CN114686642A - 转炉炉底中心砖的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种转炉炉底中心砖的制备方法，包括如下步骤：S1、根据所需炉底中心砖的尺寸，设计炉底中心单体砖尺寸及其数量；S2、按照步骤S1的设计要求，制备炉底中心单体砖并进行干燥；S3、将干燥后的多块炉底中心单体砖按照设计顺序进行拼接，得到炉底中心组合砖；S4、对炉底中心组合砖进行后处理得到所需的炉底中心砖。该方法制备的炉底中心砖气孔率降低2～3％，高温强度提高了20％以上，而且能生产大型炉底中心砖，满足不同市场使用需求。
Description
技术领域
本发明涉及炼钢用耐火材料领域，具体涉及一种转炉炉底中心砖的制备方法。
背景技术
转炉是钢铁企业重要的高温冶炼容器，用来将铁水转化为钢水，其对炼钢厂的安全周转、工艺控制起着非常重要的作用。作为转炉的定位砖，炉底中心砖长期经受钢水、气流的强烈冲刷，需要具备有很好高温强度以及抗冲刷性能。目前炉底中心砖大多数采用等静压成型，其生产的砖坯直径为250～400mm的圆柱体(图1)，再通过磨床加工成为圆台型结构(图2)。这种生产方式制备的炉底中心砖，一方面由于成型压力逐步递减，导致砖体存在结构不致密，高温强度差，不耐冲刷的问题；另一方面，有些企业对于直径大于400mm的砖坯无法生产，不能满足大型炉底中心砖生产的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述背景技术的不足，提供一种转炉炉底中心砖的制备方法，该方法制备的炉底中心砖气孔率比传统中心砖降低了2～3％，高温强度提高了20％以上，而且能生产大型炉底中心砖，满足不同市场使用需求。
为实现上述目的，本发明提供的一种转炉炉底中心砖的制备方法，包括如下步骤：
S1、根据所需炉底中心砖的尺寸，设计炉底中心单体砖尺寸及其数量；
S2、按照步骤S1的设计要求，制备炉底中心单体砖并进行干燥；
S3、将干燥后的多块炉底中心单体砖按照设计顺序进行拼接，得到炉底中心组合砖；
S4、对炉底中心组合砖进行后处理得到所设计形状的炉底中心砖。
优选的，所述步骤S2中炉底中心单体砖的干燥过程为：将炉底中心单体镁碳砖放入干燥窑中，于220±20℃条件下，干燥20h以上。
优选的，所述步骤S2中，采用大吨位摩擦机制备炉底中心单体砖。
优选的，所述步骤S3中，采用耐高温、粘结性强的粘结剂对多块炉底中心单体砖进行拼接。
进一步优选的，所述粘结剂采用环氧树脂型粘结剂，其是由乙酸乙酯、三乙烯四氨、二丁酯按照比例混合，搅拌5-8分钟，再放在超声设备中震动1-2分钟制成的。
优选的，所述步骤S3中，拼接过程为：在各炉底中心单体砖的拼接面均匀涂抹粘结剂，将涂抹粘结剂的多块炉底中心单体砖按照设计顺序进行拼接，压实后自然干燥，即可得到炉底中心组合砖。
进一步优选的，所述炉底中心单体砖拼接面上粘接剂的涂抹厚度为0.5～1mm，压实后相邻炉底中心单体砖界面间距不大于0.5mm。
相邻炉底中心单体砖界面间距不大于0.5mm，间隙过大在使用过程中可能会渗钢的风险，降低了耐冲刷性能。
优选的，所述步骤S4中炉底中心组合砖的后处理过程为：将炉底中心组合砖在磨床设备上进行切割、粗磨、精磨，得到所设计形状的炉底中心砖。
优选的，所述炉底中心单体砖采用镁碳砖，其中MgO含量不低于80％，C含量不低于12％，干燥处理后的体积密度不低于2.95g/cm3，气孔率不高于4％，常温耐压强度不低于40MPa，1400℃×0.5h高温抗折强度不低于10MPa。
优选的，所述多块炉底中心单体砖拼接组合成楔形结构的炉底中心组合砖。
优选的，所述炉底中心单体砖的设计数量为N2块，N为自然数2、3、4。所述炉底中心砖的圆形横截面直径大于400mm。
优选的，所述炉底中心砖呈圆台型结构。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1)本发明制备的炉底中心砖，采用大吨位摩擦机分别成型多个单体镁碳砖再进行组合，使得气孔率降低2～3％，高温强度提高了20％以上，从而提高转炉安全运行；2)本发明能制备直径大于400mm的大型转炉炉底中心砖，从根本上解决企业生产困境，满足不同市场的使用需求。
附图说明
图1是原炉底中心砖砖坯(加工前)的立体结构示意图；
图2是原炉底中心砖(加工后)的立体结构示意图；
图3是本发明炉底中心组合砖(加工前)的立体结构示意图；
图4是本发明炉底中心砖(加工后)的立体结构示意图；
图5是本发明炉底中心砖(加工后)的俯视结构示意图；
图6是本发明炉底中心砖(加工后)的左视结构示意图；
图7是图6中A处的放大结构示意图。
