CN114292095A

CN114292095A - 一种适用于多种钢铁冶炼的低碳刚玉尖晶石冲击砖制备方法

Info

Publication number: CN114292095A
Application number: CN202210029062.XA
Authority: CN
Inventors: 李自刚; 李志强; 李济华; 彭从华; 李安刚
Original assignee: Henan Zhulin Qingzhou Refractory Material Co ltd
Current assignee: Henan Zhulin Qingzhou Refractory Material Co ltd
Priority date: 2022-01-11
Filing date: 2022-01-11
Publication date: 2022-04-08

Abstract

本发明提供一种适用于多种钢铁冶炼的低碳刚玉尖晶石冲击砖制备方法。所述适用于多种钢铁冶炼的低碳刚玉尖晶石冲击砖制备方法包括以下步骤：S1、原料：(1).主原料：棕刚玉、电熔白刚玉、电熔镁砂和结合剂；(2).副原料：刚玉粉、电熔尖晶石粉和活性氧化铝(Al₂O₃)；S2、制作工序：(1).将上述S1中准备的原料棕刚玉、电熔白刚玉和电熔镁砂结合混炼均匀得到混合骨料；(2).将上述S1中准备的结合剂加入上述(1)中，混炼3‑5min。本发明提供的适用于多种钢铁冶炼的低碳刚玉尖晶石冲击砖制备方法具有用碳较少，比较节省资源，且可以降低低钢包外壳的温度和加强隔热保温效果的优点。

Description

一种适用于多种钢铁冶炼的低碳刚玉尖晶石冲击砖制备方法

技术领域

本发明属于刚玉尖晶石冲击砖技术领域，尤其涉及一种适用于多种钢铁冶炼的低碳刚玉尖晶石冲击砖制备方法。

背景技术

冲击砖是一种优质耐火材料,由于该种含碳耐火制品具有耐火度高、抗渣侵性能好、耐热震性强及高温蠕变小等优点,在炼钢电炉、转炉及精炼炉上广泛得到应用,并促使炉衬寿命大幅度提高，因而被全世界许多国家迅速推广应用，含碳制品具有良好的抗炉渣渗透和侵蚀性能,因此目前精炼钢包多采用不同档次的不烧冲击砖及冲击砖，然而,含碳制品存在对钢水增碳的问题,以及因导热率而导致的钢包中钢水温降快、钢包外壳温度高等问题,迫切需要对钢无污染且高强度、长寿命的优质材料，因此无碳钢包内衬材料正受到冶炼优质合金钢企业的青睐，相关技术中，公开了一种常温固化的镁碳砖的制备，属于耐火材料技术领域。其制备过程为：取镁砂、碳素、酚醛树脂结合剂和轻烧白云石粉混得到混和泥料；如果使用倾斜式逆流混合机混炼，可以省去预混炼工序，把所需物料直接放入其中混炼，得到混合泥料。将所得混合泥料放入压机模具中加压成型，得到成型的镁碳砖；将成型的镁碳砖在室温下保存2-4天后即得镁碳砖。由于减少了烘烤工序，镁碳砖可以节约烘烤所需的能源按标准煤计为80～120公斤/吨。所得的镁碳砖中氧化钙含量高，有一定的高温蠕变性，和普通的镁碳砖相比抗剥落性较好，若用作冶炼不锈钢的炉衬材料可以延长使用寿命，净化钢水。

但是，上述结构中还存在不足之处，通过上述方法来制备冲击砖时，用碳较多，比较浪费资源，且低钢包外壳温度较高，隔热保温效果较差。

因此，有必要提供一种新的适用于多种钢铁冶炼的低碳刚玉尖晶石冲击砖制备方法解决上述技术问题

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种使用方便，能够简单有效的对纺织面料进行切割，避免切割期间拉动纺织面料上的丝线，操作起来简单便捷的适用于多种钢铁冶炼的低碳刚玉尖晶石冲击砖制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的适用于多种钢铁冶炼的低碳刚玉尖晶石冲击砖制备方法包括以下步骤：

