CN112456986B - 一种钙处理钢用高寿命钢包上水口砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钙处理钢用高寿命钢包上水口砖及其制备方法，属于钢包用耐火材料技术领域。该上水口砖包括细粉料，所述细粉料中添加有以插层石墨、活性金属铝硅合金粉为原料的改性石墨细粉，其中插层石墨按重量百分比的含量为25～45％，余下为活性金属铝硅合金粉。提高了上水口砖的高温强度和韧性，提高其高温使用时耐钢水和钢渣的侵蚀冲刷性能；同时，均匀分布在上水口砖及插层石墨周围的活性金属铝粉及活性金属硅粉，由于其与氧的结合性能要高于碳与氧的结合性能，提高上水口砖的抗氧化性能。
Description
技术领域
本发明属于钢包用耐火材料技术领域，更具体地说，涉及一种钙处理钢用高寿命钢包上水口砖及其制备方法。
背景技术
随着炼钢技术的不断发展，模铸或者连铸浇钢过程中的控流系统基本上都是采用滑动水口控流系统代替塞棒控流系统。钢包控流滑动水口系统由安装在钢包底部的专用滑动机构、配套液压驱动装置、压力传递连杆装置、液压油缸、耐火材料(上水口砖、上下滑板、下水口砖、接缝火泥)等组成，通过液压站提供压力输出，连杆传递压力驱动液压油缸带动机构内滑动框移动，安装在滑动框内的滑板跟随滑动框一起上下移动，实现浇钢过程控流。通过滑动水口控流系统，能够精确调节从钢包到连铸或模铸内的钢水流量，保护钢包下面设备和人员安全，起到控制钢水温度、钢水流速的作用，保证中间包钢液面在合理位置，对连铸及模铸安全有效运行起着重要的作用。
钢包上水口砖作为钢包控流滑动水口系统内非常重要的组成部分，使用时固定安装在钢包水口座砖内(通过专用接缝火泥连接)，大头面与上滑板通过火泥粘结；上水口砖使用过程中主要受以下因素影响：(1)在浇钢过程中，高温及高速流淌的钢水及钢渣不断侵蚀冲刷钢包上水口砖；(2)由于热修操作过程中频繁更换滑板，使得上水口砖裸露在空气中，增加了碳的氧化，变质层增加，继续使用时易被侵蚀剥落；(3)每次热修更换滑板时，需要采用机械方法清理残留在上水口砖端面处残留的火泥、钢渣、冷钢等，不断损伤上水口砖；(4)浇铸钙处理钢等品种钢时，钢水中的Ca2+、CaO等物质易与上水口中的Al2O3、SiO2等反应生产低熔点的共熔物，造成上水口异常侵蚀剥落掉块。以上因素的影响，制约了钢包上水口砖的使用寿命。
为了解决上述的问题，经检索，例如中国专利申请号201710902664.0，公开日2017年12月15日，公开了一种均化料增韧的铝碳下水口砖，铝碳下水口砖包括以下重量百分比的原料：20-30％的88铝矾土均化料、38-48％的板状刚玉、8-12％的电熔白刚玉、1-2％的-298鳞片石墨、6-8％的铝硅合金粉、6-9％活性a-氧化铝粉、4-6％的广西白泥，以上原料总量为100％；外加上述原料总重量3-4％的酚醛树脂结合剂；中国专利申请号201410091958.6，公开日2014年06月18日，公开了一种新型转炉自动挡渣滑动水口用滑板砖，该滑板砖中各组分的重量百分含量为：58％～68％的板状刚玉、6％～8％的98镁砂、8％～11％的电熔尖晶石、3％～5％的石墨、4％～7％的a-氧化铝微粉、1％～2％的烧结剂、4％～7％的铝硅合金粉和4％～5％的树脂；中国专利申请号201210229417.6，公开日2013年05月29日，公开了一种含无定形硼的不烧金属结合铝碳锆质滑动水口砖，该滑动水口砖的原料为：0.2-5％的无定形硼、55-78％的刚玉、5-15％的碳化硅、10-20％的锆莫来石、2-5％的石墨、3-7％的铝硅合金和1-3％的锂基膨润土，外加上述原料总量4-6％的酚醛树脂。
