CN113045299A - 一种含复合结合剂的机压无碳钢包砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及耐火材料技术领域，具体是一种含复合结合剂的机压无碳钢包砖及其制备方法，该钢包砖包括按重量百分比计的以下原料：3mm＜粒度≤5mm的板状刚玉15～30％；1mm＜粒度≤3mm的板状刚玉15～30％；0.088mm＜粒度≤1mm的板状刚玉10～25％；0mm＜粒度≤0.088mm的电熔刚玉粉5～15％；活性氧化铝微粉10～20％；尖晶石微粉3～12％；复合结合剂3～7％。本发明的原料中加入复合结合剂，具有较好的结合强度，非常好的混料效果，成型后砖坯的体积密度有很大提高，气孔率明显降低，而且具有较好的高温强度、热震稳定性、抗侵蚀性能和使用寿命。

Description

一种含复合结合剂的机压无碳钢包砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐火材料技术领域，尤其涉及一种含复合结合剂的机压无碳钢包砖及其制备方法。
背景技术
钢包是用于盛钢水的钢制容器，内砌耐火砖，钢水由底部的口流出，进行浇铸，故耐火砖的化学组成直接影响到后期钢水的质量。
目前，炼钢工艺要求更加严格，洁净钢、特种钢是主流，基础的镁碳砖常常会引入大量的碳，已不能满足现场工艺的要求。
有些厂家会生产预制块来替代镁碳砖，但预制块存在生产效率低，整个成型过程时间较长，需要严格控制加水量和养护温度，废品率相对比较高。
发明内容
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种含复合结合剂的机压无碳钢包砖及其制备方法，其能够提高机压无碳钢包砖的使用寿命。
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
第一方面，本发明提供一种含复合结合剂的机压无碳钢包砖，该钢包砖包括按重量百分比计的以下原料：
3mm＜粒度≤5mm的板状刚玉15～30％；
1mm＜粒度≤3mm的板状刚玉15～30％；
0.088mm＜粒度≤1mm的板状刚玉10～25％；
0mm＜粒度≤0.088mm的电熔刚玉粉5～15％；
活性氧化铝微粉10～20％；
尖晶石微粉3～12％；
复合结合剂3～7％。
可选地，该钢包砖包括按重量百分比计算的以下原料：
3mm＜粒度≤5mm的板状刚玉20～25％；
1mm＜粒度≤3mm的板状刚玉20～25％；
0.088mm＜粒度≤1mm的板状刚玉15～20％；
0mm＜粒度≤0.088mm的电熔刚玉粉5～10％；
活性氧化铝微粉10～15％；
尖晶石微粉3～10％；
复合结合剂5～7％。
可选地，该钢包砖包括按重量百分比计算的以下原料：
3mm＜粒度≤5mm的板状刚玉22％；
1mm＜粒度≤3mm的板状刚玉23％；
0.088mm＜粒度≤1mm的板状刚玉18％；
0mm＜粒度≤0.088mm的电熔刚玉粉8％；
活性氧化铝微粉15％；
尖晶石微粉8％；
复合结合剂6％。
可选地，活性氧化铝微粉的粒径为1.5um。
可选地，尖晶石微粉的粒径为400目。
可选地，复合结合剂的粒径为200目。
可选地，复合结合剂包括镁铝胶结剂、微孔结合剂和外加高效分散剂中的一种或几种。
可选地，复合结合剂中各组分的重量百分比为：
镁铝胶结剂3～7％；
微孔结合剂0～0.2％；
外加高效分散剂0～0.1％。
第二方面，本发明提供一种含复合结合剂的机压无碳钢包砖的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照上述的含复合结合剂的机压无碳钢包砖准备原料；
S2、将3mm＜粒度≤5mm的板状刚玉、1mm＜粒度≤3mm的板状刚玉和0.088mm＜粒度≤1mm的板状刚玉加入到混砂机中预混碾3～5分钟；
S3、向步骤S2中加入复合结合剂混碾3～5分钟；
S4、向步骤S3中加入0mm＜粒度≤0.088mm的电熔刚玉粉、活性氧化铝微粉、尖晶石微粉以及水，湿碾10～15分钟；
S5、将步骤S4中混合好的物料加入模具中，在600～1200吨摩擦压砖机上加压，制成坯体；
