CN113336532A - Rh炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖及其制备方法与应用，该RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖，它按重量百分数计包括如下组分：镁砂75～92％、铝镁尖晶石6～20％、抗氧化剂0.2～2％、氧化镧0.3～2％、络合镁铝胶结剂1.5～5％。本发明的RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖降低了镁尖晶石砖的碳含量，杜绝了镁尖晶石砖中碳和氧化镁的消耗反应，降低了气孔率，延缓了镁尖晶石砖的侵蚀速率。
Description
技术领域
本发明涉及镁尖晶石砖的技术领域，具体涉及一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖及其制备方法与应用。
背景技术
RH炉是在钢铁冶金行业中最为常见的炉外精炼设备，由浸渍管、环流管、底部槽、中部槽、上部槽、合金溜槽、热弯管等部分组成。自20世纪90年代开始在国内大范围推广后，工作衬耐材普遍使用高温性能良好，抗渣性能优异的镁铬砖。
随着国家对环保要求的逐渐提升，镁铬砖由于可能在使用及存放过程中产生Cr6+，对人体或环境造成危害，已被国家列入限制使用耐火材料。市场上已出现大量的无铬镁尖晶石砖研究报导及应用，无铬镁尖晶石砖逐渐成为RH炉衬主要耐火材料。
底部槽是RH炉的重要组成部分，RH炉在运转过程中，钢水仅在底部槽下部1/3-1/2区域内循环，该区域耐材损毁主要是以钢水的冲刷及钢渣的侵蚀为主，可以视为底部槽的高蚀区；而底部槽高蚀区以上部位主要受到钢渣的喷溅，吹氧，真空镁尖晶石砖自耗反应的影响，可以视为底部槽的低蚀区。底部槽两个区域使用环境有着较大的区别，多数厂家在底部槽使用同一方案，造成了局部效果不佳，底部槽整体拆除现象，造成耐材浪费，有必要对底部槽耐材进行合理设计，达到性价比最优的使用效果。
发明内容
本发明的目的在于克服上述背景技术的不足，提供一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖及其制备方法与应用，该镁尖晶石砖降低了镁尖晶石砖的碳含量，杜绝了镁尖晶石砖中碳和氧化镁的消耗反应，降低了气孔率，延缓了镁尖晶石砖的侵蚀速率。
为实现上述目的，本发明提供的一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖，它按重量百分数计包括如下组分：
进一步地，所述RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖，它按重量百分数计包括如下组分：
进一步地，所述镁砂选自电熔镁砂或烧结镁砂。
进一步地，所述镁砂中MgO的质量分数≥96％，其由3mm＜粒度≤5mm的镁砂、1mm＜粒度≤3mm的镁砂、0.088mm＜粒度≤1mm的镁砂、以及粒度≤0.088mm的镁砂组合而成。
进一步地，所述铝镁尖晶石中Al2O3的质量分数为68％～91％，其由0.088mm＜粒度≤1mm的铝镁尖晶石和粒度≤0.088mm的铝镁尖晶石组合而成。
进一步地，所述抗氧化剂选自Si、BC4、BN中的一种或几种。
再进一步地，所述氧化镧中La2O3的质量分数≥80％，其粒度为≤0.088mm。
更进一步地，所述络合镁铝胶结剂中MgO的质量分数≥45％，其粒度为≤0.088mm。
本发明还提供一种上述的RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖的制备方法，包括如下步骤：
1)将粒度＞0.088mm的原料及络合镁铝胶结剂一次性加入混碾机中，干混0.5～3分钟；
2)在混碾机中加入1％～2％的水，混合0.5～5分钟；
3)在混碾机中加入剩余粒度≤0.088mm的原料，混合5～25分钟后出料；
4)使用压砖机将混合好的料进行压制成型得到半成品砖，成型须在出料后2个小时内完成；
5)将半成品砖在150℃～250℃干燥12～24小时，即可得到成品。
本发明还提供一种上述的RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖的应用，将RH炉底部槽壁砖分为低蚀区和高蚀区两个区域，所述低蚀区采用上述的RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖，并通过刀型砖的施工方式进行砌筑。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
其一，本发明未使用酚醛树脂作为结合剂，是因为酚醛树脂中残碳率较高，导致镁尖晶石砖中增加了超过1％的碳，而碳和镁尖晶石砖中的氧化镁会在真空下发生剧烈的反应，生成一氧化碳气体和单质镁气体，造成镁尖晶石砖疏松，严重影响了使用寿命。本发明的低蚀区镁尖晶石砖使用络合镁铝胶结剂作为结合剂，降低了镁尖晶石砖的碳含量，杜绝了镁尖晶石砖中碳和氧化镁的消耗反应，降低了气孔率，延缓了镁尖晶石砖的侵蚀速率。
其二，本发明未使用金属铝作为抗氧化剂和塑性结合剂，一方面是因为金属铝在使用过程中会氧化生成氧化铝，氧化铝和氧化镁在高温时会生成铝镁尖晶石，产生较大的体积膨胀，导致结构疏松，影响使用效果；另一方面，金属铝在吹氧时极易生成氧化铝，氧化铝和含氧化钙高的钢包渣在高温真空吹氧时会形成低熔物12CaO·7Al2O3，大幅度降低了镁尖晶石砖的耐冲刷性。
其三，本发明使用粒度1-0.088mm，≤0.088mm的铝镁尖晶石，因其与镁砂的热膨胀系数不同，在使用过程中会产生大量微裂纹，延缓了热应力断裂，提升了镁尖晶石砖的热震稳定性。