S1、原料：

(1).主原料：棕刚玉、电熔白刚玉、电熔镁砂和结合剂；

(2).副原料：刚玉粉、电熔尖晶石粉和活性氧化铝(Al₂O₃)；

S2、制作工序：

(1).将上述S1中准备的原料棕刚玉、电熔白刚玉和电熔镁砂结合混炼均匀得到混合骨料；

(2).将上述S1中准备的结合剂加入上述(1)中，混炼3-5min；

(3).将上述S1中准备的刚玉粉、电熔尖晶石粉和活性氧化铝结合混炼均匀得到活性复合尖晶石微粉，并将得到的活性复合尖晶石微粉加入到上述(2)中，继续混炼16-18min，然后出料；

(4).将上述(3)中出料的物品放置到摩擦压力成型机内进行成型处理，致使得到低碳刚玉尖晶石冲击砖；

(5).将上述(4)中得到的低碳刚玉尖晶石冲击砖放置到阴凉处，自然干燥24h；

(6).将上述(5)中自然干燥好的低碳刚玉尖晶石冲击砖放置到烘干箱内进行烘干，烘干温度为200℃，时间为12h；

(7).将上述(6)中烘干好的低碳刚玉尖晶石冲击砖放置到烘干箱内继续烘干，烘干温度为1000℃，时间为3h；

(8).将上述(7)中烘干好的低碳刚玉尖晶石冲击砖放置到烘干箱内继续烘干，烘干温度为1600℃，时间为3h，致使得到完成的低碳刚玉尖晶石冲击砖。

作为本发明的进一步方案，所述结合剂为SiO₂(二氧化硅)微粉和卤水。

作为本发明的进一步方案，所述棕刚玉的粒度为≤5mm，所述棕刚玉占比为50％，所述电熔白刚玉粒度为≤3mm，所述刚玉粉粒度为≤0.044mm，其中所述电熔白刚玉和刚玉粉的占比为25％。

作为本发明的进一步方案，所述电熔镁砂的粒度为≤2mm，所述占比为4％，所述活性复合尖晶石微粉占比为20％，所述结合剂的占比为1％。

与相关技术相比较，本发明提供的适用于多种钢铁冶炼的低碳刚玉尖晶石冲击砖制备方法具有如下有益效果：

本发明提供一种适用于多种钢铁冶炼的低碳刚玉尖晶石冲击砖制备方法：

1、通过加人一定量的粗颗粒镁砂对避免大量、快速生成尖晶石，减少反应膨胀有利，从而有利于避免不烧钢包砖在高温使用中产生的龟裂和剥落；

2、通过加入质量分数大于4％以后,烧后线膨胀增加明显，对低碳刚玉尖晶石冲击砖而言,烧后线收缩过大，则砖缝太大，会产生钻钢现象，而烧后膨胀过大，则应力较大，易引起结构剥落；

3、复合微粉加入质量分数为15％和20％时,因此低碳刚玉尖晶石冲击砖的抗热震性较好，这是因为，在高温下基质中所生成的连续的尖晶石相充填于颗粒之间，在复合微粉加入量适量时，生成适量的尖晶石相，产生适量的微裂纹，可以有效地缓冲热应力，从而改善材料的抗热震性能。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的镁砂烧后示意图；

图2为本发明的物理性能示意图。

具体实施方式

请结合参阅图1和图2，其中，图1为本发明的镁砂烧后示意图；

图2为本发明的物理性能示意图。适用于多种钢铁冶炼的低碳刚玉尖晶石冲击砖制备方法包括以下步骤：

S1、原料：

(1).主原料：棕刚玉、电熔白刚玉、电熔镁砂和结合剂；

(2).副原料：刚玉粉、电熔尖晶石粉和活性氧化铝(Al₂O₃)；

S2、制作工序：

(2).将上述S1中准备的结合剂加入上述(1)中，混炼3-5min；

所述结合剂为SiO₂(二氧化硅)微粉和卤水。

所述棕刚玉的粒度为≤5mm，所述棕刚玉占比为50％，所述电熔白刚玉粒度为≤3mm，所述刚玉粉粒度为≤0.044mm，其中所述电熔白刚玉和刚玉粉的占比为25％。

所述电熔镁砂的粒度为≤2mm，所述占比为4％，所述活性复合尖晶石微粉占比为20％，所述结合剂的占比为1％。

因为镁砂粒度越细与Al₂O₃形成尖晶石的反应速度则越快,反之越慢,同时,增大镁砂的临界粒度,渣在材料中的渗透深度增大，蚀损量逐渐减少,因此,加人一定量的粗颗粒镁砂对避免大量、快速生成尖晶石，减少反应膨胀有利，从而有利于避免不烧钢包砖在高温使用中产生的龟裂和剥落,所以为了避免低碳刚玉尖晶石冲击砖在使用过程中剧烈膨胀和后期过烧结,镁砂采用颗粒和细粉配合的方式；