上述的专利均是对水口砖组分的改进，但使用性能仍有待改善，从而延长水口砖的使用寿命。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有普通铝碳钢包上水口砖抗氧化性能低、耐侵蚀冲刷性能差、高温强度低及不耐碱性钙处理钢水侵蚀等因素，从而缩短钢包上水口砖使用寿命的问题，本发明提供一种钙处理钢用高寿命钢包上水口砖及其制备方法，提高钢包上水口砖的高温热态强度、高温抗氧化性能及耐钢水钢渣侵蚀性，延长上水口砖的使用寿命。
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：
本发明的钙处理钢用高寿命钢包上水口砖，包括细粉料，所述细粉料中添加有以插层石墨、活性金属铝硅合金粉为原料的改性石墨细粉，其中插层石墨以改性石墨细粉重量计的含量为25～45％，余下为活性金属铝硅合金粉。
于本发明一种可能的实施方式中，所述改性石墨细粉的粒径为0～0.045mm，且C的含量25～40％。
于本发明一种可能的实施方式中，所述改性石墨的制备方法为：将插层石墨、活性金属铝硅合金粉按配比称量，再将插层石墨、活性金属铝硅合金粉置于V型混炼机内混合1～3h，得到混合细粉；最后将混合细粉置于行星式球磨机中共磨0.5～1h，得到改性石墨细粉。
于本发明一种可能的实施方式中，所述活性金属铝硅合金粉的粒径为0～0.088mm，Al含量70～80％，Si含量19～29％，余下为杂质。
本发明还提供了一种钙处理钢用高寿命钢包上水口砖，包括颗粒料和细粉料，所述颗粒料包括重量百分比的粒径为5～3mm的白刚玉颗粒10～15％、粒径为3～1mm的白刚玉颗粒12～18％、粒径为3～1mm的铝镁尖晶石颗粒14～20％、粒径为1～0mm的铝镁尖晶石颗粒17～23％，所述细粉料包括重量百分比的粒径为0～0.045mm白刚玉细粉10～16％、粒径为0～0.074mm电熔镁砂细粉5～8％、粒径为0～0.074mm高岭土细粉3～5％、改性石墨细粉4～8％、鳞片石墨2～4％、复合抗氧化剂2％和高温沥青细粉1％，总百分比为100％；外加占总重量4～5％的液体酚醛树脂结合剂。
于本发明一种可能的实施方式中，所述白刚玉颗粒和白刚玉细粉的Al2O3含量≥99％，且碱性氧化物含量R2O≤0.35％，R为K或Na，SiO2含量≤0.2％，体积密度≥3.45g/cm3；所述铝镁尖晶石颗粒为高温熔融再结晶工艺制成(按照现有工艺均可以制得)，其Al2O3含量74～76％，MgO含量22～24％，SiO2含量≤0.2％，体积密度≥3.25g/cm3；所述电熔镁砂细粉的MgO含量≥98％，SiO2含量≤1.0％，CaO含量≤1.0％，体积密度≥3.48g/cm3；所述高岭土细粉为煅烧后的黏土熟料，其Al2O3含量≥32％，SiO2含量≤50.0％。
于本发明一种可能的实施方式中，所述复合抗氧化剂为SiC和B4C的混合物A，其中SiC占所述混合物A的重量百分比为60～80％。
于本发明一种可能的实施方式中，所述鳞片石墨固定碳含量≥97％，灰份≤2.0％，水份≤0.3％；所述高温沥青粉固定碳含量≥62％，灰分≤0.5％，软化点120～200℃。
于本发明一种可能的实施方式中，所述液体酚醛树脂的固含量≥80％，残碳≥45％，粘度14～25Pa.S。
