CN113087538B

CN113087538B - 一种含微孔骨料的钢包工作衬预制砖

Info

Publication number: CN113087538B
Application number: CN202110280671.8A
Authority: CN
Inventors: 徐国涛; 孔勇江; 吴杰; 秦世民; 杨新泉; 张洪雷
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2021-03-16
Filing date: 2021-03-16
Publication date: 2022-02-18
Anticipated expiration: 2041-03-16
Also published as: CN113087538A

Abstract

一种含微孔骨料的钢包工作衬预制砖，其原料组成及质量%为：粒度＞5mm至≤12mm微孔板状刚玉骨料30～50%、粒度＞1mm至≤5mm微孔板状刚玉骨料5～25%、粒度≤1mm电熔刚玉细骨料5～15%、粒度＞1mm至≤3mm微孔富铝铝镁尖晶石细骨料5‑15%、粒度≤0.074mm刚玉细粉20～30%、粒度≤0.045mm富铝铝镁尖晶石细粉5～10%、粒度≤20μmα‑Al2O3微粉2～8%、粒度≤0.074mmρ‑Al2O3 3～7%、粒度≤0.074mm高碳树脂粉0.1～1%、铝酸钙水泥1～3%、醚基聚羧酸酯减水剂0.1～1%。本发明强度可增5～15MPa，显气孔率降2～5%，钢包表面温降15～50℃；钢包扩容后侵蚀速率为0.5‑0.6mm/炉次，高温下不易膨胀。

Description

一种含微孔骨料的钢包工作衬预制砖

技术领域

本发明涉及炼钢耐火材料技术领域，主要涉及一种含微孔骨料的钢包工作衬预制砖。

背景技术

国内炼钢钢包的炉衬工作层主要包括铝镁碳砖、无碳刚玉预制砖或刚玉尖晶石预制砖；渣线使用镁炭砖，永久层多使用高铝浇注料。钢包保温有的钢厂采用，有的钢厂没有采用，从相关的资料看：采用保温措施的钢包，外壁温度有一定程度的降低；但是有后期保温板粉化引发安全隐患的风险。无碳刚玉预制砖或刚玉尖晶石预制砖主要用于对钢水碳含量要求比较高的钢包包壁及包底的砌筑；而渣线仍然以低碳镁碳砖为主。近年来，随着废钢用量的增加，在不增加设备投资的情况下，钢厂多采用转炉、钢包扩容来达到增加产量的目的，钢包扩容，多以减薄工作衬或永久衬的厚度为主要措施。如某钢厂将工作层由200mm降低到170mm，渣线层由220mm降低到190mm；将永久层由120mm降低到90mm；这可以提高钢包的容积，但是减薄砖衬，必然会降低钢包使用次数，且炉衬工作层减薄，意味着相同的侵蚀速率下，寿命要降低，钢包的周转量会增加，传热也会加快，钢包内钢水温降可能增大。在此情况下，如何调整工作衬的组成，满足生产需求，是耐火材料领域面临的一个挑战。使用铝镁尖晶石，降低密度，降低导热，由于其反应性强，侵蚀仍然会较大，且不耐冲刷。近年来，有微孔刚玉的生产，引入纳米级的闭气孔生产刚玉骨料，以此生产的浇注料抗侵蚀性不降低，而引入适度的可分散的含炭树脂粉，可增强预制砖的抗侵蚀性能。既然低碳镁碳砖对钢包中钢液没有大的影响，那么很低碳的包壁预制砖在烘烤后，对于钢水的影响也很微弱，但是对于炉衬材料的强度、致密度影响大，利于性能改善。针对这个技术思路，进行了相关文献的检索。

在检索的资料中，中国专利CN103396137A所述的节能环保型无碳钢包预制块及其制备方法，其所述预制块由a料和b料两部分组成，按重量份a料∶b料＝(1/4～4)∶1；所述a料中主要为不同粒度的再生料，再生料组成为：Al₂O₃≥90％，SiO₂≤0.8％，CaO≤0.8％，Fe₂O₃≤1.5％，MgO≤7.0％；粒度为7-12mm的再生料：20～50重量份；粒度为3-7mm的再生料：10～30重量份；粒度为1-3mm的再生料：10～30重量份；粒度为0-1mm的再生料：10～20重量份；α-Al₂O₃微粉：2～10重量份；粒度0.088mm-1mm电熔镁砂：1～8重量份；粒径≤0.088mm的电熔镁砂：2～10重量份；铝酸盐水泥：2～8重量份；减水剂：0.1～2重量份；所述b料包括：粒度为7-12mm的板状刚玉为15～50重量份；粒度为3-7mm的为10～30重量份；粒度为1-3mm的为10～30重量份；粒度为0-1mm的为10～20重量份；α-Al₂O₃微粉：2～10重量份；粒度为0.088mm-1mm的电熔镁砂：1～8；粒径≤0.088mm的电熔镁砂：2～10重量份；铝酸盐水泥：2～8重量份；减水剂：0.1～2重量份。该发明的无碳钢包预制块含再生料，质量很难均匀，且使用电熔镁砂细颗粒与细粉，应用过程反应比较大，容易造成膨胀反应。

