CN112456975A - 一种抗高碱度渣侵蚀钢包渣线用镁碳砖及其制备方法 - Google Patents

一种抗高碱度渣侵蚀钢包渣线用镁碳砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种抗高碱度渣侵蚀钢包渣线用镁碳砖及其制备方法，由下述质量分数的原料制成：电熔镁砂：70%～80%，鳞片石墨：6%～16%，硅粉：1%～8%，铝粉：0.08%～4%，添加剂：1%～10%，热固性酚醛树脂2%～8%；所述添加剂为质量比为1：（1.5～2.5）的高温沥青粉和锆板粉的混合物。本发明能明显降低钢包渣线用镁碳砖的吨钢消耗，使钢包的渣线砖使用寿命更长；该渣线砖砌筑的钢包其渣线用耐火衬料熔损速率较低，能明显降低钢包渣线用耐材的吨钢消耗，使钢包渣线砖的使用寿命更长。

Description

一种抗高碱度渣侵蚀钢包渣线用镁碳砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐火材料技术领域，具体涉及一种钢包渣线用镁碳砖及其制备方法。
背景技术
近年来，随着我国高级管坯钢、轴承钢等高品质钢的开发，对钢中硫的要求越来越低。由于转炉冶炼过程的回硫，目前国内外钢铁企业在冶炼低硫钢等高品质钢时，均充分利用LF精炼工序的脱硫能力，在LF精炼炉中对钢水进行深度脱硫。高碱度渣对钢水的脱硫能力较强，同时该渣系吸附氧化铝类氧化物夹杂能力也较强，具有良好的脱氧效果。经工业试验表明，采用高碱度精炼渣后，大幅度提高钢水的脱硫率，提高钢水的洁净度。精炼渣碱度过高和过低，对于钢包用镁碳砖的使用来说，都有负面影响。采用高碱度精炼渣时，渣中的氧化镁饱和溶解度越大，造成镁碳砖中氧化镁向渣中溶解量增大，侵蚀加快，严重制约钢包渣线砖整体的使用寿命，耐材的吨钢消耗增加。
锆板粉主要包括两方面，一个是已经失去使用价值的废锆板，一个是企业生产过程中产生的不合格产品。在氧化锆板陶瓷行业规模和效益扩大的同时，在清洁生产和节能减排的压力下，大量废氧化锆板应运而生，通过回收利用磨细制备锆板粉，具有巨大的经济和环保效益。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种抗高碱度渣侵蚀钢包渣线用镁碳砖及其制备方法，以解决传统钢包渣线砖的抗高碱度渣侵蚀能力差的问题。
为解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案是：
本发明的一种抗高碱度渣侵蚀钢包渣线用镁碳砖，其特征在于，由下述质量分数的原料制成：电熔镁砂：70％～80％，鳞片石墨：6％～16％，硅粉：1％～8％，铝粉：0.08％～4％，添加剂：1％～10％，热固性酚醛树脂2％～8％；
所述添加剂为质量比为1：(1.5～2.5)的高温沥青粉和锆板粉的混合物；所述高温沥青粉是指软化点为90～140℃的硬沥青，所述锆板粉的粒度为180～325目；采用两者混合物作为添加剂，充分利用高温沥青粉的高残碳率和高抗氧化能力，可以增强渣线砖抗渣侵蚀和抗氧化能力，同时利用锆板粉吸收高碱度渣中的氧化钙，形成高粘度物质，增强渣线砖的抗渣侵蚀能力；
所述电熔镁砂的粒度组成(占原料总质量分数)为：5～3mm的电熔镁砂20％～25％、3～1mm的电熔镁砂20％～25％、1～0mm的电熔镁砂15％～25％、200目的电熔镁砂15％～20％；
所述鳞片石墨的固定碳含量≥95％；
所述硅粉的粒度为180～325目，所述铝粉的粒度为180～325目；
所述热固性酚醛树脂是指粘度范围在12000～17000mPa.s的甲阶酚醛树脂，是过量的甲醛和苯酚在碱性催化剂作用下反应生成的受热固化的一种液体酚醛树脂。
本发明所述的一种抗高碱度渣侵蚀钢包渣线用镁碳砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将粒度分级为5～3mm、3～1mm和1～0mm的所述电熔镁砂与所述鳞片石墨加入混碾机中，在混碾速度10～50转/分钟下干混3～10min；
b、将所述热固性酚醛树脂加入所述混碾机中，继续混碾5～20min；
c、将加入200目的所述电熔镁砂、硅粉、铝粉和所述添加剂加入所述混碾机中，继续混碾10～50min，得到预压料；
d、将所述预压料压制成型，即可得到本发明所述的镁碳砖。
与现有技术相比，本发明具有如下优势：
本发明在传统渣线砖中添加锆板粉，通过锆板粉中高含量的氧化锆与高碱度渣中氧化钙原位反应生成高熔点物质锆酸钙，在镁碳砖和渣之间形成一层挂渣层，阻止熔渣进一步的向镁碳砖内部侵蚀渗透，能明显降低钢包渣线用镁碳砖的吨钢消耗，使钢包的渣线砖使用寿命更长；该渣线砖砌筑的钢包其渣线用耐火衬料熔损速率较低，能明显降低钢包渣线用耐材的吨钢消耗，使钢包渣线砖的使用寿命更长。
具体实施方式
下面通过具体的实施方式对本发明做进一步的说明，所述实施例仅用于说明本发明而不是对本发明的限制。
实施例1
实施例1的抗高碱度渣侵蚀钢包渣线用镁碳砖的原料质量分数为电熔镁砂74％、鳞片石墨14％、硅粉1％、铝粉1％、添加剂6％以及热固性酚醛树脂4％；