本发明的另一目的是提供一种钙处理钢用高寿命钢包上水口砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)细粉预混合：将按重量百分比的白刚玉细粉、电熔镁砂细粉、高岭土细粉、改性石墨细粉、高温沥青粉、鳞片石墨、复合抗氧化剂在V形混合机进行预混合，混合时间20～30min；
(2)颗粒料配料：粒径为5～3mm的白刚玉颗粒、粒径为3～1mm的白刚玉颗粒、粒径为3～1mm的铝镁尖晶石颗粒、粒径为1～0mm的铝镁尖晶石颗粒采用全自动配料系统按重量百分比配料；
(3)混碾：将步骤(2)中的颗粒料在机械液压碾轮式混碾机干混3～5min，加入液体酚醛树脂湿混3～6min，然后加入(1)步骤中预混后的细粉继续混碾25～35min，混碾后的泥料在恒温恒湿房内困料12～24h；
(4)机压成型：将步骤(3)中所述困料后的泥料加入成型模具中，在电动螺旋压力机中自动成型，先轻打2～3次后出模吊打排气2次，再逐步增加压力重打5～8次，总打击次数不少于10次，得到半成品砖坯；
(5)烘烤干燥：将步骤(4)制得的砖坯放入干燥窑内干燥，干燥温度210±10℃保温15h～20h；
(6)精加工处理：将步骤(5)中干燥处理后得到的上水口半成品砖进行套壳、外观修整等处理，检验合格后包装即可得到成品钢包上水口砖。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的钙处理钢用高寿命钢包上水口砖，添加一定量的改性石墨细粉，以插层石墨、活性金属铝硅合金粉为原料，通过V型机预混及球磨工艺，使得石墨层与活性金属铝粉和活性金属硅粉均匀接触，1000℃及以上温度时，插层石墨发生层状分解，将层状结构的鳞片石墨逐层推开，形成单个或多个的层状石墨结构，均匀分布在插层石墨周围的活性金属铝粉和活性金属硅粉与高活性的单个或多个的层状石墨反应，原位生产SiC、Al4C3、AlN、Si3N4等非氧化陶瓷相物质，均匀交叉分布在上水口砖内，提高了上水口砖的高温强度和韧性，提高其高温使用时耐钢水和钢渣的侵蚀冲刷性能；同时，均匀分布在上水口砖及插层石墨周围的活性金属铝粉及活性金属硅粉，由于其与氧的结合性能要高于碳与氧的结合性能，提高上水口砖的抗氧化性能；
(2)本发明的钙处理钢用高寿命钢包上水口砖，以高密度、高致密的白刚玉为大颗粒骨料，通过2100℃以上电弧炉熔融后再结晶形成，得到的白刚玉结晶度好，耐磨性能高，线膨胀性小，提高了上水口砖的高温强度及耐冲刷性能、热震稳定性；以电熔铝镁尖晶石、电熔镁砂为基质细粉料，对经过钙处理的钢水中钙离子、氧化钙等碱性物质有良好的耐侵蚀剥落性能，对不同冶炼工艺的钢水具有优良的适应性，提高了上水口砖耐碱性钙处理钢的侵蚀性能；同时电熔镁砂细粉与白刚玉细粉在高温下反应生产一定量的原位尖晶石晶相，进一步提升上水口砖的耐钙处理钢的侵蚀性；
(3)本发明的钙处理钢用高寿命钢包上水口砖，在颗粒骨料中间粒径范围内添加一定量的高温煅烧合成的铝镁尖晶石，同时延长上水口砖的使用寿命及提高使用安全性；同时在细粉基质料内加入电熔白刚玉细粉，进一步提高上水口砖的高温强度及耐侵蚀冲刷性能；
(4)本发明的钙处理钢用高寿命钢包上水口砖，用层状的鳞片石墨作为主要碳源加入上水口砖内，鳞片石墨与钢水及钢渣的润湿性差，提高上水口砖的耐侵蚀性；由于耐碱性钙处理钢侵蚀性强的电熔镁砂细粉热震稳定性偏低，加入线膨胀性较好鳞片石墨，能在保证上水口砖耐侵蚀性同时保证其热震稳定性；