中国专利CN103787674A所述的无碳钢包衬耐火砖，该耐火砖以重量份计由下列组份组成：7-10mm白刚玉颗粒16-18份，4-7mm白刚玉颗粒20-22份，1-4mm白刚玉颗粒6-8份，-200目α-Al₂O₃ 3-5份，-200目电熔铝镁尖晶石粉6-8份，-200目氧化镁5-7份，-200目金属铝粉2-4份，六偏磷酸钠1.5-2.5份，浓度25％的氯化镁溶液3-5份，木质磺酸钠0.5-1.5份。该发明含金属铝粉量大，容易产生气体，气孔多；六偏磷酸钠量大，容易产生低熔点物质。

中国专利CN103992126A所述的无碳钢包工作衬的板状刚玉砖的制备方法，包括以下步骤：将板状刚玉砖的各原料混合均匀后，依次经压制成型、低温烘烤得到所述的板状刚玉砖；板状刚玉砖的原料的重量份组成如下：板状刚玉76～91；镁砂0.5～9；镁铝尖晶石0.5～20；活性氧化铝超微粉1～9；活性氧化硅超微粉0.1～2；镁铝胶结剂1.5～5；水1.5～2.5。本发明用于无碳钢包工作衬的板状刚玉砖的制备方法，工艺简单，使用寿命长，不含碳，能够适用于洁净炼钢的需求。该发明含镁砂、镁铝尖晶石量大，高温下容易膨胀，产生裂纹；镁铝胶结剂常温下强度比较低，砌筑过程容易破损。

中国专利CN106810218A所述的高强度无碳钢包衬砖及其制备方法，包括以下步骤，组份比例按重量份数计：(1)混炼：将60～75份板状刚玉颗粒放入混炼机中干混2～15min，加入2～3份水继续混合5～15min，接着加入2～4份结合剂，混合5～15min，最后加入10～30份矾土基电熔尖晶石细粉和10～20份抗氧化剂继续混合8～15min形成泥料，混炼机转速定为950～1000r/min；(2)压制成型：将泥料加入模具中压制成型制成砖坯，压力为2500～6300KN；(3)烘烤固化：将砖坯进行烘烤固化得到高强度无碳钢包衬砖，烘烤温度为150～300℃，烘烤时间为10～20h。本发明利用镁质结合剂产生超高强度，解决现机压成型无碳钢包衬砖在生产和运输中容易损坏，产生大量非使用损耗的问题。该发明与中国专利CN103787674A缺点相似，抗氧化剂10～20份，高温下膨胀量会很高。

中国专利CN1232003A所述的无机结合高强度铝镁质刚玉－尖晶石钢包浇注料及其制法,属于耐火材料技术领域。所述钢包浇注料的配比为(重量％):高铝骨料34～46％,高铝细粉3～7％,镁砂16～20％,锆英砂5～7％,镍渣3～5％,氧化铬3～5％,刚玉粉4～6％,尖晶石8～12％,氰氟酸无机结合剂3～5％,铝酸钙水泥3～5％。其生产工艺如下:将破碎至上述粒度的各组份一起放在搅拌机中搅拌至混合均匀,加入铝酸钙水泥继续搅拌均匀后,再加入氰氟酸无机结合剂和适量水,在搅拌机中再强力搅拌均匀,然后浇注成型。所述钢包浇注料虽具有较高的强度和耐火度,其抗热震和抗钢水的浸蚀性能较好,适用于炼钢钢水包的整体浇注。该发明使用高铝骨料与高铝细粉，小钢包可能合适，但抗热稳定性差，使用镁砂、锆英砂量大，高温下膨胀量会很高，不适合规模化钢铁企业生产应用。

中国专利CN1485297A所述的低密度、低导热钢包用浇注料，以低密度富铝尖晶石为主材料，体积密度3.40～2.50g/cm³，浇注料还含有粒度小于0.154mm的氧化铝、铝镁尖晶石、氧化镁细粉、铝酸盐水泥、添加剂。低密度富铝尖晶石加入重量百分含量75～10％。该发明使用富铝尖晶石、密度最低到2.50g/cm³，对于大钢包钢水循环量大，抗侵蚀性不佳，使用寿命受影响。

