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耐火材料行业知识

一种钢包用刚玉-尖晶石浇注料及其制备方法

  专利名称:一种钢包用刚玉?尖晶石浇注料及其制备方法公开号:CN105060908A
  当前权利人:武汉科技大学
  技术领域
  本发明属于刚玉-尖晶石浇注料技术领域。具体涉及一种钢包用刚玉-尖晶石浇注 料及其制备方法。
  背景技术
  随着现代炼钢工业的发展,钢包的冶炼条件日趋严酷,钢包内衬所用耐火材料的 使用条件也越来越苛刻,传统材质的浇注料已无法满足技术进步的需求。所以,研制开发新 型的高性能钢包用浇注料势在必行。刚玉-尖晶石浇注料是近几年发展起来的新品种,由于 其良好的高温性能被广泛应用,先后在日本等国得到普及。随着耐火材料的技术进步及炼 钢工艺对耐火材料要求的提高,刚玉-尖晶石浇注料已被用于钢包中使用条件苛刻的部位, 如包底冲击区、RH管、透气砖系统等,实际应用表明其具有良好的性能和高的使用寿命。
  相比于其他材质的耐火材料,刚玉-尖晶石浇注料已成为目前主流的钢包内衬材 料,但是从钢厂的实际应用情况来看,仍存在以下缺陷。首先,在使用过程中Al2O3及MgO反应 生成的尖晶石虽能提高耐火材料的抗渣性能,但是难以分布均匀,导致钢包内衬材料局部 受损严重;其次,原位生成尖晶石反应过程中带来较大的永久线膨胀,导致钢包内衬材料的 抗剥落性能下降,内衬材料在中后期严重开裂,导致大面积剥落。
  发明内容
  本发明旨在克服已有技术缺陷,目的是提供一种体积稳定性好、强度高、热震稳定 性强、抗渣侵蚀性优异的钢包用刚玉-尖晶石浇注料及其制备方法。
  为实现上述任务,本发明所采用的技术方案是:在20~40份质量的基质料中外加 0.02~0.15份质量的有机纤维、0.04~0.08份质量的木质素磺酸钙、0.08~0.12份质量的三聚 磷酸钠、0.03~0.06份质量的六偏磷酸钠和0.01~0.03份质量的铝粉,混匀,得到混合料;再 向混合料中加入60~80份质量的骨料,干混,然后外加4~6份质量的水进行搅拌,安装模具, 浇注振动成型,在110~200℃条件下保温12~48小时,脱模,即得钢包用刚玉-尖晶石浇注料。
  所述基质料的成分及各成分占基质料的百分含量是:电熔白刚玉细粉占30~ 48wt%,电熔镁砂细粉占3~8wt%,粒径D50为5μm的α-Al2O3微粉占5~15wt%,粒径D50为3μm的α- Al2O3微粉占5~15wt%,粒径D50为1μm的α-Al2O3微粉占5~15wt%,铝凝胶粉占12~20wt%。
  所述骨料为含镁刚玉颗粒,含镁刚玉颗粒的MgO含量为1~3wt%;所述含镁刚玉颗粒 的颗粒级配是:其中粒径为25mm~15mm的占0~5wt%,粒径小于或等于10mm且大于5mm的占30~ 35wt%,粒径小于或等于5mm且大于3mm的占20~25wt%,粒径小于或等于3mm且大于1mm的占15 ~20wt%,粒径小于或等于1mm且大于0.088mm的占20~25wt%。
  所述的电熔白刚玉细粉的Al2O3含量>99wt%,粒径<0.088mm。
  所述电熔镁砂细粉的MgO含量>97wt%,粒径<0.088mm。
  所述α-Al2O3微粉的Al2O3含量>99wt%。
  所述铝凝胶粉的Al2O3含量为60~80wt%,粒径<1um。
  所述木质素磺酸钙的木质素含量≧55%,PH值为4.5~6.5,水份≦9%。
  所述铝粉的Al含量>99wt%,粒径<0.088mm。
  由于采用上述技术方案,本发明与现有技术相比具有如下积极效果:
  (1)本发明将MgO以含镁刚玉的形式引入,一方面能减小原位生成尖晶石反应过程 中带来的永久线膨胀,另一方面,能避免因原位反应生成尖晶石而导致尖晶石分布不均匀 的情况,故提高了材料的体积稳定性和抗渣侵蚀性。
  (2)本发明引入含镁刚玉颗粒,高温下部分氧化镁固溶到刚玉中,活化氧化铝晶 格,在使用过程中氧化铝能够更多地吸收氧化钙,镁铝尖晶石能够均衡长效地固溶渣中的 Mn、Fe组分,从而降低熔渣粘度,减缓其侵蚀渗透的速度。
  (3)本发明采用三级粒径搭配的α-Al2O3微粉,能实现基质料中梯度原位反应生成 尖晶石,其大小分布合适,保证了基质紧密化。
  (4)本发明制备的钢包用刚玉尖晶石浇注料经检测:1500℃×3h烧后的常温抗折 强度为15~22MPa,耐压强度为90~110MPa;1100℃水冷五次后抗折强度保持率为21~27%; 1500℃静态坩埚法抗渣实验侵蚀指数为10~15%,渗透指数为31~36%。
  因此,本发明制备的钢包用刚玉-尖晶石浇注料具有体积稳定性好、强度高、抗热 震性强和抗渣侵蚀性优异的特点。


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