附图标号：炉底中心单体砖1，炉底中心组合砖2，炉底中心砖3，粘结剂4。
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。
下述实施例1-5中的炉底中心单体砖1均采用镁碳砖，粘结剂4均采用环氧树脂型粘结剂。
实施例1
本实施例提供的一种转炉炉底中心砖的制备方法，包括以下步骤：
1)根据炉底中心砖3的尺寸直径500mm，设计炉底中心单体镁碳砖的数量为9块(如图3)；
2)采用1000吨摩擦机生产炉底中心单体镁碳砖，成型次数15次；
3)将炉底中心单体镁碳砖放入干燥窑，220℃干燥24小时；
4)采用环氧树脂型粘结剂将干燥后的9块炉底中心单体镁碳砖按照顺序进行粘接，控制炉底中心单体镁碳砖的拼接面上涂抹粘结剂厚度为0.8mm，用力压实并用锤头敲紧，以使相邻炉底中心单体砖界面间距不大于0.5mm，自然干燥12小时以上，得到梯台型炉底中心组合砖2(如图3)；
5)将制备的炉底中心组合砖2在磨床设备上进行切割、粗磨、精磨，得到所需的圆台型炉底中心砖3(如图4-6)；
其中，环氧树脂型粘结剂是由乙酸乙酯、三乙烯四氨、二丁酯按照一定比例混合，搅拌5-8分钟，再放在超声设备中震动1-2分钟制成的。
所制得的炉底中心单体镁碳砖，MgO含量为82％，C含量为12.8％，干燥处理后的体积密度为2.96g/cm3，气孔率为4％，常温耐压强度为43.7MPa，1400℃×0.5h高温抗折强度为10.7MPa。
实施例2
本实施例提供的一种转炉炉底中心砖的制备方法，包括以下步骤：
1)根据炉底中心砖3的尺寸直径550mm，设计炉底中心单体镁碳砖的数量为9块；
2)采用1250吨摩擦机生产炉底中心单体镁碳砖，成型次数15次；
3)将炉底中心单体镁碳砖放入干燥窑，220℃干燥24小时；
4)采用环氧树脂型粘结剂将干燥后的9块炉底中心单体镁碳砖按照顺序进行粘接，控制炉底中心单体镁碳砖的拼接面上涂抹粘结剂厚度为0.8mm，用力压实并用锤头敲紧，以使相邻炉底中心单体砖界面间距不大于0.5mm，自然干燥12小时以上，得到梯台型炉底中心组合砖2；
5)将制备的炉底中心组合砖2在磨床设备上进行切割、粗磨、精磨，得到所需的圆台型炉底中心砖3。
其中，环氧树脂型粘结剂的制备方法如实施例1所述。
所制得的单体镁碳砖，MgO含量为81.3％，C含量为13.5％，干燥处理后的体积密度为2.97g/cm3，气孔率为3.4％，常温耐压强度为45MPa，1400℃×0.5h高温抗折强度为11.4MPa。
实施例3
本实施例提供的一种转炉炉底中心砖的制备方法，包括以下步骤：
1)根据炉底中心砖3的尺寸直径600mm，设计炉底中心单体镁碳砖的数量为9块；
2)采用1000吨摩擦机生产炉底中心单体镁碳砖，成型次数17次；
3)将炉底中心单体镁碳砖放入干燥窑，200℃干燥24小时；
4)采用环氧树脂型粘结剂将干燥后的9块炉底中心单体镁碳砖按照顺序进行粘接，控制炉底中心单体镁碳砖的拼接面上涂抹粘结剂厚度为0.7mm，用力压实并用锤头敲紧，以使相邻炉底中心单体砖界面间距不大于0.5mm，自然干燥12小时以上，得到梯台型炉底中心组合砖2；
5)将制备的炉底中心组合砖2在磨床设备上进行切割、粗磨、精磨，得到所需的圆台型炉底中心砖3；
其中，环氧树脂型粘结剂的制备方法如实施例1所述。
所制得的单体镁碳砖，MgO含量为83.1％，C含量为12.4％，干燥处理后的体积密度为2.98g/cm3，气孔率为3.9％，常温耐压强度为46.2MPa，1400℃×0.5h高温抗折强度为10.7MPa。
实施例4
本实施例提供的一种转炉炉底中心砖的制备方法，包括以下步骤：
1)根据炉底中心砖3的尺寸直径450mm，设计炉底中心单体镁碳砖的数量为4块；
2)采用1250吨摩擦机生产炉底中心单体镁碳砖，成型次数16次；
3)将炉底中心单体镁碳砖放入干燥窑，200℃干燥28小时；
4)采用环氧树脂型粘结剂将干燥后的4块炉底中心单体镁碳砖按照顺序进行粘接，控制炉底中心单体镁碳砖的拼接面上涂抹粘结剂厚度为1mm，用力压实并用锤头敲紧，以使相邻炉底中心单体砖界面间距不大于0.5mm(如图7)，自然干燥12小时以上，得到梯台型炉底中心组合砖2；
5)将制备的炉底中心组合砖2在磨床设备上进行切割、粗磨、精磨，得到所需的圆台型炉底中心砖3；
其中，环氧树脂型粘结剂的制备方法如实施例1所述。
所制得的单体镁碳砖，MgO含量为81.3％，C含量为13.2％，干燥处理后的体积密度为2.95g/cm3，气孔率为3.5％，常温耐压强度为45.3MPa，1400℃×0.5h高温抗折强度为11.5MPa。
实施例5
本实施例提供的一种转炉炉底中心砖的制备方法，包括以下步骤：