中国专利CN1772696A所述的矾土基电熔高纯尖晶石合成料的方法，以高铝矾土轻烧料、轻烧镁砂为主要原料，用焦炭粒或石墨和铁屑作辅料，采用还原熔炼，再氧化熔炼和精炼的工艺制备，其化学成分为：Al₂O₃+MgO＞97％，MgO 21－32％，SiO₂＜1％；相组成为：尖晶石；体积密度大于3.4％，显气孔率小于5％；可广泛用于高温工业，主要用于钢铁工业的钢包浇注料等高温功能材料。该发明制得的类似纯铝镁尖晶石组成，但是就钢包而言，膨胀大，抗侵蚀性不佳，矾土抗热破坏性能不佳，不适合钢包预制砖应用。

中国专利CN103553643A所述的致密电熔刚玉—尖晶石钢包浇注料，以致密电熔刚玉，电熔尖晶石，烧结尖晶石为主要原料，以氧化铝微粉、镁砂细粉、硅微粉、三聚磷酸钠、聚丙烯纤维为辅料，以铝镁酸钙水泥为结合剂均匀混合浇注成型的钢包工作衬料，其具体原料成份(wt％)为：致密电熔刚玉25-0.074mm为50-80％，电熔尖晶石1-0.5mm为5-20％，烧结尖晶石≤0.074mm为1-15％，辅助原料≤0.088mm为5-20％，结合剂铝镁酸钙水泥为1-15％。本发明钢包浇注料，耐冲刷和耐腐蚀能力显著提高，延长了钢包内衬的使用寿命。该发明的问题与中国专利CN103992126A类似，且铝镁酸钙水泥的报道很少，工业性应用存在很大顾虑和问题。

中国专利CN104496500A所述的钢包浇注料及其制备方法，组成按质量百分比为：烧结刚玉莫来石48～77％、高铝辅料13～27％、95烧结镁砂9～15％、尖晶石水泥2～5％、微硅粉1.5～3.5％、外加剂0.1～0.25％。该发明的问题在于镁砂用量大，含硅微粉，高温性能受影响，膨胀大。

中国专利CN108383534A所述的含石墨烯的钢包浇注料组成包括白刚玉或者板状刚玉、α-活性氧化铝微粉、镁砂细粉、纯铝酸钙水泥、添加剂以及石墨烯；其中，石墨烯以浆料的形式引入到浇注料中，浆料以水为溶剂，浆料中石墨烯为3～5份、水为93～95份、分散剂为1～2份，浆料的粘度≤2500mpa·s；将石墨烯引入不定形耐火材料中，满足了水浆料体系的润湿性能，提高了耐火材料的抗侵蚀性能和热稳定性能。该发明的引入了石墨烯的概念，但是无法解决抗氧化的问题，实施例也没有见到具体的措施。

中国专利CN103964895A所述的钢包预制块衬砖工作面纳米处理方法，包括：1)将钢包预制块工作衬放置在真空装置中，对钢包预制块进行抽真空处理，使真空度0.08MPa以下，保压3小时以上；2)在真空条件下，加入纳米氧化铝溶胶溶液，使溶液能够浸没所有预制砖，所用铝溶胶的中Al₂O₃固含量在10～25wt％，pH值3.0～6.5；3)将真空装置解压，在大气压作用下纳米氧化铝溶胶进入钢包预制块中；4)纳米氧化铝处理过的钢包预制块进行低温烘干，烘干温度250℃以下；5)对烘干的钢包预制块表面物进行除杂、磨平处理，使预制块的砌筑表面平整，方便预制块砌筑。该发明方法实质是溶胶对耐火制品气孔的均匀填充，解决预制砖的致密问题。

从文献检索看：钢包浇注料使用的原料有电熔刚玉、烧结刚玉、板状刚玉、铝镁尖晶石、富铝尖晶石、铝酸钙水泥、铝镁酸钙水泥、溶胶、矾土基材料等。从各个文献的浇注料或预制砖的组成看，氧化镁的含量一般都在5％以上，甚至高达20％。氧化镁含量为10％，但存在氧化镁反应的异常膨胀，这表明钢包用耐火材料要适度的控制氧化镁的含量，以减少异常的膨胀，提高抗侵蚀性能。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的不足，提供一种耐压强度可增加5～15MPa，显气孔率降低2～5％的一种含微孔骨料的钢包工作衬预制砖，预期能使钢包外表面温度降低15～50℃，在钢包工作衬及永久层减薄后，可以在保护钢包壳处于安全温度范围的情况下，侵蚀速率在0.5～0.6mm/炉次，高温下不易产生膨胀，使用周期不低于170炉次的含微孔骨料的钢包工作衬预制砖。

