CN104387096A - 一种冶炼钢包用刚玉尖晶石不烧砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冶炼钢包用刚玉尖晶石不烧砖及其制备方法，其组成原料按重量百分比配比为：刚玉 75～85％；镁砂 3.5～7％；α-Al₂O₃5～10％；硅微粉0.5～2％；减水剂 0.5～1％；结合剂 0.5～6％；其制备方法包括以下步骤：制料、配料、混料、成型、养护、干燥、包装。与现有技术相比，本发明通过采用卤片溶液做结合剂，提高了刚玉尖晶石不烧砖的常温强度，且卤片主要成分为MgCl₂·6H₂O，在550℃左右下会分解生成MgO，不会向砖坯引入杂质，且卤片分解生成的MgO在砖坯可以很好的与刚玉粉或Al₂O₃微粉形成分布均匀的细微尖晶石，有利于砖坯的尖晶石化，使砖坯具有一定的微膨胀，提高了钢包运行的安全性，且砖坯尖晶石化比较均匀，杂质含量低，砖坯的抗热震稳定性、抗结构剥落性及抗渣侵蚀性能得到了很大的提高。

Description

一种冶炼钢包用刚玉尖晶石不烧砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，特别涉及一种冶炼钢包用刚玉尖晶石不烧砖及其制备方法。

背景技术

近年来，随着国内外对低碳钢甚至是超低碳钢的需求不断增加，很多钢企因此也要求一些生产特种钢的精炼钢包部分禁止使用含碳的耐火材料以此来达到低碳钢和超低碳钢的生产技术要求，由此刚玉尖晶石制品应运而生。

目前市场上，传统的刚玉尖晶石制品的结合剂采用ρ-Al₂O₃与硅微粉复合微粉结合，或者采用纯铝酸钙水泥结合；其中采用微粉结合原料成本偏高，并且在烘烤与烧成前强度偏低，而采用纯铝酸钙水泥结合虽然常温强度很大，但是将会影响到刚玉尖晶石制品的中高温强度及抗侵蚀性能。

为了克服上述问题，本发明提出了一种抗热震稳定性、抗结构剥落性及抗渣侵蚀性良好的冶炼钢包用刚玉尖晶石不烧砖及其制备方法。

发明内容

本发明克服了上述现有技术中存在的不足，提供了一种抗热震稳定性、抗结构剥落性及抗渣侵蚀性良好的冶炼钢包用刚玉尖晶石不烧砖及其制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种冶炼钢包用刚玉尖晶石不烧砖，该浇注料的组成原料按重量百分比配比为：

所述刚玉由板状刚玉和电熔白刚玉组成，刚玉的粒度组成为12～8mm、8～5mm、5～3mm、3～1mm、1～0mm、<0.088mm六种规格，且刚玉中的Al₂O₃重量百分比≥90％；所述镁砂为电熔镁砂，其粒度组成为1-0mm，且其中的MgO重量百分比≥3.5％；所述α-Al₂O₃为氧化铝微粉，其粒度为1цm；所述的减水剂为FDN、ADS和ADW中的一种或者几种任意比例的混合；所述结合剂是主要成分为MgCl₂·6H₂O的卤片。

本发明通过采用卤片溶液做结合剂，不仅有效的提高了刚玉尖晶石不烧砖的常温强度，并且卤片主要成分为MgCl₂·6H₂O，在550℃左右下会分解生成MgO，不会向砖坯引入杂质，并且卤片分解生成的MgO在砖坯使用中可以很好的与刚玉粉或Al₂O₃微粉形成一些分布均匀的细微尖晶石，有利于整个砖坯的尖晶石化，使砖坯具有一定的微膨胀，提高了钢包运行期间的安全性，而且砖坯尖晶石化比较均匀，杂质含量低，砖坯的抗热震稳定性、抗结构剥落性及抗渣侵蚀性能得到了很大的提高。所述的减水剂减少加水量，降低气孔率还有就是增加浇筑料加水搅拌的分散性，其中FDN为高效复合减水剂，主要成分为β-萘磺酸甲醛缩合物，其减水率高，可大幅度提高浇注料的强度；分散氧化铝ADS和ADW可以广泛用于刚玉浇注料及制品中。