S6、将步骤S5中制成的坯体送入150-250℃干燥窑处理18-30小时。
可选地，步骤S6中，干燥窑热风入口温度60～80℃，保温区间温度150～200℃，出口温度40～60℃。
本发明的有益效果是：本发明提供一种含复合结合剂的机压无碳钢包砖，本发明中加入复合结合剂，通过高效的分散剂可以达到非常好的混料效果，也使砖坯具有较好的结合强度，通过使用微孔结合剂，可以使砖坯在成型后形成微小的封闭气孔，成型后砖坯的体积密度有很大提高，气孔率明显降低，大大地提高了产品的高温强度、热震稳定性、抗侵蚀性能和使用寿命。
机压无碳钢包砖，机压成型工艺、烘干工艺简单，成型后强度比预制高，减少了人力和资源的浪费，而废品率也大大减少，在炼钢过程中挂渣效果好，不引入碳，对环境污染小，对洁净钢的生产提供了坚实的基础。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面通过具体实施方式对本发明作详细描述。
实施例1
本发明实施例提供一种含复合结合剂的机压无碳钢包砖，该钢包砖包括按重量百分比计的以下原料：
Figure BDA0003074076880000041
本发明一种含复合结合剂的机压无碳钢包砖的制备方法，包括如下步骤：按照先加颗粒料-结合剂-细粉的顺序，将原料混合均匀后加原料总重量3％的水搅拌，经湿碾后放入压砖机成型，成型后的砖坯经200℃干燥窑处理24小时，最后拣选、检验、包装、入库，即生产出钢包用机压无碳砖。
实施例2
本发明实施例提供一种含复合结合剂的机压无碳钢包砖，该钢包砖包括按重量百分比计的以下原料：
Figure BDA0003074076880000042
生产含复合结合剂的机压无碳钢包砖的方法同实施例1。
实施例3
本发明实施例提供一种含复合结合剂的机压无碳钢包砖，该钢包砖包括按重量百分比计的以下原料：
Figure BDA0003074076880000051
生产含复合结合剂的机压无碳钢包砖的方法同实施例1。
实施例4
本发明实施例提供一种含复合结合剂的机压无碳钢包砖，该钢包砖包括按重量百分比计的以下原料：
Figure BDA0003074076880000052
生产含复合结合剂的机压无碳钢包砖的方法同实施例1。
上述实施例1-实施例4中的复合结合剂均为镁铝胶结剂。其中，镁铝胶结剂的优势在于：传统结合剂在中温和高温时就不起作用了，镁铝胶结剂不但在常温状态下有很好的强度，在中温和高温时，镁铝胶结剂会生成陶瓷结构，这样就会有很好的中温和高温强度，从而保证了无碳钢包砖在中温和高温下的使用性能。
实施例5
本发明实施例提供一种含复合结合剂的机压无碳钢包砖，该钢包砖包括按重量百分比计的以下原料：
Figure BDA0003074076880000061
生产含复合结合剂的机压无碳钢包砖的方法同实施例1。
实施例6
本发明实施例提供一种含复合结合剂的机压无碳钢包砖，该钢包砖包括按重量百分比计的以下原料：
Figure BDA0003074076880000062
生产含复合结合剂的机压无碳钢包砖的方法同实施例1。
上述实施例5和实施例6中的复合结合剂均为镁铝胶结剂和微孔结合剂。其中，微孔结合剂的优势在于：一般的浇注料加水后气孔率较大，有时呈现贯通气孔，烧结后的形状尺寸变化较大，耐侵蚀性能较差；而加入了微孔结合剂，整个浇注料烘烤之后形成了均匀细小的气孔，烧结后形状和尺寸变化小等显著优点，高温使用的性能，包括耐侵蚀性、耐冲刷性能有很大提高。
实施例7
本发明实施例提供一种含复合结合剂的机压无碳钢包砖，该钢包砖包括按重量百分比计的以下原料：
Figure BDA0003074076880000071
生产含复合结合剂的机压无碳钢包砖的方法同实施例1。
实施例8
本发明实施例提供一种含复合结合剂的机压无碳钢包砖，该钢包砖包括按重量百分比计的以下原料：
Figure BDA0003074076880000072
Figure BDA0003074076880000081
生产含复合结合剂的机压无碳钢包砖的方法同实施例1。