实现上述目的的措施：

一种含微孔骨料的钢包工作衬预制砖，其在于：原料组成及质量百分比含量为：粒度＞5mm至≤12mm的微孔板状刚玉骨料：30～50％、粒度＞1mm至≤5mm的微孔板状刚玉骨料：5～25％、粒度≤1mm的电熔刚玉细骨料：5～15％、粒度＞1mm至≤3mm的微孔富铝铝镁尖晶石细骨料：5-15％、粒度≤0.074mm的刚玉细粉：20～30％、粒度≤0.045mm的富铝铝镁尖晶石细粉：5～10％、粒度≤20μm的α-Al₂O₃微粉：2～8％、粒度≤0.074mm的ρ-Al₂O₃：3～7％、粒度≤0.074mm的高碳树脂粉：0.1～1％、铝酸钙水泥：1～3％、醚基聚羧酸酯减水剂：0.1～1％。

其在于：所述微孔板状刚玉骨料及微孔富铝铝镁尖晶石均为：在刚玉料及富铝铝镁尖晶石料中加入质量百分比含量不超过0.1％的μm粒级聚乙烯或聚丙烯粉，经混合后，进行加压造块、烧结、破碎所获得物；并控制微孔板状刚玉骨料及微孔富铝铝镁尖晶石的闭口气孔率在2～10％，且闭口气孔≤2μm的气孔比例不低于80％。

其在于：所述微孔板状刚玉骨料中的氧化铝质量百分比含量不低于98％。

其在于：所述微孔富铝铝镁尖晶石及富铝铝镁尖晶石的氧化镁含量不超过15％，氧化铝不低于84％,其余为不可避免的杂质。

其在于：所述高碳树脂粉中的固定碳质量百分比含量不低于45％，软化温度不低于180℃。

其在于：所述α-Al₂O₃微粉中粒度≤5μm的质量百分比不低于50％。

其在于：预制砖的氧化镁的质量百分比含量不大于7％。

其生产过程包括：将组成原料混合并搅拌均匀后，按照混合料总质量百分比含量的4-6％外加水并继续搅拌；当混合料表面润湿，即当手捏时可以捏合成团，手松后为分散状时，将其装入成型模具；经加一定压力后振动成型；再自然养护1～3天，待固化后喷水养护；再在300℃～500℃下进行烘烤。

本发明主要的机理及作用

利用微孔板状刚玉、微孔富铝铝镁尖晶石骨料的引入降低预制砖的导热性能，引入少量的高碳树脂粉，以增加预制砖的致密性，增强材料的抗侵蚀性能；通过富铝铝镁尖晶石引入氧化镁，且控制一定的含量，采用低氧化镁含量的预制砖配方，降低材料的反应膨胀性能，通过材料的抗侵蚀性能，使得预制砖在钢包扩容后可以适度的降低传热，减少钢水的温降，又不影响使用寿命。

本发明之所以采用微孔板状刚玉骨料，且采用两种不同粒度及分别限定含量范围为30～50％及5～25％，并使氧化铝质量百分比含量不低于98％；微孔板状刚玉骨料的闭口气孔率在2～10％，且闭口气孔≤2μm的气孔比例不低于80％，是由于引入微孔，可降低预制砖的导热性能，又几乎不影响材料的抗侵蚀性能，利于减少钢水温降。

本发明之所以采用电熔刚玉细骨料，且限定含量在5～15％，是由于适度细骨料利于紧密堆积，利于提高抗侵蚀性能。

本发明之所以采用粒度≤0.074mm的刚玉细粉，并限定其含量范围在20～30％，是由于其能促进预制砖的基质烧结、提高纯净度，减少杂质，提高基质的抗侵蚀性能。

本发明之所以采用粒度≤0.045mm的富铝铝镁尖晶石细粉，并限定其含量范围在5～

15％，是由于可促进基质烧结、提高强度，减少基质反应引起的膨胀。

本发明所述粒度＞1mm至≤3mm的微孔所述微孔板状刚玉骨料及粒度＞1mm至≤3mm的微孔富铝铝镁尖晶石细骨料微孔富铝铝镁尖晶石均为：在刚玉料及富铝铝镁尖晶石料中加入μm级的的聚乙烯或聚丙烯粉，经混合、常规加压造块、烧结、破碎所获得物；并控制微孔所述微孔板状刚玉骨料及微孔富铝铝镁尖晶石闭口气孔率在2～10％，且闭口气孔≤2μm的气孔比例不低于80％；并限定两者的氧化镁含量均不超过15％，氧化铝不低于84％，是由于引入微孔，可降低预制砖的导热性能，又几乎不影响材料的抗侵蚀性能，利于减少钢水温降；且氧化镁含量较低，利于改善抗渣性能。

