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CN111004041B - 一种以铝铬渣为主料的钢包包底浇注料及其制备方法 - Google Patents

一种以铝铬渣为主料的钢包包底浇注料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明的一种以铝铬渣为主料的钢包包底浇注料，其特征在于，采用包括以下质量分数的原料制成：铝铬渣：50%～60%，白刚玉：30%～40%，电熔镁砂：2%～8%，纯铝酸钙水泥：4%～10%，α‑氧化铝微粉：2%～11%，三聚磷酸钠：0.06%～0.1%，金属铝粉：0.03%～0.1%，有机纤维：0.06%～0.3%。本发明的方法在钢包包底浇注料中引入铝铬渣，可以提高钢包包底浇注料抗钢包渣的侵蚀性能，从而提高钢包的使用寿命；而且铝铬渣可以回收再利用节约资源，同时也能降低生产成本，产生较好的经济效益。

Description

一种以铝铬渣为主料的钢包包底浇注料及其制备方法
技术领域
本发明为耐火材料技术领域，具体涉及一种以铝铬渣为主料的钢包包 底浇注料及其制备方法。
背景技术
随着炼钢工艺的发展，钢种洁净度要求越来越严，这就对炼钢工艺提 出了更苛刻的要求，炉外精炼种类越来越多，精炼时间越来越长，同时钢 水在钢包容器中周转时间延长，对耐火材料质量要求更高，其中对钢包包 底工作层所用的包底浇注料的的使用寿命和高温条件下抗渣侵蚀性能提 出了更高的要求。
过去几十年我国的工业化是以消耗自然资源为主要发展方式的，再加 上对资源的不合理地浪费，这就造成了优质工业原料日益匮乏，价格水涨 船高，企业生产成本高企，发展举步维艰的局面。铝铬渣是铝热还原法冶 铬过程中产生的一种固体废弃物，危害生态环境和人类健康。铝铬渣中氧 化铝含量很高，铬也多以氧化铬形式存在，氧化铝是性能优良的耐火氧化 物，氧化铬抗酸性渣侵蚀能力强。
若将铝铬渣替代刚玉质耐火原料应用于钢包包底浇注料中，这既能减 轻环保的压力，又能缓解优质耐火原料价格高企的现状，一举两得。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以铝铬渣为主料的钢包包底浇注料及其 制备方法，通过在钢包包底浇注料中引入铝铬渣，降低生产成本，得到具 有较好热震稳定性能和抗侵蚀性能的钢包包底浇注料。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种以铝铬渣为主料的钢包包底浇注料，其特征在于，采用包括以下 质量分数的原料制成：铝铬渣：50％～60％，白刚玉：30％～40％，电熔镁 砂：2％～8％，纯铝酸钙水泥：4％～10％，α-氧化铝微粉：2％～11％，三 聚磷酸钠：0.06％～0.1％，金属铝粉：0.03％～0.1％，有机纤维：0.06％～ 0.3％；
所述铝铬渣为含有三氧化二铝≥80wt％、三氧化二铬≥10wt％的铝铬 渣，其粒度分别为15～8mm、8～5mm、5～3mm和3～1mm，体积密度 ≥3.35g/cm3；
所述白刚玉为含有三氧化二铝≥99.5wt％、三氧化二铁≤0.2wt％的白 刚玉，其粒度分别为1～0mm、120～200目和200～325目，体积密度≥ 3.60g/cm3；
所述电熔镁砂为含有氧化镁≥96.3wt％、氧化钙≤1.2wt％、二氧化硅 ≤1.4wt％的电熔镁砂，其粒度分别为1～0mm和120～200目；
所述纯铝酸钙水泥按质量计含有三氧化二铝≥70％，其粒度为200～ 325目；
所述α-氧化铝微粉按质量计含有三氧化二铝≥99％，其粒度为3微米 和1微米；
所述金属铝粉按质量计含有Al≥98％，其粒度为200～325目；
