一種鋼包用剛玉-尖晶石澆注料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于剛玉-尖晶石澆注料技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種鋼包用剛玉-尖晶石澆注料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代煉鋼工業(yè)的發(fā)展，鋼包的冶煉條件日趨嚴(yán)酷，鋼包內(nèi)襯所用耐火材料的使用條件也越來越苛刻，傳統(tǒng)材質(zhì)的澆注料已無法滿足技術(shù)進(jìn)步的需求。所以，研制開發(fā)新型的高性能鋼包用澆注料勢在必行。剛玉-尖晶石澆注料是近幾年發(fā)展起來的新品種，由于其良好的高溫性能被廣泛應(yīng)用，先后在日本等國得到普及。隨著耐火材料的技術(shù)進(jìn)步及煉鋼工藝對耐火材料要求的提高，剛玉-尖晶石澆注料已被用于鋼包中使用條件苛刻的部位，如包底沖擊區(qū)、RH管、透氣磚系統(tǒng)等，實(shí)際應(yīng)用表明其具有良好的性能和高的使用壽命。
[0003]相比于其他材質(zhì)的耐火材料，剛玉-尖晶石澆注料已成為目前主流的鋼包內(nèi)襯材料，但是從鋼廠的實(shí)際應(yīng)用情況來看，仍存在以下缺陷。首先，在使用過程中Al2O3及MgO反應(yīng)生成的尖晶石雖能提高耐火材料的抗渣性能，但是難以分布均勻，導(dǎo)致鋼包內(nèi)襯材料局部受損嚴(yán)重；其次，原位生成尖晶石反應(yīng)過程中帶來較大的永久線膨脹，導(dǎo)致鋼包內(nèi)襯材料的抗剝落性能下降，內(nèi)襯材料在中后期嚴(yán)重開裂，導(dǎo)致大面積剝落。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在克服已有技術(shù)缺陷，目的是提供一種體積穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高、熱震穩(wěn)定性強(qiáng)、抗渣侵蝕性優(yōu)異的鋼包用剛玉-尖晶石澆注料及其制備方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:在20?40份質(zhì)量的基質(zhì)料中外加0.02-0.15份質(zhì)量的有機(jī)纖維、0.04-0.08份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸鈣、0.08-0.12份質(zhì)量的三聚磷酸鈉、0.03-0.06份質(zhì)量的六偏磷酸鈉和0.01-0.03份質(zhì)量的鋁粉，混勻，得到混合料；再向混合料中加入60?80份質(zhì)量的骨料，干混，然后外加4~6份質(zhì)量的水進(jìn)行攪拌，安裝模具，澆注振動(dòng)成型，在110~200°C條件下保溫12~48小時(shí)，脫模，即得鋼包用剛玉-尖晶石澆注料。
[0006]所述基質(zhì)料的成分及各成分占基質(zhì)料的百分含量是:電熔白剛玉細(xì)粉占30~48wt%，電熔鎂砂細(xì)粉占3~8wt%，粒徑D5。為5 μ m的α -Al 203微粉占5~15wt%，粒徑D 5。為3 μ m的a -Al2O3微粉占5~15wt%,粒徑D 5。為I μ m的α -Al 203微粉占5~15wt%,鋁凝膠粉占12?20wt%o
[0007]所述骨料為含鎂剛玉顆粒，含鎂剛玉顆粒的MgO含量為I?3wt% ;所述含鎂剛玉顆粒的顆粒級配是:其中粒徑為25mm?15mm的占O?5wt%，粒徑小于或等于1mm且大于5mm的占30?35wt%，粒徑小于或等于5mm且大于3mm的占20?25wt%，粒徑小于或等于3mm且大于Imm的占15?20wt%，粒徑小于或等于1_且大于0.088mm的占20?25wt%。
[0008]所述的電熔白剛玉細(xì)粉的Al2O3含量>99wt%，粒徑〈0.088mm。
[0009]所述電熔鎂砂細(xì)粉的MgO含量>97wt%，粒徑〈0.088mm。
[0010]所述 a -Al2O3微粉的 Al 203含量 >99wt%。
[0011 ] 所述鋁凝膠粉的Al2O3含量為60?80wt%，粒徑〈lum。
[0012]所述木質(zhì)素磺酸鈣的木質(zhì)素含量蘭55%，PH值為4.5-6.5，水份蘭9%。
[0013]所述鋁粉的Al含量>99wt%，粒徑〈0.088mm。
[0014]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果:
(I)本發(fā)明將MgO以含鎂剛玉的形式引入，一方面能減小原位生成尖晶石反應(yīng)過程中帶來的永久線膨脹，另一方面，能避免因原位反應(yīng)生成尖晶石而導(dǎo)致尖晶石分布不均勻的情況，故提高了材料的體積穩(wěn)定性和抗渣侵蝕性。
[0015](2)本發(fā)明引入含鎂剛玉顆粒，高溫下部分氧化鎂固溶到剛玉中，活化氧化鋁晶格，在使用過程中氧化鋁能夠更多地吸收氧化鈣，鎂鋁尖晶石能夠均衡長效地固溶渣中的Mn、Fe組分，從而降低熔渣粘度，減緩其侵蝕滲透的速度。