(5)本发明的钙处理钢用高寿命钢包上水口砖，添加一定量的高岭土细粉，提高了上水口砖的高温烧结性能，促进上水口砖高温致密化；同时，由于上水口砖中添加的电熔镁砂细粉与白刚玉细粉在高温下发生化学反应，原位产生了耐碱性钙处理钢侵蚀性好的铝镁尖晶石，但是伴随着7％左右的体积膨胀效益，对上水口砖带来不利的影响，本发明通过添加适量的高岭土细粉，利用其高温烧结的体积致密化性能，在保证上水口砖使用性能的前提下保持上水口砖的体积膨胀稳定性，避免高温使用时上水口砖出现异常裂纹、开裂、断裂等情况；
(6)本发明的钙处理钢用高寿命钢包上水口砖，加入一定量的高温沥青粉作为次要碳源加入上水口砖内，高温沥青粉填充在细粉基质料的缝隙内，提高上水口砖的致密性及耐侵蚀性能；
(7)本发明的钙处理钢用高寿命钢包上水口砖，以碳化硼和碳化硅作为复合抗氧化剂，提高产品抗氧化性，同时避免过量碳化硼高温时氧化生成低熔点的氧化硼带来不利影响；添加的碳化硅进一步增加滑板砖的高温强度和高温耐冲刷性；
(8)本发明的钙处理钢用高寿命钢包上水口砖，结合上水口砖的应用特点，上水口砖在开始浇钢前已经处于1000℃以上的环境温度，因而本发明的上水口砖采用210℃低温热处理工艺，满足上水口砖使用寿命要求前提下，有效节约高温处理所需要的能源消耗。
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。
以下实施例中使用的5～3mm的白刚玉颗粒、3～1mm的白刚玉颗粒、3～1mm的铝镁尖晶石颗粒、1～0mm的铝镁尖晶石颗粒、0～0.045mm白刚玉细粉、0～0.074mm电熔镁砂细粉、0～0.074mm高岭土细粉、鳞片石墨、B4C、SiC、活性金属铝硅合金粉为市场购买的原料。
此外，所述白刚玉颗粒和白刚玉细粉的Al2O3含量≥99％，且碱性氧化物含量R2O≤0.35％，R为K或Na，SiO2含量≤0.2％，体积密度≥3.45g/cm3。
此外，所述铝镁尖晶石颗粒为高温熔融再结晶工艺制成，其Al2O3含量74～76％，MgO含量22～24％，SiO2含量≤0.2％，体积密度≥3.25g/cm3。
此外，所述电熔镁砂细粉的MgO含量≥98％，SiO2含量≤1.0％，CaO含量≤1.0％，体积密度≥3.48g/cm3。
此外，所述高岭土细粉为煅烧后的黏土熟料，其Al2O3含量≥32％，SiO2含量≤50.0％。
此外，所述复合抗氧化剂为SiC和B4C的混合物A，其中SiC占所述混合物A的重量百分比为60～80％。
此外，所述鳞片石墨固定碳含量≥97％，灰份≤2.0％，水份≤0.3％。
此外，所述高温沥青粉固定碳含量≥62％，灰分≤0.5％，软化点120～200℃。
此外，所述液体酚醛树脂的固含量≥80％，残碳≥45％，粘度14～25Pa.S。所述改性石墨的粒径为0～0.045mm，且C的含量25～40％。
此外，所述改性石墨以插层石墨、活性金属铝硅合金粉为原料，其制备方法为：将所述改性石墨原料按配比称量，再将插层石墨、活性金属铝硅合金粉置于V型混炼机内混合1～3h，得到混合细粉；最后将混合细粉置于行星式球磨机中共磨0.5～1h，得到改性石墨细粉；所述活性金属铝硅合金粉的粒径为0～0.088mm，Al含量70～80％，Si含量19～29％，余下为杂质。
