的水泥为铝酸钙水泥，所述铝酸钙水泥和水溶性聚乙烯醇纤维为本领域技术人员所熟知的材料，此处就不再赘述。
实施例1
本实施例按照下述重量份配比和级配配制：5-8mm的氧化铝烧结刚玉12份，3-5mm的氧化铝烧结刚玉14份，1-3mm的氧化铝烧结刚玉14份，0-1mm的氧化铝烧结刚玉9份，5-8mm的高纯镁砂11份， 3-5mm的高纯镁砂9份，1-3mm的氧化镁14份，0-200目的双峰氧化铝6份，0-200目的铝镁尖晶石微粉6份，0-200目的氧化铝减水剂 2份，0-200目的结合剂2份(氧化铝微粉和水泥的重量比为45:55)，水溶性聚乙烯醇纤维1份。
先放入粒度5-8mm的氧化铝烧结刚玉，粒度3-5mm的氧化铝烧结刚玉，粒度1-3mm的氧化铝烧结刚玉，粒度0-1mm的氧化铝烧结刚玉，粒度5-8mm的高纯镁砂，粒度3-5mm的高纯镁砂，粒度1-3mm的氧化镁的骨料。随后将结合剂、水溶性聚乙烯醇纤维与200目的双峰氧化铝，粒度0-200目的铝镁尖晶石微粉和粒度0-200目的氧化铝减水剂预混，再将粉料放入骨料中搅拌均匀。在110℃*24H养护温度、1100℃ *3H烘烤温度和1500℃*3H下制备成试样，并分别测量了110℃*24H 养护温度、1100℃*3H烘烤温度和1500℃*3H烘烤温度下的性能指标。
实施例2
本实施例按照下述重量份配比和级配配制：5-8mm的氧化铝烧结刚玉10份，3-5mm的氧化铝烧结刚玉15份，1-3mm的氧化铝烧结刚玉15份，0-1mm的氧化铝烧结刚玉7份，5-8mm的高纯镁砂13份， 3-5mm的高纯镁砂8份，1-3mm的氧化镁17份，0-200目的双峰氧化铝4份，0-200目的铝镁尖晶石微粉5份，0-200目的氧化铝减水剂 3份，0-200目的结合剂2份(氧化铝微粉和水泥的重量比为45:55)，水溶性聚乙烯醇纤维1份。
先放入粒度5-8mm的氧化铝烧结刚玉，粒度3-5mm的氧化铝烧结刚玉，粒度1-3mm的氧化铝烧结刚玉，粒度0-1mm的氧化铝烧结刚玉，粒度5-8mm的高纯镁砂，粒度3-5mm的高纯镁砂，粒度1-3mm的氧化镁的骨料。随后将结合剂、水溶性聚乙烯醇纤维与200目的双峰氧化铝，粒度0-200目的铝镁尖晶石微粉和粒度0-200目的氧化铝减水剂预混，再将粉料放入骨料中搅拌均匀。在110℃*24H养护温度、1100℃ *3H烘烤温度和1500℃*3H下制备成试样，并分别测量了110℃*24H 养护温度、1100℃*3H烘烤温度和1500℃*3H烘烤温度下的性能指标。
实施例3
本实施例按照下述重量份配比和级配配制：5-8mm的氧化铝烧结刚玉8份，3-5mm的氧化铝烧结刚玉16份，1-3mm的氧化铝烧结刚玉 16份，0-1mm的氧化铝烧结刚玉10份，5-8mm的高纯镁砂10份，3-5mm 的高纯镁砂9份，1-3mm的氧化镁14份，0-200目的双峰氧化铝6份，0-200目的铝镁尖晶石微粉7份，0-200目的氧化铝减水剂1份，0-200 目的结合剂2份(氧化铝微粉和水泥的重量比为45:55)，水溶性聚乙烯醇纤维1份。
先放入粒度5-8mm的氧化铝烧结刚玉，粒度3-5mm的氧化铝烧结刚玉，粒度1-3mm的氧化铝烧结刚玉，粒度0-1mm的氧化铝烧结刚玉，粒度5-8mm的高纯镁砂，粒度3-5mm的高纯镁砂，粒度1-3mm的氧化镁的骨料。随后将结合剂、水溶性聚乙烯醇纤维与200目的双峰氧化铝，粒度0-200目的铝镁尖晶石微粉和粒度0-200目的氧化铝减水剂预混，再将粉料放入骨料中搅拌均匀。在110℃*24H养护温度、1100℃ *3H烘烤温度和1500℃*3H下制备成试样，并分别测量了110℃*24H 养护温度、1100℃*3H烘烤温度和1500℃*3H烘烤温度下的性能指标。
实施例4