所述有机纤维为聚丙烯纤维中的一种，其融化点≤120℃，长度为4mm；
优选的，本发明的一种以铝铬渣为主料的钢包包底浇注料，采用包括 以下质量分数的原料制成：
粒度为15～8mm的铝铬渣11％～13％，粒度为8～5mm的铝铬渣 12％～14％，粒度为5～3mm的铝铬渣13％～15％，粒度为3～1mm的铝 铬渣15％～16％；粒度为1～0mm的白刚玉占7％～15％，粒度为120～200 目的白刚玉占10％～15％，粒度为200～325目的白刚玉占5％～7％；粒度 为1～0mm的电熔镁砂占1％～3％，粒度为120～200目的电熔镁砂占2％～ 4％；粒度为200～325目的纯铝酸钙水泥4％～8％；粒度为3微米的α- 氧化铝微粉2％～5％，粒度为1微米的α-氧化铝微粉2％～5％；三聚磷酸 钠0.06％～0.1％，金属铝粉0.03％～0.1％，有机纤维0.06％～0.3％。
本发明所述的一种以铝铬渣为主料的钢包包底浇注料的制备方法，其 特征在于，包括如下步骤：
(1)将除了所述铝铬渣之外的其余原料在搅拌机中搅拌30秒以上， 再所述铝铬渣，继续搅拌30秒以上；
(2)向步骤(1)的混合物中加入适量的水，所述的水的添加量为所 述混合物总重量的5％～7％；继续搅拌120秒以上使其均匀；即得本发明 所述的钢包包底浇注料。
本发明与现有技术方案相比具有如下积极效果：
本发明的方法在钢包包底浇注料中引入铝铬渣，高温条件下，与浇注 料中其他原料原位反应生成镁铝尖晶石、镁铬尖晶石及六铝酸钙，由于镁 铝尖晶石、镁铬尖晶石及六铝酸钙具有较好的热震稳定性能和抗侵蚀性 能，因而可以提高钢包包底浇注料抗钢包渣的侵蚀性能，从而提高钢包的 使用寿命；而且铝铬渣可以回收再利用节约资源，同时也能降低生产成本， 产生较好的经济效益。
具体实施方式
本技术领域的一般技术人员应当认识到本实施例仅是用来说明本发 明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实施范围内对实施例进 行变换、变型都可在本发明权利要求的范围内。
本实施例中所用原料均为市售。
实施例1
一种以铝铬渣为主料的钢包包底浇注料，采用包括以下重量份的原料 制成：铝铬渣58份(粒度为15～8mm的铝铬渣13份，粒度为8～5mm 的铝铬渣14份，粒度为5～3mm的铝铬渣15份，粒度为3～1mm的铝铬 渣16份)，白刚玉26.7份(粒度为1～0mm的白刚玉占7份，粒度为120～ 200目的白刚玉占13份，粒度为200～325目的白刚玉占6.7份)，电熔 镁砂4份(粒度为1～0mm的电熔镁砂占1份，粒度为120～200目的电 熔镁砂占3份)，粒度为200～325目的纯铝酸钙水泥5份，α-氧化铝微 粉6份(粒度为3微米的α-氧化铝微粉3份，粒度为1微米的α-氧化铝 微粉3份)，三聚磷酸钠0.1份，金属铝粉0.08份，聚丙烯纤维0.12份。
(1)将除了所述铝铬渣之外的其余原料在搅拌机中搅拌30秒，再加 入所述铝铬渣，继续搅拌30秒；
(2)向步骤(1)的混合物中加入所述混合物总重量的5.3％的水， 继续搅拌120秒使其均匀；即得本发明所述的钢包包底浇注料。
将得到的钢包包底浇注料在振动台上振动60秒成型，分别制成40mm ×40mm×160mm的长条状试样和70mm×70mm×70mm的立方体试样 (中心有小20mm×30mm的孔芯)，制备好的试样在室温下自然干燥24小 时，脱模后在110℃条件下保温24小时，然后进行测试。
实施例2