以下实施例的钙处理钢用高寿命钢包上水口砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)细粉预混合：将按重量百分比的白刚玉细粉、电熔镁砂细粉、高岭土细粉、改性石墨细粉、高温沥青粉、鳞片石墨、复合抗氧化剂在V形混合机进行预混合，混合时间30min；
(2)颗粒料配料：粒径为5～3mm的白刚玉颗粒、粒径为3～1mm的白刚玉颗粒、粒径为3～1mm的铝镁尖晶石颗粒、粒径为1～0mm的铝镁尖晶石颗粒采用全自动配料系统按重量百分比配料；
(3)混碾：将步骤(2)中的颗粒料在机械液压碾轮式混碾机干混3min，加入液体酚醛树脂湿混5min，然后加入(1)步骤中预混后的细粉继续混碾30min，混碾后的泥料在恒温恒湿房内困料12～24h；
(4)机压成型：将步骤(3)中所述困料后的泥料加入成型模具中，在电动螺旋压力机中自动成型，先轻打3次后出模吊打排气2次，再逐步增加压力重打6次，总打击次数11次，得到半成品砖坯；
(5)烘烤干燥：将步骤(4)制得的砖坯放入干燥窑内干燥，干燥温度210±10℃保温20h；
(6)精加工处理：将步骤(5)中干燥处理后得到的上水口半成品砖进行套壳、外观修整等处理，检验合格后包装即可得到成品钙处理钢用高寿命钢包上水口砖。
实施例1
本实施例所述的钙处理钢用高寿命钢包上水口砖，其组成及重量百分比为：粒径为5～3mm的白刚玉颗粒10％、粒径为3～1mm的白刚玉颗粒18％、粒径为3～1mm的铝镁尖晶石颗粒14％、粒径为1～0mm的铝镁尖晶石颗粒23％，所述细粉料包括粒径为0～0.045mm白刚玉细粉16％、粒径为0～0.074mm电熔镁砂细粉5％、粒径为0～0.074mm高岭土细粉3％、改性石墨细粉4％、鳞片石墨4％、复合抗氧化剂2％和高温沥青细粉1％，总重量百分比为100％；外加占总重量4％的液体酚醛树脂结合剂。其中插层石墨以改性石墨细粉重量计的含量为45％，余下为活性金属铝硅合金粉。
实施例2
本实施例所述的钙处理钢用高寿命钢包上水口砖，其组成及重量百分比为：粒径为5～3mm的白刚玉颗粒13％、粒径为3～1mm的白刚玉颗粒15％、粒径为3～1mm的铝镁尖晶石颗粒17％、粒径为1～0mm的铝镁尖晶石颗粒20％，所述细粉料包括粒径为0～0.045mm白刚玉细粉13％、粒径为0～0.074mm电熔镁砂细粉6％、粒径为0～0.074mm高岭土细粉4％、改性石墨细粉6％、鳞片石墨3％、复合抗氧化剂2％和高温沥青细粉1％，总重量百分比为100％；外加占总重量4.5％的液体酚醛树脂结合剂。其中插层石墨以改性石墨细粉重量计的含量为25％，余下为活性金属铝硅合金粉。
实施例3
本实施例所述的钙处理钢用高寿命钢包上水口砖，其组成及重量百分比为：粒径为5～3mm的白刚玉颗粒15％、粒径为3～1mm的白刚玉颗粒12％、粒径为3～1mm的铝镁尖晶石颗粒20％、粒径为1～0mm的铝镁尖晶石颗粒17％，所述细粉料包括粒径为0～0.045mm白刚玉细粉10％、粒径为0～0.074mm电熔镁砂细粉8％、粒径为0～0.074mm高岭土细粉5％、改性石墨细粉8％、鳞片石墨2％、复合抗氧化剂2％和高温沥青细粉1％，总重量百分比为100％；外加占总重量5％的液体酚醛树脂结合剂。其中插层石墨以改性石墨细粉重量计的含量为35％，余下为活性金属铝硅合金粉。
表1实施例1～3所述的钙处理钢用高寿命钢包上水口砖的理化性能
以实施例2为基础，对比例1和对比例2分别为不添加改性石墨细粉、添加8％以上改性石墨细粉，对比改性石墨的添加对上水口在钙处理钢中使用性能影响。
对比例1
本对比例所述的钢包上水口砖，其中不添加改性石墨细粉。