如图1所示，在活性复合尖晶石微粉加入量不变的情况下，加人不同量电熔镁砂的低碳刚玉尖晶石冲击砖在1600℃和3h烧后的线变化率，由图1可以看出,镁砂加入质量分数为3％时，低碳刚玉尖晶石冲击砖中产生了轻微的膨胀,加入质量分数大于4％以后,烧后线膨胀增加明显，对低碳刚玉尖晶石冲击砖而言,烧后线收缩过大，则砖缝太大，会产生钻钢现象，而烧后膨胀过大，则应力较大，易引起结构剥落，因此,镁砂加入质量分数应为4％；

在复合微粉加入质量分数≤20％时,可使试样的抗热震性能得以改善,但加入质量分数加入质量分数为25％时,试样的抗热震性能又明显变差，复合微粉加入质量分数为15％和20％时,因此低碳刚玉尖晶石冲击砖的抗热震性较好，这是因为，在高温下基质中所生成的连续的尖晶石相充填于颗粒之间，在复合微粉加入量适量时，生成适量的尖晶石相，产生适量的微裂纹，可以有效地缓冲热应力，从而改善材料的抗热震性能，但复合微粉加入量过多时，高温下产生的原位尖晶石过多,伴随的体积膨胀也较大,造成基质结构疏松,使基质结合强度下降,导致材料的抗热震性能降低，因此,低碳刚玉尖晶石冲击砖微粉的适宜加入质量分数为20％；

从图2中可以看到，低碳刚玉尖晶石冲击砖在1000℃处理后呈微膨胀，且强度较高，说明镁砂在1000℃下就开始与Al₂O₃反应生成尖晶石,增大了基质结合强度,有利于抵抗热应力引起的热剥落，1600℃处理后,低碳刚玉尖晶石冲击砖的显气孔率降低，说明砖中形成了致密均匀的结构，这有利于提高其抗渣渗透性，减少结构剥落。

本发明提供一种适用于多种钢铁冶炼的低碳刚玉尖晶石冲击砖制备方法，通过加人一定量的粗颗粒镁砂对避免大量、快速生成尖晶石，减少反应膨胀有利，从而有利于避免不烧钢包砖在高温使用中产生的龟裂和剥落；

加入质量分数大于4％以后,烧后线膨胀增加明显，对低碳刚玉尖晶石冲击砖而言,烧后线收缩过大，则砖缝太大，会产生钻钢现象，而烧后膨胀过大，则应力较大，易引起结构剥落；

复合微粉加入质量分数为15％和20％时,因此低碳刚玉尖晶石冲击砖的抗热震性较好，这是因为，在高温下基质中所生成的连续的尖晶石相充填于颗粒之间，在复合微粉加入量适量时，生成适量的尖晶石相，产生适量的微裂纹，可以有效地缓冲热应力，从而改善材料的抗热震性能。

Claims

1.一种适用于多种钢铁冶炼的低碳刚玉尖晶石冲击砖制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、原料：

(1).主原料：棕刚玉、电熔白刚玉、电熔镁砂和结合剂；

(2).副原料：刚玉粉、电熔尖晶石粉和活性氧化铝(Al₂O₃)、活性复合尖晶石微粉；

S2、制作工序：

(2).将上述S1中准备的结合剂加入上述(1)中，混炼3-5min；

2.根据权利要求1所述的适用于多种钢铁冶炼的低碳刚玉尖晶石冲击砖制备方法，其特征在于，所述结合剂为SiO₂(二氧化硅)微粉和卤水。

3.根据权利要求1所述的适用于多种钢铁冶炼的低碳刚玉尖晶石冲击砖制备方法，其特征在于，所述棕刚玉的粒度为≤5mm，所述棕刚玉占比为50％，所述电熔白刚玉粒度为≤3mm，所述刚玉粉粒度为≤0.044mm，其中所述电熔白刚玉和刚玉粉的占比为25％。

4.根据权利要求1所述的适用于多种钢铁冶炼的低碳刚玉尖晶石冲击砖制备方法，其特征在于，所述电熔镁砂的粒度为≤2mm，所述占比为4％，所述活性复合尖晶石微粉占比为20％，所述结合剂的占比为1％。