本发明之所以采用粒度≤20μm的α-Al₂O₃微粉，并限定其含量范围在2～8％，并使粒度≤5μm的质量百分比不低于50％，是由于两种粒度的微粉利于预制砖原料混合过程的分散效果，利于烧结性能改善。

本发明之所以采用粒度≤0.074mm的ρ-Al₂O₃，并限定其含量范围在3～7％，是由于其起到结合剂的作用，使用过程中可以转化为耐高温的α-Al₂O₃相。

本发明之所以采用粒度≤0.074mm的高碳树脂粉，并限定其含量范围在0.1～1％，并且要求其固定碳质量百分比含量不低于45％，软化温度不低于180℃，是由于利用引入少量的高碳树脂粉，增加预制砖的致密性，增强材料的抗侵蚀性能。

本发明之所以采用铝酸钙水泥，并限定其含量范围在1～3％，是由于采用ρ-Al₂O₃低温下结合强度不高，适当提高其生坯的强度，待预热烘烤后强度可以达到预期指标。

本发明之所以采用醚基聚羧酸酯减水剂，并限定其含量范围在0.1～0.5％，是由于可增加各种微细粉的分散效果，提高骨料与细粉的均匀分布。

本发明与现有技术相比，预制砖的耐压强度可增加5～15MPa，显气孔率降低2～5％，预期能使钢包外表面温度降低15～50℃，在钢包工作衬及永久层减薄后，可以在保护钢包壳处于安全温度范围的情况下，侵蚀速率在0.5-0.6mm/炉次，高温下不易产生膨胀，所制备的预制砖使用周期不低于170炉次。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述：

实施例1

一种含微孔骨料的钢包工作衬预制砖，其原料组成及质量百分比含量为：粒度＞5mm至≤12mm的微孔板状刚玉骨料：30.5％、粒度＞1mm至≤5mm至微孔板状刚玉骨料：8％、粒度≤1mm的电熔刚玉细骨料：6％、粒度＞1mm至≤3mm的微孔富铝铝镁尖晶石细骨料：15％、粒度≤0.074mm的刚玉细粉：24％、粒度≤0.045mm的富铝铝镁尖晶石细粉：7％、粒度≤20μm的α-Al₂O₃微粉：3％、粒度≤0.074mm的ρ-Al₂O₃：3％、粒度≤0.074mm的高碳树脂粉：0.3％、铝酸钙水泥：3％、醚基聚羧酸酯减水剂：0.2％。

在刚玉料及富铝铝镁尖晶石料中分别加入μm级的聚乙烯粉质量百分比0.01％后，各经混合、常规加压造块、烧结、破碎获得微孔板状刚玉骨料及微孔富铝铝镁尖晶石骨料；微孔板状刚玉骨料的闭口气孔率在3％，闭口气孔≤2μm的气孔比例为82.6％；微孔富铝铝镁尖晶石骨料的闭口气孔率在3.1％，且闭口气孔≤2μm的气孔比例为82.8％；

所述微孔板状刚玉骨料中的氧化铝质量百分比含量为98.3％；

所述微孔富铝铝镁尖晶石及富铝铝镁尖晶石的氧化镁含量为13.5％，氧化铝为86％,其余为不可避免的杂质。

所述高碳树脂粉中的固定碳质量百分比含量为46.6％，软化温度位187℃。

所述α-Al₂O₃微粉中粒度≤5μm的质量百分比为50.7％。

将组成原料混合并搅拌均匀后，按照混合料总质量百分比含量的4.5％外加水并继续搅拌；当混合料表面润湿，即当手捏时可以捏合成团，手松后为分散状时，将其装入成型模具；经加一定压力后振动成型；再自然养护了1.5天，待固化后喷水养护；再在300℃下进行了烘烤。

经检测，本实施例的预制砖的氧化镁的质量百分比含量为3.01％，耐压强度在72.2MPa，钢包外表面温度降低了46℃，侵蚀速率仅在0.59mm/炉次；经在扩容后200吨的钢包上试用，钢包使用次数为172次，与现有技术接近。

实施例2

一种含微孔骨料的钢包工作衬预制砖，其原料组成及质量百分比含量为：粒度＞5mm至≤12mm的微孔板状刚玉骨料：49.3％、粒度＞1mm至≤5mm至微孔板状刚玉骨料：5％、粒度≤1mm的电熔刚玉细骨料：5％、粒度＞1mm至≤3mm的微孔富铝铝镁尖晶石细骨料：5％、粒度≤0.074mm的刚玉细粉：20％、粒度≤0.045mm的富铝铝镁尖晶石细粉：5％、粒度≤20μm的α-Al₂O₃微粉：4.5％、粒度≤0.074mm的ρ-Al₂O₃：5％、粒度≤0.074mm的高碳树脂粉：0.1％、铝酸钙水泥：1％、醚基聚羧酸酯减水剂：0.1％。