本对比例所述的钢包上水口砖，其组成及重量百分比为：粒径为5～3mm的白刚玉颗粒13％、粒径为3～1mm的白刚玉颗粒15％、粒径为3～1mm的铝镁尖晶石颗粒17％、粒径为1～0mm的铝镁尖晶石颗粒20％，所述细粉料包括粒径为0～0.045mm白刚玉细粉19％、粒径为0～0.074mm电熔镁砂细粉6％、粒径为0～0.074mm高岭土细粉4％、鳞片石墨3％、复合抗氧化剂2％和高温沥青细粉1％，总重量百分比为100％；外加占总重量4.5％的液体酚醛树脂结合剂。
对比例2
本对比例所述的钢包上水口砖，其中添加改性石墨的重量百分比超过8％。
本对比例所述的钢包上水口砖，其组成及重量百分比为：粒径为5～3mm的白刚玉颗粒13％、粒径为3～1mm的白刚玉颗粒15％、粒径为3～1mm的铝镁尖晶石颗粒17％、粒径为1～0mm的铝镁尖晶石颗粒20％，所述细粉料包括粒径为0～0.045mm白刚玉细粉10％、粒径为0～0.074mm电熔镁砂细粉6％、粒径为0～0.074mm高岭土细粉4％、改性石墨细粉9％、鳞片石墨3％、复合抗氧化剂2％和高温沥青细粉1％，总重量百分比为100％；外加占总重量4.5％的液体酚醛树脂结合剂。
表2对比例1～2和实施例2所述的钢包上水口砖的理化性能
表1和表2相对比，可以看出，适量添加改性石墨细粉可以提高钢包上水口砖的致密度、常温耐压强度、高温抗折强度及使用寿命，分析主要原因是添加改性石墨细粉中的插层石墨在上水口使用过程中发生层状分解，将层状结构的鳞片石墨逐层推开，形成单个或多个的层状石墨结构，均匀分布在插层石墨周围的活性金属铝粉和活性金属硅粉与高活性的单个或多个的层状石墨反应，原位生产SiC、Al4C3、AlN、Si3N4等非氧化陶瓷相物质，均匀交叉分布在上水口砖内，提高上水口砖的高温强度和韧性，提高其高温使用时耐钢水和钢渣的侵蚀冲刷性能；同时，均匀分布在上水口砖及插层石墨周围的活性金属铝粉及活性金属硅粉，由于其与氧的结合性能要高于碳与氧的结合性能，提高上水口砖的抗氧化性能，上水口砖的使用寿命显著提升。
以实施例2为基础，对比例3和对比例4分别为不添加电熔镁砂细粉、添加8％以上电熔镁砂细粉，对比电熔镁砂细粉的添加对上水口砖在钙处理钢中使用性能影响。
对比例3
本对比例所述的钢包上水口砖，其中不添加电熔镁砂细粉。
本对比例所述的钢包上水口砖，其组成及重量百分比为：粒径为5～3mm的白刚玉颗粒13％、粒径为3～1mm的白刚玉颗粒15％、粒径为3～1mm的铝镁尖晶石颗粒17％、粒径为1～0mm的铝镁尖晶石颗粒20％，所述细粉料包括粒径为0～0.045mm白刚玉细粉19％、粒径为0～0.074mm高岭土细粉4％、改性石墨细粉6％、鳞片石墨3％、复合抗氧化剂2％，高温沥青细粉1％，总百分比为100％；外加占总重量4.5％的液体酚醛树脂结合剂。
对比例4
本对比例所述的钢包上水口砖，其中电熔镁砂细粉的重量百分比超过8％。
本对比例所述的钢包上水口砖，其组成及重量百分比为：粒径为5～3mm的白刚玉颗粒13％、粒径为3～1mm的白刚玉颗粒15％、粒径为3～1mm的铝镁尖晶石颗粒17％、粒径为1～0mm的铝镁尖晶石颗粒20％，所述细粉料包括粒径为0～0.045mm白刚玉细粉10％、粒径为0～0.074mm电熔镁砂细粉9％、粒径为0～0.074mm高岭土细粉4％、改性石墨细粉6％、鳞片石墨3％、复合抗氧化剂2％，高温沥青细粉1％，总百分比为100％；外加占总重量4.5％的液体酚醛树脂结合剂。