[0016](3)本發(fā)明采用三級粒徑搭配的a -Al2O3微粉，能實(shí)現(xiàn)基質(zhì)料中梯度原位反應(yīng)生成尖晶石，其大小分布合適，保證了基質(zhì)緊密化。
[0017](4)本發(fā)明制備的鋼包用剛玉尖晶石澆注料經(jīng)檢測:1500°C X3h燒后的常溫抗折強(qiáng)度為15~22MPa，耐壓強(qiáng)度為90~1 1MPa ;1100°C水冷五次后抗折強(qiáng)度保持率為21~27% ;1500°C靜態(tài)坩禍法抗渣實(shí)驗(yàn)侵蝕指數(shù)為10~15%，滲透指數(shù)為31~36%。
[0018]因此，本發(fā)明制備的鋼包用剛玉-尖晶石澆注料具有體積穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高、抗熱震性強(qiáng)和抗渣侵蝕性優(yōu)異的特點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，并非對其保護(hù)范圍的限制。
[0020]為避免重復(fù)，先將本【具體實(shí)施方式】所涉及的原料和外加劑的技術(shù)參數(shù)統(tǒng)一描述如下，實(shí)施例中不再贅述:
所述電熔白剛玉細(xì)粉的Al2O3含量>99wt%，粒徑〈0.088mm。
[0021]所述電熔鎂砂細(xì)粉的MgO含量>97wt%，粒徑〈0.088mm。
[0022]所述a -Al2O3微粉的 Al 203含量 >99wt%。
[0023]所述鋁凝膠粉的Al2O3含量為60?80wt%，粒徑〈lum。
[0024]所述木質(zhì)素磺酸鈣的木質(zhì)素含量蘭55%，PH值為4.5-6.5，水份蘭9%。
[0025]所述的鋁粉的Al含量>99wt%，粒徑〈0.088mm。
[0026]實(shí)施例1
一種鋼包用剛玉-尖晶石澆注料及其制備方法。在35?40份質(zhì)量的基質(zhì)料中外加0.02-0.15份質(zhì)量的有機(jī)纖維、0.04-份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸鈣、0.08-0.12份質(zhì)量的三聚磷酸鈉、0.03-0.06份質(zhì)量的六偏磷酸鈉和0.01-0.03份質(zhì)量的鋁粉，混勻，得到混合料；再向混合料中加入60?65份質(zhì)量的骨料，干混，然后外加5.5-6份質(zhì)量的水進(jìn)行攪拌，安裝模具，澆注振動(dòng)成型，在110~200°C條件下保溫12~48小時(shí)，脫模，即得鋼包用剛玉-尖晶石澆注料。
[0027]本實(shí)施例所述基質(zhì)料的成分及各成分占基質(zhì)料的百分含量是:電熔白剛玉細(xì)粉占30~48wt%，電熔鎂砂細(xì)粉占3~8wt%，粒徑D5。為5 μ m的α -Al 203微粉占5~15wt%，粒徑D 5。為3 μ m的a -Al2O3微粉占5~15wt%,粒徑D 5。為I μ m的α -Al 203微粉占5~15wt%,鋁凝膠粉占12?20wt%o
[0028]本實(shí)施例所述骨料為含鎂剛玉顆粒，含鎂剛玉顆粒的MgO含量為l~3wt% ;所述含鎂剛玉顆粒的顆粒級配是:其中粒徑為25mm~15mm的占0.5~5wt%，粒徑小于或等于1mm且大于5mm的占30~35wt%，粒徑小于或等于5mm且大于3mm的占20~25wt%，粒徑小于或等于3mm且大于1_的占15~20wt%，粒徑小于或等于1_且大于0.088mm的占20~25wt%。
[0029]本實(shí)施例所制備的鋼包用剛玉-尖晶石澆注料經(jīng)檢測:1500°C X3h燒后的常溫抗折強(qiáng)度為15~18MPa，耐壓強(qiáng)度為90~100MPa ; 1100°C水冷五次后抗折強(qiáng)度保持率為21~23% ;1500°C靜態(tài)坩禍法抗渣實(shí)驗(yàn)侵蝕指數(shù)為11~13%，滲透指數(shù)為33~35%。
[0030]實(shí)施例2
一種鋼包用剛玉-尖晶石澆注料及其制備方法。在30?35份質(zhì)量的基質(zhì)料中外加0.02-0.15份質(zhì)量的有機(jī)纖維、0.04-0.08份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸鈣、0.08-0.12份質(zhì)量的三聚磷酸鈉、0.03-0.06份質(zhì)量的六偏磷酸鈉和0.01-0.03份質(zhì)量的鋁粉，混勻，得到混合料；再向混合料中加入65?70份質(zhì)量的骨料，干混，然后外加4.5-5.0份質(zhì)量的水進(jìn)行攪拌，安裝模具，澆注振動(dòng)成型，在110~200°C條件下保溫12~48小時(shí)，脫模，即得鋼包用剛玉_尖晶石澆注料。
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