在刚玉料及富铝铝镁尖晶石料中分别加入μm级的聚丙烯粉质量百分比0.025％后，各经混合、常规加压造块、烧结、破碎获得微孔板状刚玉骨料及微孔富铝铝镁尖晶石骨料；微孔板状刚玉骨料的闭口气孔率在8％，闭口气孔≤2μm的气孔比例为85.1％；微孔富铝铝镁尖晶石细骨料的闭口气孔率在7.9％，且闭口气孔≤2μm的气孔比例为84.8％；

所述微孔板状刚玉骨料中的氧化铝质量百分比含量为99.5％；

所述微孔富铝铝镁尖晶石及富铝铝镁尖晶石的氧化镁含量为12％，氧化铝为87％,其余为不可避免的杂质。

所述高碳树脂粉中的固定碳质量百分比含量为45.2％，软化温度位200℃。

所述α-Al₂O₃微粉中粒度≤5μm的质量百分比为70％。

将组成原料混合并搅拌均匀后，按照混合料总质量百分比含量的5％外加水并继续搅拌；当混合料表面润湿，即当手捏时可以捏合成团，手松后为分散状时，将其装入成型模具；经加一定压力后振动成型；再自然养护了2天，待固化后喷水养护；再在400℃下进行了烘烤。

经检测，本实施例的预制砖的氧化镁的质量百分比含量为1.20％，耐压强度在67.5MPa，钢包外表面温度降低了49℃，侵蚀速率在0.60mm/炉次；经在扩容后200吨的钢包上试用，钢包使用次数为173次，与现有技术非常接近。

实施例3

一种含微孔骨料的钢包工作衬预制砖，其原料组成及质量百分比含量为：粒度＞5mm至≤12mm的微孔板状刚玉骨料：31％、粒度＞1mm至≤5mm至微孔板状刚玉骨料：11.8％、粒度≤1mm的电熔刚玉细骨料：7％、粒度＞1mm至≤3mm的微孔富铝铝镁尖晶石细骨料：6％、粒度≤0.074mm的刚玉细粉：26％、粒度≤0.045mm的富铝铝镁尖晶石细粉：6％、粒度≤20μm的α-Al₂O₃微粉：5％、粒度≤0.074mm的ρ-Al₂O₃：5％、粒度≤0.074mm的高碳树脂粉：0.5％、铝酸钙水泥：1.5％、醚基聚羧酸酯减水剂：0.2％。

在刚玉料及富铝铝镁尖晶石料中分别加入μm级的聚乙烯粉质量百分比0.04％后，各经混合、常规加压造块、烧结、破碎获得微孔板状刚玉骨料及微孔富铝铝镁尖晶石骨料；微孔板状刚玉骨料的闭口气孔率在6％，闭口气孔≤2μm的气孔比例为90％；微孔富铝铝镁尖晶石骨料的闭口气孔率在6％，且闭口气孔≤2μm的气孔比例为89.8％；

所述微孔板状刚玉骨料中的氧化铝质量百分比含量为99.0％；

所述微孔富铝铝镁尖晶石及富铝铝镁尖晶石的氧化镁含量为10％，氧化铝为89％,其余为不可避免的杂质。

所述高碳树脂粉中的固定碳质量百分比含量为45.5％，软化温度位220℃。

所述α-Al₂O₃微粉中粒度≤5μm的质量百分比为70％。

将组成原料混合并搅拌均匀后，按照混合料总质量百分比含量的5.5％外加水并继续搅拌；当混合料表面润湿，即当手捏时可以捏合成团，手松后为分散状时，将其装入成型模具；经加一定压力后振动成型；再自然养护了1天，待固化后喷水养护；再在350℃下进行了烘烤。

经检测，本实施例的预制砖的氧化镁的质量百分比含量为1.20％，耐压强度在71.5MPa，钢包外表面温度降低了35℃，侵蚀速率在0.54mm/炉次；经在扩容后200吨的钢包上试用，钢包使用次数为175次，与现有技术非常接近。