表3对比例3～4和实施例2所述的钢包上水口砖的理化性能
表1和表3相对比，可以看出，适量添加电熔镁砂细粉可以提高钢包上水口砖的高温耐碱性钙处理钢的耐压强度、耐侵蚀性能、线膨胀性能及使用寿命，分析主要原因是添加碱性的电熔镁砂细粉对碱性的钙处理钢有较强的耐侵蚀性能，同时部分电熔镁砂细粉在高温时与水口砖中的白刚玉细粉反应生产原位的尖晶石晶相，提高了上水口砖的高温强度、热震稳定性和耐碱性钢水钢渣的侵蚀型，延长上水口砖使用寿命。
以实施例2为基础，对比例5和对比例6分别为不添加高岭土细粉、添加5％以上高岭土细粉，对比高岭土细粉的添加对上水口砖在钙处理钢中使用性能影响。
对比例5
本对比例所述的钢包上水口砖，其中不添加高岭土细粉。
本对比例所述的钢包上水口砖，其组成及重量百分比为：粒径为5～3mm的白刚玉颗粒13％、粒径为3～1mm的白刚玉颗粒15％、粒径为3～1mm的铝镁尖晶石颗粒17％、粒径为1～0mm的铝镁尖晶石颗粒20％，所述细粉料包括粒径为0～0.045mm白刚玉细粉17％、粒径为0～0.074mm电熔镁砂细粉6％、改性石墨细粉6％、鳞片石墨3％、复合抗氧化剂2％，高温沥青细粉1％，总百分比为100％；外加占总重量4.5％的液体酚醛树脂结合剂。
对比例6
本对比例所述的钢包上水口砖，其中高岭土细粉的重量百分比超过5％。
本对比例所述的钢包上水口砖，其组成及重量百分比为：粒径为5～3mm的白刚玉颗粒13％、粒径为3～1mm的白刚玉颗粒15％、粒径为3～1mm的铝镁尖晶石颗粒17％、粒径为1～0mm的铝镁尖晶石颗粒20％，所述细粉料包括粒径为0～0.045mm白刚玉细粉11％、粒径为0～0.074mm电熔镁砂细粉6％、粒径为0～0.074mm高岭土细粉6％、改性石墨细粉6％、鳞片石墨3％、复合抗氧化剂2％，高温沥青细粉1％，总百分比为100％；外加占总重量4.5％的液体酚醛树脂结合剂。
表4对比例5～6和实施例2所述的钢包上水口砖的理化性能
表1和表4相对比，可以看出，适量添加高岭土细粉可以提高钢包上水口砖的高温线膨胀性能、热震稳定性及使用寿命；分析主要原因是添加对钙处理钢抗侵蚀性能优良的电熔镁砂细粉高温下与白刚玉细粉中的氧化铝反应，原位产生了铝镁尖晶石，同时带来了7％左右的体积增加，因而对上水口砖的线膨胀性产生不利影响，通过添加一定量的高岭土细粉，利用其高温烧结的体积致密化性能，在保证上水口砖使用性能的前提下保持上水口砖的体积膨胀稳定性，避免高温使用时上水口砖出现异常裂纹、开裂、断裂等情况，延长上水口砖使用寿命。
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 (8)
1.一种钙处理钢用高寿命钢包上水口砖，包括颗粒料和细粉料，其特征在于，所述颗粒料包括重量百分比的粒径为5～3mm的白刚玉颗粒10～15%、粒径为3～1mm的白刚玉颗粒12～18%、粒径为3～1mm的铝镁尖晶石颗粒14～20%和粒径为1～0mm的铝镁尖晶石颗粒17～23%；所述细粉料包括重量百分比的粒径为0～0.045mm白刚玉细粉10～16%、粒径为0～0.074mm电熔镁砂细粉5～8%、粒径为0～0.074mm高岭土细粉3～5%、粒径为0～0.045mm的改性石墨细粉4～8%、鳞片石墨2～4%、复合抗氧化剂2%和高温沥青细粉1%；各原料重量总百分比为100%；外加占总重量4～5%的液体酚醛树脂结合剂；所述细粉料中添加有以插层石墨、活性金属铝硅合金粉为原料的改性石墨细粉，其中插层石墨以改性石墨细粉重量计的含量为25～45%，余下为活性金属铝硅合金粉；所述复合抗氧化剂为SiC和B4C的混合物A，其中SiC占所述混合物A的重量百分比为60～80%。