一种以铝铬渣为主料的钢包包底浇注料，采用包括以下重量份的原料 制成：铝铬渣56份(粒度为15～8mm的铝铬渣12份，粒度为8～5mm 的铝铬渣14份，粒度为5～3mm的铝铬渣15份，粒度为3～1mm的铝铬 渣15份)，白刚玉28.7份(粒度为1～0mm的白刚玉占10份，粒度为 120～200目的白刚玉占11.7份，粒度为200～325目的白刚玉占7份)， 电熔镁砂3份(粒度为1～0mm的电熔镁砂占1份，粒度为120～200目 的电熔镁砂占2份)，粒度为200～325目的纯铝酸钙水泥5份，α-氧化 铝微粉7份(粒度为3微米的α-氧化铝微粉4份，粒度为1微米的α-氧 化铝微粉3份)，三聚磷酸钠0.12份，金属铝粉0.08份，聚丙烯纤维0.10 份
(1)将除了所述铝铬渣之外的其余原料在搅拌机中搅拌60秒，再加 入所述铝铬渣，继续搅拌45秒；
(2)向步骤(1)的混合物中加入所述混合物总重量的5.5％的水， 继续搅拌150秒使其均匀；即得本发明所述的钢包包底浇注料。
将得到的钢包包底浇注料在振动台上振动60秒成型，分别制成40mm ×40mm×160mm的长条状试样和70mm×70mm×70mm的立方体试样 (中心有小20mm×30mm的孔芯)，制备好的试样在室温下自然干燥24小 时，脱模后在110℃条件下保温24小时，然后进行测试。
实施例3
一种以铝铬渣为主料的钢包包底浇注料，采用包括以下重量份的原料 制成：铝铬渣54份(粒度为15～8mm的铝铬渣12份，粒度为8～5mm 的铝铬渣12份，粒度为5～3mm的铝铬渣14份，粒度为3～1mm的铝铬 渣16份)，白刚玉30.7份(粒度为1～0mm的白刚玉占15份，粒度为 120～200目的白刚玉占10份，粒度为200～325目的白刚玉占5.7份)， 电熔镁砂3.5份(粒度为1～0mm的电熔镁砂占1.5份，粒度为120～200 目的电熔镁砂占2份)，粒度为200～325目的纯铝酸钙水泥7份，α-氧 化铝微粉4.5份(粒度为3微米的α-氧化铝微粉2.5份，粒度为1微米的 α-氧化铝微粉2份)，三聚磷酸钠0.05份，金属铝粉0.07份，聚丙烯纤 维0.18份。
(1)将除了所述铝铬渣之外的其余原料在搅拌机中搅拌70秒，再加 入所述铝铬渣，继续搅拌50秒；
(2)向步骤(1)的混合物中加入所述混合物总重的5.6％的水，继 续搅拌210秒使其均匀；即得本发明所述的钢包包底浇注料。
将得到的钢包包底浇注料在振动台上振动60秒成型，分别制成40mm ×40mm×160mm的长条状试样和70mm×70mm×70mm的立方体试样 (中心有小20mm×30mm的孔芯)，制备好的试样在室温下自然干燥24小 时，脱模后在110℃条件下保温24小时，然后进行测试。
实施例4
一种以铝铬渣为主料的钢包包底浇注料，采用包括以下重量份的原料 制成：铝铬渣52份(粒度为15～8mm的铝铬渣11份，粒度为8～5mm 的铝铬渣12份，粒度为5～3mm的铝铬渣14份，粒度为3～1mm的铝铬 渣15份)，白刚玉32.7份(粒度为1～0mm的白刚玉占13份，粒度为 120～200目的白刚玉占14份，粒度为200～325目的白刚玉占5.7份)， 电熔镁砂5份(粒度为1～0mm的电熔镁砂占3份，粒度为120～200目 的电熔镁砂占2份)，粒度为200～325目的纯铝酸钙水泥4份，α-氧化 铝微粉6份(粒度为3微米的α-氧化铝微粉4份，粒度为1微米的α-氧 化铝微粉2份)，三聚磷酸钠0.1份，金属铝粉0.07份，聚丙烯纤维0.15 份
(1)将除了所述铝铬渣之外的其余原料在搅拌机中搅拌50秒，再加 入所述铝铬渣，继续搅拌60秒；
(2)向步骤(1)的混合物中加入所述混合物总重量的5.8％的水， 继续搅拌180秒使其均匀；即得本发明所述的钢包包底浇注料。
将得到的钢包包底浇注料在振动台上振动60秒成型，分别制成40mm ×40mm×160mm的长条状试样和70mm×70mm×70mm的立方体试样 (中心有小20mm×30mm的孔芯)，制备好的试样在室温下自然干燥24小 时，脱模后在110℃条件下保温24小时，然后进行测试。