实施例4

一种含微孔骨料的钢包工作衬预制砖，其原料组成及质量百分比含量为：粒度＞5mm至≤12mm的微孔板状刚玉骨料：31.5％、粒度＞1mm至≤5mm至微孔板状刚玉骨料：5％、粒度≤1mm的电熔刚玉细骨料：10％、粒度＞1mm至≤3mm的微孔富铝铝镁尖晶石细骨料：5％、粒度≤0.074mm的刚玉细粉：30％、粒度≤0.045mm的富铝铝镁尖晶石细粉：8％、粒度≤20μm的α-Al₂O₃微粉：5％、粒度≤0.074mm的ρ-Al₂O₃：4％、粒度≤0.074mm的高碳树脂粉：0.2％、铝酸钙水泥：1％、醚基聚羧酸酯减水剂：0.3％。

在刚玉料及富铝铝镁尖晶石料中分别加入μm级的聚丙烯粉质量百分比0.07％后，各经混合、常规加压造块、烧结、破碎获得微孔板状刚玉骨料及微孔富铝铝镁尖晶石骨料；微孔板状刚玉骨料的闭口气孔率在9.1％，闭口气孔≤2μm的气孔比例为95％；微孔富铝铝镁尖晶石细骨料的闭口气孔率在9％，且闭口气孔≤2μm的气孔比例为94.6％；

所述微孔板状刚玉骨料中的氧化铝质量百分比含量为99.5％；

所述微孔富铝铝镁尖晶石及富铝铝镁尖晶石的氧化镁含量为12.0％，氧化铝为87％,其余为不可避免的杂质。

所述高碳树脂粉中的固定碳质量百分比含量为47.2％，软化温度位245℃。

所述α-Al₂O₃微粉中粒度≤5μm的质量百分比为60％。

将组成原料混合并搅拌均匀后，按照混合料总质量百分比含量的4.6％外加水并继续搅拌；当混合料表面润湿，即当手捏时可以捏合成团，手松后为分散状时，将其装入成型模具；经加一定压力后振动成型；再自然养护了2天，待固化后喷水养护；再在400℃下进行了烘烤。

经检测，本实施例的预制砖的氧化镁的质量百分比含量为1.60％，耐压强度在61.9MPa，钢包外表面温度降低了25℃，侵蚀速率在0.59mm/炉次；经在扩容后200吨的钢包上试用，钢包使用次数为173次，与现有技术非常接近。

实施例5

一种含微孔骨料的钢包工作衬预制砖，其原料组成及质量百分比含量为：粒度＞5mm至≤12mm的微孔板状刚玉骨料：33％、粒度＞1mm至≤5mm至微孔板状刚玉骨料：7.6％、粒度≤1mm的电熔刚玉细骨料：5％、粒度＞1mm至≤3mm的微孔富铝铝镁尖晶石细骨料：6％、粒度≤0.074mm的刚玉细粉：25％、粒度≤0.045mm的富铝铝镁尖晶石细粉：7％、粒度≤20μm的α-Al₂O₃微粉：8％、粒度≤0.074mm的ρ-Al₂O₃：7％、粒度≤0.074mm的高碳树脂粉：0.3％、铝酸钙水泥：1％、醚基聚羧酸酯减水剂：0.1％。

在刚玉料及富铝铝镁尖晶石料中分别加入μm级的聚乙烯粉质量百分比0.085％后，各经混合、常规加压造块、烧结、破碎获得微孔板状刚玉骨料及微孔富铝铝镁尖晶石骨料；微孔板状刚玉骨料的闭口气孔率在6.5％，闭口气孔≤2μm的气孔比例为88.5％；微孔富铝铝镁尖晶石细骨料的闭口气孔率在6.4％，且闭口气孔≤2μm的气孔比例为88.5％。

所述微孔板状刚玉骨料中的氧化铝质量百分比含量为99.2％。

所述微孔富铝铝镁尖晶石及富铝铝镁尖晶石的氧化镁含量为14.5％，氧化铝为84.5％,其余为不可避免的杂质。

所述高碳树脂粉中的固定碳质量百分比含量为46.2％，软化温度位190℃。

所述α-Al₂O₃微粉中粒度≤5μm的质量百分比为65％。

将组成原料混合并搅拌均匀后，按照混合料总质量百分比含量的5.5％外加水并继续搅拌；当混合料表面润湿，即当手捏时可以捏合成团，手松后为分散状时，将其装入成型模具；经加一定压力后振动成型；再自然养护了2天，待固化后喷水养护；再在380℃下进行了烘烤。

经检测，本实施例的预制砖的氧化镁的质量百分比含量为2.05％，耐压强度在80.3MPa，钢包外表面温度降低了35℃，侵蚀速率在0.58mm/炉次；经在扩容后200吨的钢包上试用，钢包使用次数为171次，与现有技术非常接近。