2.根据权利要求1所述的钙处理钢用高寿命钢包上水口砖，其特征在于，所述改性石墨细粉的粒径为0～0.045mm，且C的含量25～40%。
3.根据权利要求2所述的钙处理钢用高寿命钢包上水口砖，其特征在于，所述改性石墨细粉的制备方法为：将插层石墨、活性金属铝硅合金粉按配比称量，再将插层石墨、活性金属铝硅合金粉混合1～3h，得到混合细粉；最后共磨0.5～1h，得到改性石墨细粉。
4.根据权利要求3所述的钙处理钢用高寿命钢包上水口砖，其特征在于，所述活性金属铝硅合金粉的粒径为0～0.088mm，Al含量70～80%，Si含量19～29%，余下为杂质。
5.根据权利要求4所述的钙处理钢用高寿命钢包上水口砖，其特征在于，所述白刚玉颗粒和白刚玉细粉的Al2O3含量≥99%，且碱性氧化物含量R2O≤0.35%，R为K或Na，SiO2含量≤0.2%，体积密度≥3.45 g/cm3；所述铝镁尖晶石颗粒为高温熔融再结晶工艺制成，其Al2O3含量74～76%，MgO含量22～24%，SiO2含量≤0.2%，体积密度≥3.25 g/cm3。
6.根据权利要求5所述的钙处理钢用高寿命钢包上水口砖，其特征在于，所述电熔镁砂细粉的MgO含量≥98%、SiO2含量≤1.0%、CaO含量≤1.0%，体积密度≥3.48 g/cm3；所述高岭土细粉为煅烧后的黏土熟料，其Al2O3含量≥32%，SiO2含量≤50.0%。
7.根据权利要求5所述的钙处理钢用高寿命钢包上水口砖，其特征在于，所述鳞片石墨固定碳含量≥97%，灰份≤2.0%，水分≤0.3%；所述高温沥青细粉固定碳含量≥62%，灰分≤0.5%，软化点120～200℃；所述液体酚醛树脂的固含量≥80%，残碳≥45%，粘度14～25Pa∙S。
8.根据权利要求4至7任一项所述的钙处理钢用高寿命钢包上水口砖的制备方法，其特征在于，按以下步骤具体进行：
（1）细粉预混合：将按重量百分比的粒径为0～0.045mm白刚玉细粉、粒径为0～0.074mm电熔镁砂细粉、粒径为0～0.074mm高岭土细粉、粒径为0～0.045mm改性石墨细粉、高温沥青细粉、鳞片石墨、复合抗氧化剂进行预混合，混合时间20～30min；
（2）颗粒料配料：粒径为5～3mm的白刚玉颗粒、粒径为3～1mm的白刚玉颗粒、粒径为3～1mm的铝镁尖晶石颗粒、粒径为1～0mm的铝镁尖晶石颗粒按重量百分比配料；
（3）混碾：将步骤（2）中的颗粒料干混3～5min，加入占总重量4～5%的液体酚醛树脂湿混3～6min，然后加入（1）步骤中预混后的细粉继续混碾25～35min，混碾后的泥料困料12～24h；
（4）机压成型：将步骤（3）中困料后的泥料加入成型模具中成型，先轻打2～3次后出模吊打排气2次，再逐步增加压力重打5～8次，总打击次数不少于10次，得到半成品砖坯；
（5）烘烤干燥：将步骤（4）制得的半成品砖坯干燥，干燥温度210±10℃保温15h～20h；
（6）精加工处理：将步骤（5）中干燥处理后得到的上水口半成品砖进行套壳、外观修整处理，检验合格后包装即可得到成品钢包上水口砖。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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