1)根据炉底中心砖3的尺寸直径480mm，设计炉底中心单体镁碳砖的数量为4块；
2)采用1000吨摩擦机生产炉底中心单体镁碳砖，成型次数16次；
3)将炉底中心单体镁碳砖放入干燥窑，220℃干燥24小时；
4)采用环氧树脂型粘结剂将干燥后的4块炉底中心单体镁碳砖按照顺序进行粘接，控制炉底中心单体镁碳砖的拼接面上涂抹粘结剂厚度为1mm，用力压实并用锤头敲紧，以使相邻炉底中心单体砖界面间距不大于0.5mm，自然干燥12小时以上，得到梯台型炉底中心组合砖2；
5)将制备的炉底中心组合砖2在磨床设备上进行切割、粗磨、精磨，得到所需的圆台型炉底中心砖3；
其中，环氧树脂型粘结剂的制备方法如实施例1所述。
所制得的单体镁碳砖，MgO含量为81.8％，C含量为12.9％，干燥处理后的体积密度为2.96g/cm3，气孔率为3.7％，常温耐压强度为47.8MPa，1400℃×0.5h高温抗折强度为12.4MPa。
本实施例1～5所制的单体镁碳砖，其性能检测结果如表1所示：
表1
由上表可知，本发明实施例1-5制备的单体镁碳砖相比原炉底中心砖，其气孔率降低了2～3％，常温耐压强度和高温抗折强度均提高了20％以上，从而提高转炉安全运行。常温耐压强度高，这样可以避免单体镁碳砖在运输过程中破损，提高成品利用率。
需要说明的是，本发明制备的炉底中心组合砖在使用过程中其表面会形成一层渣层，渣层相当于在炉底中心组合砖表面形成一层保护膜，避免钢水浸入组合砖界面缝隙中，同时能够将钢水的重量均分至各单体砖承担，因此，本发明的单体镁碳砖性能能够满足使用要求即可。
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)
1.一种转炉炉底中心砖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、根据所需炉底中心砖的尺寸，设计炉底中心单体砖尺寸及其数量；
S2、按照步骤S1的设计要求，制备炉底中心单体砖并进行干燥；
S3、将干燥后的多块炉底中心单体砖按照设计顺序进行拼接，得到炉底中心组合砖；
S4、对炉底中心组合砖进行后处理得到所设计形状的炉底中心砖。
2.根据权利要求1所述的转炉炉底中心砖的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，炉底中心单体砖的干燥过程为：将炉底中心单体砖放入干燥窑中，于220±20℃条件下，干燥20h以上。
3.根据权利要求1所述的转炉炉底中心砖的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，采用大吨位摩擦机制备炉底中心单体砖。
4.根据权利要求1所述的转炉炉底中心砖的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，采用耐高温、粘结性强的粘结剂对多块炉底中心单体砖进行拼接。
5.根据权利要求1所述的转炉炉底中心砖的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，拼接过程为：在各炉底中心单体砖的拼接面均匀涂抹粘结剂，将涂抹粘结剂的多块炉底中心单体砖按照设计顺序进行拼接，压实后自然干燥，即可得到炉底中心组合砖。
6.根据权利要求5所述的转炉炉底中心砖的制备方法，其特征在于：所述炉底中心单体砖拼接面上粘接剂的涂抹厚度为0.5～1mm，压实后相邻炉底中心单体砖界面间距不大于0.5mm。
7.根据权利要求1所述的转炉炉底中心砖的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，炉底中心组合砖的后处理过程为：将炉底中心组合砖在磨床设备上进行切割、粗磨、精磨，得到所设计形状的炉底中心砖。
8.根据权利要求1所述的转炉炉底中心砖的制备方法，其特征在于：所述炉底中心单体砖采用镁碳砖，其中MgO含量不低于80％，C含量不低于12％，干燥处理后的体积密度不低于2.95g/cm3，气孔率不高于4％，常温耐压强度不低于40MPa，1400℃×0.5h高温抗折强度不低于10MPa。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的转炉炉底中心砖的制备方法，其特征在于：所述多块炉底中心单体砖拼接组合成楔形结构的炉底中心组合砖。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的转炉炉底中心砖的制备方法，其特征在于：所述炉底中心单体砖的设计数量为N2块，N为自然数2、3、4。
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