其中，电熔镁砂由以下重量百分比的不同粒度组成(占原料总质量分数)：5～3mm电熔镁砂22％、3～1mm电熔镁砂22％、1～0mm电熔镁砂15％、200目电熔镁砂15％；添加剂为高温沥青粉和锆板粉按照质量比1：1.5的混合物；硅粉、铝粉和锆板粉均为平均粒度230目的细粉；热固性酚醛树脂是义马瑞能化工有限公司生产的牌号为PF-5321的液体酚醛树脂。
该抗高碱度渣侵蚀钢包渣线用镁碳砖的制备方法，包括以下步骤：
a、将粒度分级为5～3mm、3～1mm和1～0mm的所述电熔镁砂与所述鳞片石墨加入混碾机中，在混碾速度25转/分钟下干混5min；
b、将所述热固性酚醛树脂加入所述混碾机中，继续混碾10min；
c、将加入200目的所述电熔镁砂、硅粉、铝粉和所述添加剂加入所述混碾机中，继续混碾20min，得到预压料；
d、将所述预压料压制成型，即可得到本发明所述的镁碳砖。
实施例2
实施例2的抗高碱度渣侵蚀钢包渣线用镁碳砖的原料质量分数为电熔镁砂76％、鳞片石墨12％、硅粉2％、铝粉1％、添加剂6％以及热固性酚醛树脂3％；
其中，电熔镁砂由以下重量百分比的不同粒度组成(占原料总质量分数)：5～3mm电熔镁砂20％、3～1mm电熔镁砂21％、1～0mm电熔镁砂17％、200目电熔镁砂18％；添加剂为高温沥青粉和锆板粉按照质量比1：2的混合物；硅粉、铝粉和锆板粉均为平均粒度200目的细粉；热固性酚醛树脂是义马瑞能化工有限公司生产的牌号为PF-5321的液体酚醛树脂。
该抗高碱度渣侵蚀钢包渣线用镁碳砖的制备方法，包括以下步骤：
a、将粒度分级为5～3mm、3～1mm和1～0mm的所述电熔镁砂与所述鳞片石墨加入混碾机中，在混碾速度30转/分钟下干混3min；
b、将所述热固性酚醛树脂加入所述混碾机中，继续混碾8min；
c、将加入200目的所述电熔镁砂、硅粉、铝粉和所述添加剂加入所述混碾机中，继续混碾15min，得到预压料；
d、将所述预压料压制成型，即可得到本发明所述的镁碳砖。
实施例3
实施例3的抗高碱度渣侵蚀钢包渣线用镁碳砖的原料质量分数为电熔镁砂78％、鳞片石墨8％、硅粉2％、铝粉1％、添加剂5％以及热固性酚醛树脂6％；
其中，电熔镁砂由以下重量百分比的不同粒度组成(占原料总质量分数)：5～3mm电熔镁砂21％、3～1mm电熔镁砂20％、1～0mm电熔镁砂20％、200目电熔镁砂17％；添加剂为高温沥青粉和锆板粉按照质量比1：2.5的混合物；硅粉、铝粉和锆板粉均为平均粒度200目的细粉；热固性酚醛树脂是义马瑞能化工有限公司生产的牌号为PF-5321的液体树脂。
该抗高碱度渣侵蚀钢包渣线用镁碳砖的制备方法，包括以下步骤：
a、将粒度分级为5～3mm、3～1mm和1～0mm的所述电熔镁砂与所述鳞片石墨加入混碾机中，在混碾速度20转/分钟下干混7min；
b、将所述热固性酚醛树脂加入所述混碾机中，继续混碾8min；
c、将加入200目的所述电熔镁砂、硅粉、铝粉和所述添加剂加入所述混碾机中，继续混碾30min，得到预压料；
d、将所述预压料压制成型，即可得到本发明所述的镁碳砖。
对比例1
对比例1的钢包渣线用镁碳砖的原料质量分数为电熔镁砂82％、鳞片石墨12％、硅粉2％、铝粉1％以及热固性酚醛树脂3％；
其中，电熔镁砂由以下重量百分比的不同粒度组成(占原料总质量分数)：5～3mm电熔镁砂24％、3～1mm电熔镁砂23％、1～0mm电熔镁砂17％、200目电熔镁砂18％；硅粉、铝粉和锆板粉均为平均粒度200目的细粉；热固性酚醛树脂是义马瑞能化工有限公司生产的牌号为PF-5321的液体树脂。
该钢包渣线用镁碳砖的制备方法，包括以下步骤：
a、将粒度分级为5～3mm、3～1mm和1～0mm的所述电熔镁砂与所述鳞片石墨加入混碾机中，在混碾速度30转/分钟下干混3min；
b、将所述热固性酚醛树脂加入所述混碾机中，继续混碾8min；
c、将加入200目的所述电熔镁砂、硅粉和铝粉加入所述混碾机中，继续混碾15min，得到预压料；
d、将所述预压料压制成型，即可得到本发明所述的镁碳砖。
将实施例1～3和对比例1得到的镁碳砖进行性能测试。按照GB/T 5027标准的规定测试耐压强度，按照GB/T 3001-2017标准的规定测试抗折强度，按照GB/T 2997标准的规定测试显气孔率和体积密度，按照GB/T 5988-2007标准的规定测试线变化率，测试结果列于表1中；实施例1～3和对比例1的镁碳砖的使用效果与目前高碱度渣条件下钢包用的传统镁碳砖的使用效果进行对比列于表1中。
表1实施例1～3和对比例1的镁碳砖性能测试及使用效果
Figure BDA0002851679910000071
从表1可以看出，实施例1～3的钢包渣线用镁碳砖在某钢厂轴承钢冶炼试验过程中，渣线砖表面挂渣均匀，侵蚀较慢，表现出良好的抗高碱度熔渣侵蚀性能，平均使用寿命在41炉。从实施例1～3镁碳砖的试验使用效果看，钢包渣线用镁碳砖在钢包高碱度渣冶炼条件下的使用可以有效的提高渣线砖的使用寿命，降低耐材吨钢消耗；对比例1与实施例2相比，由于没有使用本发明的添加剂，性能指标明显低于实施例2，平均使用炉数也要差很多。