一种冶炼钢包用刚玉尖晶石不烧砖的制备方法，包括以下步骤：

(1)制料：将块状镁砂依次经过颚式破碎机、对辊式破碎机、圆锥式破碎机进行机械破碎，经过筛网筛分后，制成粒度为1～0mm规格的镁砂；

(2)配料：按照所述的各组成原料的配比关系，分别配置刚玉75～85％、镁砂3.5～7％、α-Al₂O₃5～10％、硅微粉0.5～2％、减水剂0.5～1％，其加料顺序是先加入粒度为12～8mm、8～5mm、5～3mm、3～1mm、1～0mm的骨料，再加细粉、α-Al₂O₃、硅微粉与减水剂的预混料，制成干料半成品；

(3)混料：将配好的原料送入混料机进行混练，混炼3～5分钟后加入卤片溶液，混料的总时间≥10分钟；

(4)成型：将混合好的混料加入模具中，进行浇筑成型；

(5)养护：成型后的试样在4小时后脱模自然养护，其养护时间为12小时；

(6)干燥：将养护完成的砖坯送入窑内进行烘烤；

(7)包装：出窑后进行检验和包装。

本发明还经过科学合理的配料及热处理工艺，制备的刚玉尖晶石不烧砖抗热震稳定、抗渣侵蚀及抗热剥落、结构剥落性能优良，使用寿命高，能很好地适用于生产低碳钢、超低碳钢等特种冶炼钢包上。

采用了上述技术方案的本发明的有益效果是：

本发明涉及一种抗热震稳定性、抗结构剥落性及抗渣侵蚀性良好的冶炼钢包用刚玉尖晶石不烧砖及其制备方法。本发明通过采用卤片溶液做结合剂，不仅有效的提高了刚玉尖晶石不烧砖的常温强度，并且卤片主要成分为MgCl₂·6H₂O，在550℃左右下会分解生成MgO，不会向砖坯引入杂质，并且卤片分解生成的MgO在砖坯使用中可以很好的与刚玉粉或Al₂O₃微粉形成一些分布均匀的细微尖晶石，有利于整个砖坯的尖晶石化，使砖坯具有一定的微膨胀，提高了钢包运行期间的安全性，而且砖坯尖晶石化比较均匀，杂质含量低，砖坯的抗热震稳定性、抗结构剥落性及抗渣侵蚀性能得到了很大的提高。

本发明还经过科学合理的配料及热处理工艺，制备的刚玉尖晶石不烧砖抗热震稳定、抗渣侵蚀及抗热剥落、结构剥落性能优良，使用寿命高，能很好地适用于生产低碳钢、超低碳钢等特种冶炼钢包上。

具体实施方式

本发明的具体实施方式如下：

实施例1：一种冶炼钢包用刚玉尖晶石不烧砖，该浇注料的组成原料按重量百分比配比为：

所述刚玉由板状刚玉和电熔白刚玉组成，刚玉的粒度组成为12～8mm、8～5mm、5～3mm、3～1mm、1～0mm、<0.088mm六种规格，且刚玉中的Al₂O₃重量百分比90％；所述镁砂为电熔镁砂，其粒度组成为1-0mm，且其中的MgO重量百分比3.5％；所述α-Al₂O₃为氧化铝微粉，其粒度为1цm；所述的减水剂为FDN；所述结合剂是主要成分为MgCl₂·6H₂O的卤片。