本实施例按照下述重量份配比和级配配制：5-8mm的氧化铝烧结刚玉10份，3-5mm的氧化铝烧结刚玉15份，1-3mm的氧化铝烧结刚玉15份，0-1mm的氧化铝烧结刚玉7份，5-8mm的高纯镁砂13份， 3-5mm的高纯镁砂8份，1-3mm的氧化镁17份，0-200目的双峰氧化铝3份，0-200目的铝镁尖晶石微粉6份，0-200目的氧化铝减水剂 3份，0-200目的结合剂2份(氧化铝微粉和水泥的重量比为45:55)，水溶性聚乙烯醇纤维1份。
先放入粒度5-8mm的氧化铝烧结刚玉，粒度3-5mm的氧化铝烧结刚玉，粒度1-3mm的氧化铝烧结刚玉，粒度0-1mm的氧化铝烧结刚玉，粒度5-8mm的高纯镁砂，粒度3-5mm的高纯镁砂，粒度1-3mm的氧化镁的骨料。随后将结合剂、水溶性聚乙烯醇纤维与200目的双峰氧化铝，粒度0-200目的铝镁尖晶石微粉和粒度0-200目的氧化铝减水剂预混，再将粉料放入骨料中搅拌均匀。在110℃*24H养护温度、1100℃ *3H烘烤温度和1500℃*3H下制备成试样，并分别测量了110℃*24H 养护温度、1100℃*3H烘烤温度和1500℃*3H烘烤温度下的性能指标。
实施例5
本实施例按照下述重量份配比和级配配制：5-8mm的氧化铝烧结刚玉9份，3-5mm的氧化铝烧结刚玉15份，1-3mm的氧化铝烧结刚玉 15份，0-1mm的氧化铝烧结刚玉7份，5-8mm的高纯镁砂11份，3-5mm 的高纯镁砂11份，1-3mm的氧化镁16份，0-200目的双峰氧化铝5份，0-200目的铝镁尖晶石微粉7份，0-200目的氧化铝减水剂2份， 0-200目的结合剂1.5份(氧化铝微粉和水泥的重量比为50:50)，水溶性聚乙烯醇纤维0.5份。
先放入粒度5-8mm的氧化铝烧结刚玉，粒度3-5mm的氧化铝烧结刚玉，粒度1-3mm的氧化铝烧结刚玉，粒度0-1mm的氧化铝烧结刚玉，粒度5-8mm的高纯镁砂，粒度3-5mm的高纯镁砂，粒度1-3mm的氧化镁的骨料。随后将结合剂、水溶性聚乙烯醇纤维与200目的双峰氧化铝，粒度0-200目的铝镁尖晶石微粉和粒度0-200目的氧化铝减水剂预混，再将粉料放入骨料中搅拌均匀。在110℃*24H养护温度、1100℃ *3H烘烤温度和1500℃*3H下制备成试样，并分别测量了110℃*24H 养护温度、1100℃*3H烘烤温度和1500℃*3H烘烤温度下的性能指标。
实施例6
本实施例按照下述重量份配比和级配配制：5-8mm的氧化铝烧结刚玉10份，3-5mm的氧化铝烧结刚玉15份，1-3mm的氧化铝烧结刚玉15份，0-1mm的氧化铝烧结刚玉7份，5-8mm的高纯镁砂10份， 3-5mm的高纯镁砂11份，1-3mm的氧化镁16份，0-200目的双峰氧化铝5份，0-200目的铝镁尖晶石微粉7份，0-200目的氧化铝减水剂2份，0-200目的结合剂1.5份(氧化铝微粉和水泥的重量比为 50:50)，水溶性聚乙烯醇纤维0.5份。
先放入粒度5-8mm的氧化铝烧结刚玉，粒度3-5mm的氧化铝烧结刚玉，粒度1-3mm的氧化铝烧结刚玉，粒度0-1mm的氧化铝烧结刚玉，粒度5-8mm的高纯镁砂，粒度3-5mm的高纯镁砂，粒度1-3mm的氧化镁的骨料。随后将结合剂、水溶性聚乙烯醇纤维与200目的双峰氧化铝，粒度0-200目的铝镁尖晶石微粉和粒度0-200目的氧化铝减水剂预混，再将粉料放入骨料中搅拌均匀。在110℃*24H养护温度、1100℃ *3H烘烤温度和1500℃*3H下制备成试样，并分别测量了110℃*24H 养护温度、1100℃*3H烘烤温度和1500℃*3H烘烤温度下的性能指标。
实施例7