其四，本发明添加了氧化镧，因底部槽低蚀区钢渣附着较多，La2O3与钢渣中的CaO及Al2O3反应生成高熔点2CaO·4La2O3·6SiO2，提升了镁尖晶石砖的高温强度，加强了抗冲刷性能，同时阻止了渣的进一步渗透，提升了镁尖晶石砖的抗渣性能，达到提升寿命的目的。
其五，本发明将低蚀区与高蚀区使用不同的镁尖晶石砖进行砌筑，由于低蚀区的镁尖晶石砖更加适应该区域挂渣、真空、吹氧，不接触钢水的特性，使用寿命明显得到提升。采用上述方法进行砌筑，在底部槽大修时，低蚀区镁尖晶石砖因“刀型”砖着力于托砖板上，可以不拆除，低蚀区的使用寿命可达到高蚀区的2-3倍，解决了高蚀区镁尖晶石砖用于低蚀区寿命不高的问题。
附图说明
图1为一种RH炉底部槽的剖视结构示意图；
图中，1-RH炉底部槽低蚀区、2-RH炉底部槽高蚀区。
具体实施方式
下面结合实施案例详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
实施例1
一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖的组成及重量百分比如下：
一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖的制备方法如下：
1)将3mm＜粒度≤5mm，1mm＜粒度≤3mm，0.088mm＜粒度≤1mm的原料及络合镁铝胶结剂一次性加入混碾机中，干混0.5分钟；
2)在混碾机中加入1.5％的水，混合0.5分钟；
3)在混碾机中加入剩余的原料，混合5分钟后出料；
4)使用压砖机将混合好的料进行压制成型得到半成品砖，成型必须在出料后2个小时内完成；
5)半成品砖进行在250℃干燥24小时即可得到成品。
一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖应用方法如下：
如图1所示，将底部槽壁砖分为RH炉底部槽低蚀区1和RH炉底部槽高蚀区2两个区域，下部1/3及以上区域选取一环砖，用“刀型”砖原来的平砌砖，该环砖及以上部位为低蚀区，均使用上述的一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖进行砌筑。
实施例2
一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖的组成及重量百分比如下：
一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖的制备方法如下：
1)将3mm＜粒度≤5mm，1mm＜粒度≤3mm，0.088mm＜粒度≤1mm的原料及络合镁铝胶结剂一次性加入混碾机中，干混1.5分钟；
2)在混碾机中加入1.0％的水，混合5分钟；
3)在混碾机中加入剩余的原料，混合25分钟后出料；
4)使用压砖机将混合好的料进行压制成型得到半成品砖，成型必须在出料后2个小时内完成；
5)半成品砖进行在150℃干燥12小时即可得到成品。
一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖应用方法如下：
如图1所示，将底部槽壁砖分为RH炉底部槽低蚀区1和RH炉底部槽高蚀区2两个区域，下部1/3及以上区域选取一环砖，用“刀型”砖原来的平砌砖，该环砖及以上部位为低蚀区，均使用上述的一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖进行砌筑。
实施例3
一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖的组成及重量百分比如下：
一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖的制备方法如下：
1)将3mm＜粒度≤5mm，1mm＜粒度≤3mm，0.088mm＜粒度≤1mm的原料及络合镁铝胶结剂一次性加入混碾机中，干混2分钟；
2)在混碾机中加入2.0％的水，混合3分钟；
3)在混碾机中加入剩余的原料，混合15分钟后出料；
4)使用压砖机将混合好的料进行压制成型得到半成品砖，成型必须在出料后2个小时内完成；
5)半成品砖进行在200℃干燥16小时即可得到成品。
一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖应用方法如下：
如图1所示，将底部槽壁砖分为RH炉底部槽低蚀区1和RH炉底部槽高蚀区2两个区域，下部1/3及以上区域选取一环砖，用“刀型”砖原来的平砌砖，该环砖及以上部位为低蚀区，均使用上述的一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖进行砌筑。
实施例4
一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖的组成及重量百分比如下：
一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖的制备方法如下：
1)将3mm＜粒度≤5mm，1mm＜粒度≤3mm，0.088mm＜粒度≤1mm的原料及络合镁铝胶结剂一次性加入混碾机中，干混3分钟；
2)在混碾机中加入2.0％的水，混合4分钟；
3)在混碾机中加入剩余的原料，混合8分钟后出料；
4)使用压砖机将混合好的料进行压制成型得到半成品砖，成型必须在出料后2个小时内完成；
5)半成品砖进行在220℃干燥18小时即可得到成品。
一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖应用方法如下：
