CN113354395B - Rh炉中部槽用镁尖晶石砖及其制备方法与砌筑方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种RH炉中部槽用镁尖晶石砖及其制备方法与砌筑方法，该RH炉中部槽用镁尖晶石砖按重量百分数计包括如下组分：镁砂50～88％、钛刚玉6～30％、铝镁尖晶石3～15％、金属铝1～5％、抗氧化剂0.2～2％、热固性酚醛树脂1.5～5％。本发明的RH炉中部槽用镁尖晶石砖能够形成明显挂渣现象，能够有效的保护镁尖晶石砖，提升了中部槽镁尖晶石砖的寿命，大幅度降低中部槽镁尖晶石砖挖修比例。

Description

RH炉中部槽用镁尖晶石砖及其制备方法与砌筑方法

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炉中部槽用镁尖晶石砖及其制备方法与砌筑方法。

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。

中部槽是RH炉的重要组成部分，处于底部槽与上部槽的中间，该区域不接触钢水，但受到强烈的钢渣喷溅作用，气体的冲刷作用，合金及脱硫剂的冲击作用，导致局部需要进行挖修；同时因其整体寿命为底部槽的3-6倍，普遍在中部槽最下面设计一环“刀型”砖，焊接钢质托砖板将“刀型”砖及中部槽砖托住，达到拆除底部槽砖时不拆除中部槽砖的目的。因镁尖晶石砖热膨胀系数较大，需在底部槽砖与中部槽砖衔接处设计一层缓冲层，缓冲层侵蚀速率大于镁尖晶石砖，缓冲层侵蚀完全后，将接触“刀”型砖下面的钢质托砖板，导致托砖板变形或熔损，极易导致中部槽砖掉落，存在极大安全隐患。为了解决中部槽局部挖修问题以及中部槽缓冲层安全隐患问题，有必要对中部槽耐材方案及砌筑方式进行合理设计。。

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炉中部槽用镁尖晶石砖及其制备方法与砌筑方法，该镁尖晶石砖能够形成明显挂渣现象，能够有效的保护镁尖晶石砖，提升了中部槽镁尖晶石砖的寿命，大幅度降低中部槽镁尖晶石砖挖修比例。

为实现上述目的，本发明提供一种RH炉中部槽用镁尖晶石砖，它按重量百分数计包括如下组分：

进一步地，本发明还提供一种RH炉中部槽用镁尖晶石砖，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≥95％，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，所述钛刚玉中Al₂O₃的质量分数≥80％，TiO₂的质量分数≥13％，其由1mm＜粒度≤3mm的钛刚玉和0.088mm＜粒度≤1mm的钛刚玉组合而成。

进一步地，所述铝镁尖晶石中Al₂O₃的质量分数为68％～91％，其中Al₂O₃和MgO的总质量分数≥98％，其粒度为≤0.088mm。

进一步地，所述金属铝粒度为≤0.088mm。

进一步地，所述抗氧化剂选自Si、BC₄、BN中的一种或几种。

本发明还提供一种上述的RH炉中部槽用镁尖晶石砖的制备方法，包括如下步骤：

1)将粒度＞0.088mm的所有原料一次性倒入混碾机中，干混0.5～3分钟；

2)在混碾机中倒入全部的热固性酚醛树脂，混合0.5～5分钟；

3)在混碾机中倒入剩余粒度≤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，成型必须在出料后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。

本发明还提提供一种上述RH炉中部槽用镁尖晶石砖的砌筑方法，包括如下步骤：

1)焊接托砖板，托砖板尺寸与焊接位置不变；

2)砌筑底部槽的隔热层、保温层、次工作层直至托砖板下部；

3)在托砖板上面砌筑隔热层、保温层及一环次工作层，在该环次工作层上砌筑刀型砖及中部槽工作层；

4)将底部槽工作层砌筑至刀型砖下部，预留30mm～50mm缓冲层，保证底部槽工作层的砖必须完全遮挡住托砖板。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

其一，本发明使用钛刚玉，因RH真空槽在空闲时，由氩气管中吹入氮气，与钛刚玉中的TiO₂，形成高熔点，高强度的TiN，增强了镁尖晶石砖的耐冲刷性，能够有效抵挡气流冲刷以及合金，脱硫剂的物理冲刷；TiN能够起到一定的绸渣作用，对镁尖晶石砖起到一定的保护作用；还由于钛刚玉与镁砂的热膨胀系数不同，使用粒度较大1mm＜粒度≤3mm，0.088mm＜粒度≤1mm钛刚玉时，镁尖晶石砖在高温下产生的裂纹较多，加大了钢渣对镁尖晶石砖的渗透，当渗透层超过20mm时，将难以产生结构部落现象，将形成明显挂渣现象，能够有效的保护镁尖晶石砖，提升了中部槽镁尖晶石砖的寿命，大幅度降低中部槽镁尖晶石砖挖修比例。