实施例6

一种含微孔骨料的钢包工作衬预制砖，其原料组成及质量百分比含量为：粒度＞5mm至≤12mm的微孔板状刚玉骨料：30％、粒度＞1mm至≤5mm至微孔板状刚玉骨料：5.5％、粒度≤1mm的电熔刚玉细骨料：12.3％、粒度＞1mm至≤3mm的微孔富铝铝镁尖晶石细骨料：6％、粒度≤0.074mm的刚玉细粉：25％、粒度≤0.045mm的富铝铝镁尖晶石细粉：6％、粒度≤20μm的α-Al₂O₃微粉：7％、粒度≤0.074mm的ρ-Al₂O₃：6％、粒度≤0.074mm的高碳树脂粉：0.1％、铝酸钙水泥：2％、醚基聚羧酸酯减水剂：0.1％。

在刚玉料及富铝铝镁尖晶石料中分别加入μm级的聚丙烯粉质量百分比0.025％后，各经混合、常规加压造块、烧结、破碎获得微孔板状刚玉骨料及微孔富铝铝镁尖晶石骨料；微孔板状刚玉骨料的闭口气孔率在8.2％，闭口气孔≤2μm的气孔比例为89.8％；微孔富铝铝镁尖晶石细骨料的闭口气孔率在8.3％，且闭口气孔≤2μm的气孔比例为90％。

所述微孔板状刚玉骨料中的氧化铝质量百分比含量为98.5％。

所述微孔富铝铝镁尖晶石及富铝铝镁尖晶石的氧化镁含量为15％，氧化铝为84.5％,其余为不可避免的杂质。

所述高碳树脂粉中的固定碳质量百分比含量为45.5％，软化温度位195℃。

所述α-Al₂O₃微粉中粒度≤5μm的质量百分比为75％。

将组成原料混合并搅拌均匀后，按照混合料总质量百分比含量的4.8％外加水并继续搅拌；当混合料表面润湿，即当手捏时可以捏合成团，手松后为分散状时，将其装入成型模具；经加一定压力后振动成型；再自然养护了1天，待固化后喷水养护；再在500℃下进行了烘烤。

经检测，本实施例的预制砖的氧化镁的质量百分比含量为1.80％，耐压强度在85.0MPa，钢包外表面温度降低了25℃，侵蚀速率在0.59mm/炉次；经在扩容后200吨的钢包上试用，钢包使用次数为175次，与现有技术非常接近。

本发明的实施例仅为最佳例举，并非对技术方案的限定性实施。

Claims

1.一种含微孔骨料的钢包工作衬预制砖，其特征在于：原料组成及质量百分比含量为：粒度＞5mm至≤12mm的微孔板状刚玉骨料：30～50%、粒度＞1mm至≤5mm的微孔板状刚玉骨料：5～25%、粒度≤1mm的电熔刚玉细骨料：5～15%、粒度＞1mm至≤3mm的微孔富铝铝镁尖晶石细骨料：5～15%、粒度≤0.074mm的刚玉细粉：20～30%、粒度≤0.045mm的富铝铝镁尖晶石细粉：5～10%、粒度≤20μm的α-Al₂O₃微粉：2～8%、粒度≤0.074mm的ρ-Al₂O₃：3～7%、粒度≤0.074mm的高碳树脂粉：0.1～1%、铝酸钙水泥：1～3%、醚基聚羧酸酯减水剂：0.1～1%；

所述微孔富铝铝镁尖晶石细骨料及富铝铝镁尖晶石细粉的氧化镁含量不超过15%，氧化铝不低于84%,其余为不可避免的杂质；

所述微孔板状刚玉骨料及微孔富铝铝镁尖晶石骨料均为：在刚玉料及富铝铝镁尖晶石料中加入质量百分比含量不超过0.1%的微米粒级聚乙烯或聚丙烯粉，经混合后，常规加压造块、烧结、破碎所获得物；并控制微孔板状刚玉骨料及微孔富铝铝镁尖晶石的闭口气孔率在2～10%，且闭口气孔≤2μm的气孔比例不低于80%。

2.如权利要求1所述的一种含微孔骨料的钢包工作衬预制砖，其特征在于：所述微孔板状刚玉骨料中的氧化铝质量百分比含量不低于98%。

3.如权利要求1所述的一种含微孔骨料的钢包工作衬预制砖，其特征在于：所述高碳树脂粉中的固定碳质量百分比含量不低于45%，软化温度不低于180℃。

4.如权利要求1所述的一种含微孔骨料的钢包工作衬预制砖，其特征在于：所述α-Al₂O₃微粉中粒度≤5μm的质量百分比不低于50%。

5.如权利要求1所述的一种含微孔骨料的钢包工作衬预制砖，其特征在于：所述预制砖的氧化镁的质量百分比含量不大于7%。