本实施例按照下述重量份配比和级配配制：5-8mm的氧化铝烧结刚玉13份，3-5mm的氧化铝烧结刚玉10份，1-3mm的氧化铝烧结刚玉10份，0-1mm的氧化铝烧结刚玉8份，5-8mm的高纯镁砂13份， 3-5mm的高纯镁砂13份，1-3mm的氧化镁16份，0-200目的双峰氧化铝6份，0-200目的铝镁尖晶石微粉7份，0-200目的氧化铝减水剂2份，0-200目的结合剂1.5份(氧化铝微粉和水泥的重量比为 50:50)，水溶性聚乙烯醇纤维0.5份。
先放入粒度5-8mm的氧化铝烧结刚玉，粒度3-5mm的氧化铝烧结刚玉，粒度1-3mm的氧化铝烧结刚玉，粒度0-1mm的氧化铝烧结刚玉，粒度5-8mm的高纯镁砂，粒度3-5mm的高纯镁砂，粒度1-3mm的氧化镁的骨料。随后将结合剂、水溶性聚乙烯醇纤维与200目的双峰氧化铝，粒度0-200目的铝镁尖晶石微粉和粒度0-200目的氧化铝减水剂预混，再将粉料放入骨料中搅拌均匀。在110℃*24H养护温度、1100℃ *3H烘烤温度和1500℃*3H下制备成试样，并分别测量了110℃*24H 养护温度、1100℃*3H烘烤温度和1500℃*3H烘烤温度下的性能指标。
实施例8
本实施例按照下述重量份配比和级配配制：5-8mm的氧化铝烧结刚玉11份，3-5mm的氧化铝烧结刚玉13份，1-3mm的氧化铝烧结刚玉10份，0-1mm的氧化铝烧结刚玉8份，5-8mm的高纯镁砂12份， 3-5mm的高纯镁砂12份，1-3mm的氧化镁17份，0-200目的双峰氧化铝6份，0-200目的铝镁尖晶石微粉7份，0-200目的氧化铝减水剂2份，0-200目的结合剂1.5份(氧化铝微粉和水泥的重量比为 50:50)，水溶性聚乙烯醇纤维0.5份。
先放入粒度5-8mm的氧化铝烧结刚玉，粒度3-5mm的氧化铝烧结刚玉，粒度1-3mm的氧化铝烧结刚玉，粒度0-1mm的氧化铝烧结刚玉，粒度5-8mm的高纯镁砂，粒度3-5mm的高纯镁砂，粒度1-3mm的氧化镁的骨料。随后将结合剂、水溶性聚乙烯醇纤维与200目的双峰氧化铝，粒度0-200目的铝镁尖晶石微粉和粒度0-200目的氧化铝减水剂预混，再将粉料放入骨料中搅拌均匀。在110℃*24H养护温度、1100℃ *3H烘烤温度和1500℃*3H下制备成试样，并分别测量了110℃*24H 养护温度、1100℃*3H烘烤温度和1500℃*3H烘烤温度下的性能指标。
对比例1
对比例1与实施例6的不同之处在于，对比例1中加入的结合剂份的成分中，氧化铝微粉和水泥的重量比为70:30
对比例2
对比例2与实施例6的不同之处在于，对比例2中加入的结合剂份的成分中，氧化铝微粉和水泥的重量比为30:70
对比例3
对比例3与实施例6的不同之处在于，对比例3中加入的结合剂为0.5份(氧化铝微粉和水泥的重量比为50:50)。
需要说明的是，对比例3中其他骨料、粉料或水溶性聚乙烯醇纤维的份数与实施例6都一致，只是结合剂的重量比分减少，其总的重量比分不足100份，为了便于理解，就不再转换为100份数的重量比。下述对比例4、5、6中的情形与对比例3类似，其总的重量比不足100份，为了便于理解，不转换为100份数的重量比，以下就不再赘述。
对比例4
对比例4与实施例6的不同之处在于，对比例3中加入的结合剂为0.8份(氧化铝微粉和水泥的重量比为50:50)。
对比例5
对比例5与实施例6的不同之处在于，对比例5中铝镁尖晶石微粉的数量为4份。
对比例6
对比例6与实施例6的不同之处在于，对比例6中铝镁尖晶石微粉的数量为3份。
下表为实施例1-8与对比例1-6的性能指标对比数据，由表可知，采用一定比例和级配方式对烧结刚玉、高纯镁砂、氧化镁，双峰氧化铝，铝镁尖晶石微粉，氧化铝减水剂，氧化铝微粉和水泥复配的结合剂，水溶性聚乙烯醇纤维配制的浇注料，试样的体密，耐压强度和线收缩性能良好。而在氧化铝微粉和水泥的比例不当，结合剂组分减少，铝镁尖晶石微粉组分减少的情况下，试样的抗折强度、显气孔率会减少。