Claims (7)

1.一种抗高碱度渣侵蚀钢包渣线用镁碳砖，其特征在于，由下述质量分数的原料制成：电熔镁砂：70%～80%，鳞片石墨：6%～16%，硅粉：1%～8%，铝粉：0.08%～4%，添加剂：1%～10%，热固性酚醛树脂2%～8%；
所述添加剂为质量比为1：（1.5～2.5）的高温沥青粉和锆板粉的混合物。
2.根据权利要求1所述的抗高碱度渣侵蚀钢包渣线用镁碳砖，其特征在于，所述高温沥青粉是指软化点为90～140℃的硬沥青，所述锆板粉的粒度为180～325目。
3.根据权利要求1所述的抗高碱度渣侵蚀钢包渣线用镁碳砖，其特征在于，所述电熔镁砂的粒度组成（占原料总质量分数）为：5～3mm的电熔镁砂20%～25%、3～1mm的电熔镁砂20%～25%、1～0mm的电熔镁砂15%～25%、200目的电熔镁砂15%～20%。
4.根据权利要求1所述的抗高碱度渣侵蚀钢包渣线用镁碳砖，其特征在于，所述鳞片石墨的固定碳含量≥95%。
5.根据权利要求1所述的抗高碱度渣侵蚀钢包渣线用镁碳砖，其特征在于，所述硅粉的粒度为180～325目，所述铝粉的粒度为180～325目。
6.根据权利要求1所述的抗高碱度渣侵蚀钢包渣线用镁碳砖，其特征在于，所述热固性酚醛树脂是指粘度范围在12000～17000mPa.s的甲阶酚醛树脂。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的抗高碱度渣侵蚀钢包渣线用镁碳砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将粒度分级为5～3mm、3～1mm和1～0mm的所述电熔镁砂与所述鳞片石墨加入混碾机中，在混碾速度10～50转/分钟下干混3～10min；
b、将所述热固性酚醛树脂加入所述混碾机中，继续混碾5～20min；
c、将加入200目的所述电熔镁砂、硅粉、铝粉和所述添加剂加入所述混碾机中，继续混碾10～50min，得到预压料；
d、将所述预压料压制成型，即可得到本发明所述的镁碳砖。
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