其二，本发明使用酚醛树脂作为结合剂，其使用环境有部分挂渣，较少受到直接吹氧作用，可以有效阻止碳和氧化镁的消耗反应，又因酚醛树脂残碳率高，能够有效阻止钢渣的侵蚀作用。

其三，本发明使用金属铝作为塑性结合剂，有效弥补了热固性酚醛树脂在中温时强度下降的缺点，同时大幅度提升了高温下的强度。

其四，本发明中仅加入粒度为≤0.088mm铝镁尖晶石，是利用尖晶石有良好的固溶钢渣作用，增加挂渣，保护镁尖晶石砖。

其五，本发明创造性地设计了一种中部槽“刀型”砖砌筑方式，防止钢质托砖板与工作层砖缓冲层处于同一部位，避免托砖板变形或熔损，提升了工作层砖使用的安全性。

附图说明

图1为一种RH炉中部槽用镁尖晶石砖砌筑方式局部图；

图中，隔热层1、保温层2、托砖板3、次工作层4、刀型砖5、缓冲层6、底部槽工作层7、中部槽工作层8。

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炉中部槽用镁尖晶石砖的组成及重量百分比如下：

一种RH炉中部槽用镁尖晶石砖制备方法包括如下步骤：

1)将3mm＜粒度≤5mm，1mm＜粒度≤3mm，0.088mm＜粒度≤1mm的所有原料一次性倒入混碾机中，干混0.5分钟；

2)在混碾机中倒入全部的热固性酚醛树脂，混合5分钟；

3)在混碾机中倒入剩余的原料，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220℃干燥22小时即可得到成品。

一种RH炉中部槽用镁尖晶石砖砌筑方式：

1)焊接托砖板3，托砖板尺寸与焊接位置不变；

2)砌筑底部槽的隔热层1、保温层2、次工作层4直至托砖板3下部；

3)在托砖板3上面砌筑隔热层1、保温层2及一环次工作层4，在该环次工作层上砌筑刀型砖5及中部槽工作层8；

4)将底部槽工作层7砌筑至刀型砖5下部，预留30mm缓冲层6，底部槽工作层7的砖必须完全遮挡住托砖板3。

实施例2

一种RH炉中部槽用镁尖晶石砖的组成及重量百分比如下：

一种RH炉中部槽用镁尖晶石砖制备方法包括如下步骤：

1)将3mm＜粒度≤5mm，1mm＜粒度≤3mm，0.088mm＜粒度≤1mm的所有原料一次性倒入混碾机中，干混5分钟；

2)在混碾机中倒入全部的热固性酚醛树脂，混合3分钟；

3)在混碾机中倒入剩余的原料，混合10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20小时即可得到成品。

一种RH炉中部槽用镁尖晶石砖砌筑方式：

1)焊接托砖板3，托砖板尺寸与焊接位置不变；

2)砌筑底部槽的隔热层1、保温层2、次工作层4直至托砖板3下部；

3)在托砖板3上面砌筑隔热层1、保温层2及一环次工作层4，在该环次工作层上砌筑刀型砖5及中部槽工作层8；

4)将底部槽工作层7砌筑至刀型砖5下部，预留30mm缓冲层6，底部槽工作层7的砖必须完全遮挡住托砖板3。

实施例3

一种RH炉中部槽用镁尖晶石砖的组成及重量百分比如下：

一种RH炉中部槽用镁尖晶石砖制备方法包括如下步骤：

1)将3mm＜粒度≤5mm，1mm＜粒度≤3mm，0.088mm＜粒度≤1mm的所有原料一次性倒入混碾机中，干混2分钟；

2)在混碾机中倒入全部的热固性酚醛树脂，混合5分钟；

3)在混碾机中倒入剩余的原料，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155℃干燥24小时即可得到成品。

一种RH炉中部槽用镁尖晶石砖砌筑方式：

1)焊接托砖板3，托砖板尺寸与焊接位置不变；

2)砌筑底部槽的隔热层1、保温层2、次工作层4直至托砖板3下部；

3)在托砖板3上面砌筑隔热层1、保温层2及一环次工作层4，在该环次工作层上砌筑刀型砖5及中部槽工作层8；

4)将底部槽工作层7砌筑至刀型砖5下部，预留30mm缓冲层6，底部槽工作层7的砖必须完全遮挡住托砖板3。

实施例4

一种RH炉中部槽用镁尖晶石砖的组成及重量百分比如下：

一种RH炉中部槽用镁尖晶石砖制备方法包括如下步骤：

1)将3mm＜粒度≤5mm，1mm＜粒度≤3mm，0.088mm＜粒度≤1mm的所有原料一次性倒入混碾机中，干混2分钟；

2)在混碾机中倒入全部的热固性酚醛树脂，混合2分钟；

3)在混碾机中倒入剩余的原料，混合18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190℃干燥18小时即可得到成品。