采用实施例6浇注料制备的整体浇注钢包，在新钢二炼钢厂的使用的效果为整体浇注的钢包总体下线包龄能够达到270炉左右，比以往钢包提升了100炉左右，下线大修浇注层残厚，也满足了钢厂规定的下线残厚标准。
Figure RE-GDA0002777286740000131
本技术方案采用采用一定比例的烧结刚玉、高纯镁砂、氧化镁作为主要原料，并预置铝镁尖晶石细粉作为晶核，以使生成的原位尖晶石均匀交错分布于基质中，提高了基质的抗渣性能。采用双峰氧化铝微粉使浇注料中镁砂细粉与氧化铝微粉持续生成原位铝镁尖晶石，避免体积膨胀过快，缓解了整体材料中的化学应力，避免了浇注料出现裂纹和剥落现象。浇注料采用新型氧化铝微粉和水泥复配作为结合剂，摒弃了传统的全部水泥结合剂方式，降低浇注料中低熔物；同时采用新型氧化铝减水剂，新型氧化铝减水剂中α-Al2O3具备活性，降低加水量，增强了浇注料的流动性，提高了浇注料的高温强度。从钢厂的实际效果可知，采用本技术方案的浇注料制备的整体钢包，其使用寿命可达到270炉，使用寿命提高了近60％。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.根据权利要求1所述的钢包包壁整体浇注料，其特征在于，所述浇注料由氧化铝烧结刚玉、高纯镁砂、氧化镁、双峰氧化铝、铝镁尖晶石微粉、氧化铝减水剂、结合剂和水溶性聚乙烯醇纤维组成，所述浇注料按照下述重量份配比和级配配制：
Figure FDA0002734810500000011
。
2.根据权利要求1所述所述的钢包包壁整体浇注料，其特征在于，所述浇注料按照下述重量份配比和级配配制：
Figure FDA0002734810500000012
Figure FDA0002734810500000021
。
3.根据权利要求1所述的钢包包壁整体浇注料，其特征在于，所述氧化铝烧结刚玉中Al2O3含量不小于98％。
4.根据权利要求1所述的钢包包壁整体浇注料，其特征在于，所述高纯镁砂中MgO的含量不小于97％。
5.根据权利要求1所述的钢包包壁整体浇注料，其特征在于，所述氧化镁中MgO的含量不小于99％，CaO含量小于0.22％，活性MgO不小于70％。
6.根据权利要求1所述的钢包包壁整体浇注料，其特征在于，所述氧化铝减水剂中Al2O3含量不小于95％，所述Al2O3为α-Al2O3。
7.根据权利要求1所述的钢包包壁整体浇注料，其特征在于，所述铝镁尖晶石中MgO·Al2O3含量不小于99％。
8.根据权利要求1所述的钢包包壁整体浇注料，其特征在于，所述结合剂为氧化铝微粉和水泥复配组成，其中，所述结合剂按下述重量比配比配制：
氧化铝微粉 45-55份
水泥 50-60份。
9.根据权利要求8所述的钢包包壁整体浇注料，其特征在于，所述氧化铝微粉中Al2O3含量不小于99％，所述的水泥为铝酸钙水泥。
10.根据权利要求1所述的钢包包壁整体浇注料，其特征在于，所述浇注料的制备过程中，采用如下步骤：
S1：先放骨料；
S2：将结合剂、水溶性聚乙烯醇纤维与粉料预混，再放入骨料中；
其中，所述骨料为粒度5-8mm的氧化铝烧结刚玉，粒度3-5mm的氧化铝烧结刚玉，粒度1-3mm的氧化铝烧结刚玉，粒度0-1mm的氧化铝烧结刚玉，粒度5-8mm的高纯镁砂，粒度3-5mm的高纯镁砂和粒度1-3mm的氧化镁。所述粉料为粒度0-200目的双峰氧化铝，粒度0-200目的铝镁尖晶石微粉和粒度0-200目的氧化铝减水剂。
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