一种冶炼钢包用刚玉尖晶石不烧砖的制备方法，包括以下步骤：

(1)制料：将块状镁砂依次经过颚式破碎机、对辊式破碎机、圆锥式破碎机进行机械破碎，经过筛网筛分后，制成粒度为1～0mm规格的镁砂；

(2)配料：按照所述的各组成原料的配比关系，分别配置刚玉82.7％、镁砂5％、α-Al₂O₃10％、硅微粉1％、减水剂0.8％，其加料顺序是先加入粒度为12～8mm、8～5mm、5～3mm、3～1mm、1～0mm的骨料，再加细粉、α-Al₂O₃、硅微粉与减水剂的预混料，制成干料半成品；

(3)混料：将配好的原料送入混料机进行混练，混炼4分钟后加入卤片溶液0.5％作为结合剂，外加水4.5％，混料的总时间10分钟；

(4)成型：将混合好的混料加入模具中，进行浇筑成型；

(5)养护：成型后的试样在4小时后脱模自然养护，其养护时间为12小时；

(6)干燥：将养护完成的砖坯送入窑内进行烘烤；

(7)包装：出窑后进行检验和包装。

采用实施例1所制备的浇注料的指标为：

指标	实施例1
		抗热震性/次(1100℃，水冷)	14
高温抗折强度/Mpa(1400℃,3h)	13.2
		永久线变化/％(1500℃，3h)	+0.21

实施例2：一种冶炼钢包用刚玉尖晶石不烧砖，该浇注料的组成原料按重量百分比配比为：

所述刚玉由板状刚玉和电熔白刚玉组成，刚玉的粒度组成为12～8mm、8～5mm、5～3mm、3～1mm、1～0mm、<0.088mm六种规格，且刚玉中的Al₂O₃重量百分比90％；所述镁砂为电熔镁砂，其粒度组成为1-0mm，且其中的MgO重量百分比3.5％；所述α-Al₂O₃为氧化铝微粉，其粒度为1цm；所述的减水剂为FDN；所述结合剂是主要成分为MgCl₂·6H₂O的卤片。

一种冶炼钢包用刚玉尖晶石不烧砖的制备方法，包括以下步骤：

(1)制料：将块状镁砂依次经过颚式破碎机、对辊式破碎机、圆锥式破碎机进行机械破碎，经过筛网筛分后，制成粒度为1～0mm规格的镁砂；

(2)配料：按照所述的各组成原料的配比关系，分别配置刚玉80.2％、镁砂5％、α-Al₂O₃10％、硅微粉1％、减水剂0.8％，其加料顺序是先加入粒度为12～8mm、8～5mm、5～3mm、3～1mm、1～0mm的骨料，再加细粉、α-Al₂O₃、硅微粉与减水剂的预混料，制成干料半成品；

(3)混料：将配好的原料送入混料机进行混练，混炼4分钟后加入卤片溶液3％作为结合剂，外加水4.5％，混料的总时间10分钟；

(4)成型：将混合好的混料加入模具中，进行浇筑成型；

(5)养护：成型后的试样在4小时后脱模自然养护，其养护时间为12小时；

(6)干燥：将养护完成的砖坯送入窑内进行烘烤；

(7)包装：出窑后进行检验和包装。

采用实施例2所制备的浇注料的指标为：

指标	实施例2
		抗热震性/次(1100℃，水冷)	17
高温抗折强度/Mpa(1400℃,3h)	21
		永久线变化/％(1500℃，3h)	+0.42

实施例3：一种冶炼钢包用刚玉尖晶石不烧砖，该浇注料的组成原料按重量百分比配比为：

所述刚玉由板状刚玉和电熔白刚玉组成，刚玉的粒度组成为12～8mm、8～5mm、5～3mm、3～1mm、1～0mm、<0.088mm六种规格，且刚玉中的Al₂O₃重量百分比90％；所述镁砂为电熔镁砂，其粒度组成为1-0mm，且其中的MgO重量百分比3.5％；所述α-Al₂O₃为氧化铝微粉，其粒度为1цm；所述的减水剂为FDN；所述结合剂是主要成分为MgCl₂·6H₂O的卤片。