如图1所示，将底部槽壁砖分为RH炉底部槽低蚀区1和RH炉底部槽高蚀区2两个区域，下部1/3及以上区域选取一环砖，用“刀型”砖原来的平砌砖，该环砖及以上部位为低蚀区，均使用上述的一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖进行砌筑。
实施例5
一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖的组成及重量百分比如下：
一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖的制备方法如下：
1)将3mm＜粒度≤5mm，1mm＜粒度≤3mm，0.088mm＜粒度≤1mm的原料及络合镁铝胶结剂一次性加入混碾机中，干混1分钟；
2)在混碾机中加入1.3％的水，混合1分钟；
3)在混碾机中加入剩余的原料，混合14分钟后出料；
4)使用压砖机将混合好的料进行压制成型得到半成品砖，成型必须在出料后2个小时内完成；
5)半成品砖进行在230℃干燥14小时即可得到成品。
一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖应用方法如下：
如图1所示，将底部槽壁砖分为RH炉底部槽低蚀区1和RH炉底部槽高蚀区2两个区域，下部1/3及以上区域选取一环砖，用“刀型”砖原来的平砌砖，该环砖及以上部位为低蚀区，均使用上述的一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖进行砌筑。
效果例：以上述实施例得到的一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖寿命对比如表1：
表1一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖寿命对比表
| 寿命，炉 | |
| 实施例1 | 300h |
| 实施例2 | 230h |
| 实施例3 | 220h |
| 实施例4 | 250h |
| 实施例5 | 210h |
| 常规RH炉底部槽镁尖晶石砖 | 120h |
从表1中可以看出，本发明的RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖寿命可以达到常规RH底部槽镁尖晶石砖寿命的2-3倍。
以上，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，其余未详细说明的为现有技术。
Claims (10)
1.一种RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖，其特征在于：它按重量百分数计包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖，其特征在于：它按重量百分数计包括如下组分：
3.根据权利要求1或2所述的RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖，其特征在于：所述镁砂选自电熔镁砂或烧结镁砂。
4.根据权利要求1或2所述的RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖，其特征在于：所述镁砂中MgO的质量分数≥96％，其由3mm＜粒度≤5mm的镁砂、1mm＜粒度≤3mm的镁砂、0.088mm＜粒度≤1mm的镁砂、以及粒度≤0.088mm的镁砂组合而成。
5.根据权利要求1或2所述的RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖，其特征在于：所述铝镁尖晶石中Al2O3的质量分数为68％～91％，其由0.088mm＜粒度≤1mm的铝镁尖晶石和粒度≤0.088mm的铝镁尖晶石组合而成。
6.根据权利要求1或2所述的RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖，其特征在于：所述抗氧化剂选自Si、BC4、BN中的一种或几种。
7.根据权利要求1或2所述的RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖，其特征在于：所述氧化镧中La2O3的质量分数≥80％，其粒度为≤0.088mm。
8.根据权利要求1或2所述的RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖，其特征在于：所述络合镁铝胶结剂中MgO的质量分数≥45％，其粒度为≤0.088mm。
9.一种权利要求1～8任一项所述的RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)将粒度＞0.088mm的原料及络合镁铝胶结剂一次性加入混碾机中，干混0.5～3分钟；
2)在混碾机中加入1％～2％的水，混合0.5～5分钟；
3)在混碾机中加入剩余粒度≤0.088mm的原料，混合5～25分钟后出料；
4)使用压砖机将混合好的料进行压制成型得到半成品砖，成型须在出料后2个小时内完成；
5)将半成品砖在150℃～250℃干燥12～24小时，即可得到成品。
10.一种权利要求1～8任一项所述的RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖的应用，其特征在于：将RH炉底部槽壁砖分为低蚀区和高蚀区两个区域，所述低蚀区采用权利要求1～8任一项所述的RH炉底部槽低蚀区用镁尖晶石砖，并通过刀型砖的施工方式进行砌筑。
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