上述实施例7和实施例8中的复合结合剂均为镁铝胶结剂、微孔结合剂和外加高效分散剂。当机压无碳转只有一种镁铝胶结剂时，在成型过程中常常会出现混料不均，部分机压砖强度高，部分强度低，另外成型后通过烘干留下的开孔气孔非常多、气孔率非常大，在炼钢使用过程中存在一定的缺陷。所以在实施例实施例7和实施例8中加入微孔结合剂和外加高效分散剂，其中，外加高效分散剂是一种聚羧酸类高效减水剂，它是一种高分子产品，其可以显著降低的加水量，并能有效的分散均质化原料，通过其高效的分散作用，使得泥料达到更好的和易性和分散性的前提下，降低材料的加水量，显著减少了气孔率的产生，从而提高制品的强度、和易性、施工性能。达到比普通的无机硅酸盐更好的使用性能。
本发明各个实施例中的机压无碳钢包砖的性能见下表。
Figure BDA0003074076880000082
由上表中数据可知，本发明制得的机压无碳钢包砖的气孔率大幅度减小、体积密度提高，耐压强度得到很大提高，高温抗折强度大幅度增强，整体性能优越。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种含复合结合剂的机压无碳钢包砖，其特征在于：该钢包砖包括按重量百分比计的以下原料：
3mm＜粒度≤5mm的板状刚玉15～30％；
1mm＜粒度≤3mm的板状刚玉15～30％；
0.088mm＜粒度≤1mm的板状刚玉10～25％；
0mm＜粒度≤0.088mm的电熔刚玉粉5～15％；
活性氧化铝微粉10～20％；
尖晶石微粉3～12％；
复合结合剂3～7％。
2.根据权利要求1所述的含复合结合剂的机压无碳钢包砖，其特征在于：该钢包砖包括按重量百分比计算的以下原料：
3mm＜粒度≤5mm的板状刚玉20～25％；
1mm＜粒度≤3mm的板状刚玉20～25％；
0.088mm＜粒度≤1mm的板状刚玉15～20％；
0mm＜粒度≤0.088mm的电熔刚玉粉5～10％；
活性氧化铝微粉10～15％；
尖晶石微粉3～10％；
复合结合剂5～7％。
3.根据权利要求2所述的含复合结合剂的机压无碳钢包砖，其特征在于：该钢包砖包括按重量百分比计算的以下原料：
3mm＜粒度≤5mm的板状刚玉22％；
1mm＜粒度≤3mm的板状刚玉23％；
0.088mm＜粒度≤1mm的板状刚玉18％；
0mm＜粒度≤0.088mm的电熔刚玉粉8％；
活性氧化铝微粉15％；
尖晶石微粉8％；
复合结合剂6％。
4.根据权利要求1所述的含复合结合剂的机压无碳钢包砖，其特征在于：活性氧化铝微粉的粒径为1.5um。
5.根据权利要求1所述的含复合结合剂的机压无碳钢包砖，其特征在于：尖晶石微粉的粒径为400目。
6.根据权利要求1所述的含复合结合剂的机压无碳钢包砖，其特征在于：复合结合剂的粒径为200目。
7.根据权利要求1所述的含复合结合剂的机压无碳钢包砖，其特征在于：复合结合剂包括镁铝胶结剂、微孔结合剂和外加高效分散剂中的一种或几种。
8.根据权利要求7所述的含复合结合剂的机压无碳钢包砖，其特征在于：复合结合剂中各组分的重量百分比为：
镁铝胶结剂3～7％；
微孔结合剂0～0.2％；
外加高效分散剂0～0.1％。
9.一种含复合结合剂的机压无碳钢包砖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、按照权利要求1-8任一项所述的含复合结合剂的机压无碳钢包砖准备原料；
S2、将3mm＜粒度≤5mm的板状刚玉、1mm＜粒度≤3mm的板状刚玉和0.088mm＜粒度≤1mm的板状刚玉加入到混砂机中预混碾3～5分钟；
S3、向步骤S2中加入复合结合剂混碾3～5分钟；
S4、向步骤S3中加入0mm＜粒度≤0.088mm的电熔刚玉粉、活性氧化铝微粉、尖晶石微粉以及水，湿碾10～15分钟；
S5、将步骤S4中混合好的物料加入模具中，在600～1200吨摩擦压砖机上加压，制成坯体；
S6、将步骤S5中制成的坯体送入150-250℃干燥窑处理18-30小时。
10.根据权利要求9所述的含复合结合剂的机压无碳钢包砖的制备方法，其特征在于：步骤S6中，干燥窑热风入口温度60～80℃，保温区间温度150～200℃，出口温度40～60℃。
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