一种冶炼钢包用刚玉尖晶石不烧砖的制备方法，包括以下步骤：

(1)制料：将块状镁砂依次经过颚式破碎机、对辊式破碎机、圆锥式破碎机进行机械破碎，经过筛网筛分后，制成粒度为1～0mm规格的镁砂；

(2)配料：按照所述的各组成原料的配比关系，分别配置刚玉77.2％、镁砂5％、α-Al₂O₃10％、硅微粉1％、减水剂0.8％，其加料顺序是先加入粒度为12～8mm、8～5mm、5～3mm、3～1mm、1～0mm的骨料，再加细粉、α-Al₂O₃、硅微粉与减水剂的预混料，制成干料半成品；

(3)混料：将配好的原料送入混料机进行混练，混炼4分钟后加入卤片溶液6％作为结合剂，外加水4.5％，混料的总时间10分钟；

(6)成型：将混合好的混料加入模具中，进行浇筑成型；

(7)养护：成型后的试样在4小时后脱模自然养护，其养护时间为12小时；

(6)干燥：将养护完成的砖坯送入窑内进行烘烤；

(7)包装：出窑后进行检验和包装。

采用实施例3所制备的浇注料的指标为：

指标	实施例3
		抗热震性/次(1100℃，水冷)	18
高温抗折强度/Mpa(1400℃,3h)	22.3
		永久线变化/％(1500℃，3h)	+0.58

抗热震性：

将高温炉预加热到1100±10℃并保温15min后，迅速将试样移至炉膛内，保温20min后，迅速将试样浸入5～35℃流动水中，急剧冷却3min后立即取出，在空气中放置时间不少于5min。然后将试样再次放入炉内，重复上述过程，直至试样出现大的裂纹，不能继续实验为止，记录实验次数。每一配方需3条试样，并取平均值。

高温抗折强度：

将试样放入高温炉内，空气气氛下加热至1400℃并保温3小时，然后测试样抗折强度。每一配方需3条试样，并取平均值。

永久线变化：

测量试样长度，然后将试样放入高温炉内加热至1500℃并保温3小时，炉内试样冷却后测量器长度，得出试样在1500℃加热3小时后永久线变化。每一配方需3条试样，并取平均值。

Claims (2)

1.一种冶炼钢包用刚玉尖晶石不烧砖，其特征在于：其组成原料按重量百分比配比为：

所述刚玉由板状刚玉和电熔白刚玉组成，刚玉的粒度组成为12～8mm、8～5mm、5～3mm、3～1mm、1～0mm、<0.088mm六种规格，且刚玉中的Al₂O₃重量百分比≥90％；所述镁砂为电熔镁砂，其粒度组成为1-0mm，且其中的MgO重量百分比≥3.5％；所述α-Al₂O₃为氧化铝微粉，其粒度为1цm；所述的减水剂为FDN、ADS和ADW中的一种或者几种任意比例的混合；所述结合剂是主要成分为MgCl₂·6H₂O的卤片。

2.一种冶炼钢包用刚玉尖晶石不烧砖的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)制料：将块状镁砂依次经过颚式破碎机、对辊式破碎机、圆锥式破碎机进行机械破碎，经过筛网筛分后，制成粒度为1～0mm规格的镁砂；

(2)配料：按照所述的各组成原料的配比关系，分别配置刚玉75～85％、镁砂3.5～7％、α-Al₂O₃5～10％、硅微粉0.5～2％、减水剂0.5～1％，其加料顺序是先加入粒度为12～8mm、8～5mm、5～3mm、3～1mm、1～0mm的骨料，再加细粉、α-Al₂O₃、硅微粉与减水剂的预混料，制成干料半成品；

(3)混料：将配好的原料送入混料机进行混练，混炼3～5分钟后加入卤片溶液，混料的总时间≥10分钟；

(4)成型：将混合好的混料加入模具中，进行浇筑成型；

(5)养护：成型后的试样在4小时后脱模自然养护，其养护时间为12小时；

(6)干燥：将养护完成的砖坯送入窑内进行烘烤；

(7)包装：出窑后进行检验和包装。