将实施例1～4得到的钢包包底浇注料进行检测，其中：侵蚀指数是 指侵蚀指数指浇注料样块渣侵蚀面积占整个样块面积百分比，渗透指数是 指浇注料样块渣渗透长度占整个样块长度百分比，其检测数据如表1。
表1实施例1～4的检测数据
Figure BDA0002305110690000071
数据表明：与现有方案相比，本发明的钢包包底浇注料高温抗折强度、 侵蚀指数、渗透指数均与现有方案相当，但本发明能够大幅度降低包底浇 注料原料成本，产生经济效益。

Claims (9)

1.一种以铝铬渣为主料的钢包包底浇注料，其特征在于，采用包括以下质量分数的原料制成：铝铬渣：50%～60%，白刚玉：30%～40%，电熔镁砂：2%～8%，纯铝酸钙水泥：4%～10%，α-氧化铝微粉：2%～11%，三聚磷酸钠：0.06%～0.1%，金属铝粉：0.03%～0.1%，有机纤维：0.06%～0.3%；
所述铝铬渣为含有三氧化二铝≥80wt%、三氧化二铬≥10wt%的铝铬渣，其粒度分别为15～8mm、8～5mm、5～3mm和3～1mm，体积密度≥3.35g/cm3。
2.根据权利要求1所述的以铝铬渣为主料的钢包包底浇注料，其特征在于，所述白刚玉为含有三氧化二铝≥99.5wt%、三氧化二铁≤0.2wt%的白刚玉，其粒度分别为1～0mm、120～200目和200～325目，体积密度≥3.60g/cm3。
3.根据权利要求1所述的以铝铬渣为主料的钢包包底浇注料，其特征在于，所述电熔镁砂为含有氧化镁≥96.3wt%、氧化钙≤1.2wt%、二氧化硅≤1.4wt%的电熔镁砂，其粒度分别为1～0mm和120～200目。
4.根据权利要求1所述的以铝铬渣为主料的钢包包底浇注料，其特征在于，所述纯铝酸钙水泥按质量计含有三氧化二铝≥70%，其粒度为200～325目。
5.根据权利要求1所述的以铝铬渣为主料的钢包包底浇注料，其特征在于，所述α-氧化铝微粉按质量计含有三氧化二铝≥99%，其粒度为3微米和1微米。
6.根据权利要求1所述的以铝铬渣为主料的钢包包底浇注料，其特征在于，所述金属铝粉按质量计含有Al≥98%，其粒度为200～325目。
7.根据权利要求1所述的以铝铬渣为主料的钢包包底浇注料，其特征在于，所述有机纤维为聚丙烯纤维中的一种，其融化点≤120℃，长度为4mm。
8.根据权利要求1所述的以铝铬渣为主料的钢包包底浇注料，其特征在于，采用包括以下质量分数的原料制成：
粒度为15～8mm的铝铬渣11%～13%，粒度为8～5mm的铝铬渣12%～14%，粒度为5～3mm的铝铬渣13%～15%，粒度为3～1mm的铝铬渣15%～16%；粒度为1～0mm的白刚玉占7%～15%，粒度为120～200目的白刚玉占10%～15%，粒度为200～325目的白刚玉占5%～7%；粒度为1～0mm的电熔镁砂占1%～3%，粒度为120～200目的电熔镁砂占2%～4%；粒度为200～325目的纯铝酸钙水泥4%～8%；粒度为3微米的α-氧化铝微粉2%～5%，粒度为1微米的α-氧化铝微粉2%～5%；三聚磷酸钠0.06%～0.1%，金属铝粉0.03%～0.1%，有机纤维0.06%～0.3%。
9.一种如权利要求1～8任意一项所述的以铝铬渣为主料的钢包包底浇注料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将除了所述铝铬渣之外的其余原料在搅拌机中搅拌30秒以上，再加入所述铝铬渣，继续搅拌30秒以上；
（2）向步骤（1）的混合物中加入适量的水，所述的水的添加量为所述混合物总重量的5%～7%；继续搅拌120秒以上使其均匀；即得所述的钢包包底浇注料。
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