一种RH炉中部槽用镁尖晶石砖砌筑方式：

1)焊接托砖板3，托砖板尺寸与焊接位置不变；

2)砌筑底部槽的隔热层1、保温层2、次工作层4直至托砖板3下部；

3)在托砖板3上面砌筑隔热层1、保温层2及一环次工作层4，在该环次工作层上砌筑刀型砖5及中部槽工作层8；

4)将底部槽工作层7砌筑至刀型砖5下部，预留30mm缓冲层6，底部槽工作层7的砖必须完全遮挡住托砖板3。

实施例5

一种RH炉中部槽用镁尖晶石砖的组成及重量百分比如下：

一种RH炉中部槽用镁尖晶石砖制备方法包括如下步骤：

1)将3mm＜粒度≤5mm，1mm＜粒度≤3mm，0.088mm＜粒度≤1mm的所有原料一次性倒入混碾机中，干混3分钟；

2)在混碾机中倒入全部的热固性酚醛树脂，混合4分钟；

3)在混碾机中倒入剩余的原料，混合12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160℃干燥21小时即可得到成品。

一种RH炉中部槽用镁尖晶石砖砌筑方式：

1)焊接托砖板3，托砖板尺寸与焊接位置不变；

2)砌筑底部槽的隔热层1、保温层2、次工作层4直至托砖板3下部；

3)在托砖板3上面砌筑隔热层1、保温层2及一环次工作层4，在该环次工作层上砌筑刀型砖5及中部槽工作层8；

4)将底部槽工作层7砌筑至刀型砖5下部，预留50mm缓冲层6，底部槽工作层7的砖必须完全遮挡住托砖板3。

效果例：以上述实施例得到的一种RH炉中部槽用镁尖晶石砖寿命对比如表1：

表1一种RH炉中部槽用镁尖晶石砖寿命对比表

项目	寿命，炉	挖修比例(挖修量/大修量×100),％
			实施例1	1350	0
实施例2	1200	0
			实施例3	1100	0
实施例4	1050	0
			实施例5	1050	0
常规RH炉中部槽镁尖晶石砖	900	30％

从表1中可以看出，本发明的RH炉中部槽用镁尖晶石砖可以明显提升中部槽镁尖晶石砖寿命；同时还可以明显减少挖修比例，提升中部槽周转安全性。

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 (9)

1.一种RH炉中部槽用镁尖晶石砖的砌筑方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)焊接托砖板，托砖板尺寸与焊接位置不变；

2)砌筑底部槽的隔热层、保温层、次工作层直至托砖板下部；

3)在托砖板上面砌筑隔热层、保温层及一环次工作层，在该环次工作层上砌筑刀型砖及中部槽工作层；

4)将底部槽工作层砌筑至刀型砖下部，预留30mm～50mm缓冲层，底部槽工作层的砖必须完全遮挡住托砖板；

所述RH炉中部槽用镁尖晶石砖按重量百分数计包括如下组分：

2.根据权利要求1所述的砌筑方法，其特征在于：所述的RH炉中部槽用镁尖晶石砖按重量百分数计包括如下组分：

3.根据权利要求1所述的砌筑方法，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所述的砌筑方法，其特征在于：所述镁砂中MgO的质量分数≥95％，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所述的砌筑方法，其特征在于：所述钛刚玉中Al₂O₃的质量分数≥80％，TiO₂的质量分数≥13％，其由1mm＜粒度≤3mm的钛刚玉和0.088mm＜粒度≤1mm的钛刚玉组合而成。

6.根据权利要求1所述的砌筑方法，其特征在于：所述铝镁尖晶石中Al₂O₃的质量分数为68％～91％，其中Al₂O₃和MgO的总质量分数≥98％，其粒度为≤0.088mm。

7.根据权利要求1所述的砌筑方法，其特征在于：所述金属铝粒度为≤0.088mm。

8.根据权利要求1所述的砌筑方法，其特征在于：所述抗氧化剂选自Si、BC₄、BN中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的砌筑方法，其特征在于：所述RH炉中部槽用镁尖晶石砖由如下方法制备而成：

1)将粒度＞0.088mm的所有原料一次性倒入混碾机中，干混0.5～3分钟；

2)在混碾机中倒入全部的热固性酚醛树脂，混合0.5～5分钟；

3)在混碾机中倒入剩余粒度≤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，成型必须在出料后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。

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