一種鋼包透氣磚及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種鋼包透氣磚及其制備方法。其技術方案是：以45～65wt%的微孔剛玉顆粒、5～15wt%的微孔鎂鋁尖晶石顆粒和5～10wt%的電熔致密剛玉顆粒為骨料；以5～13wt%的α-Al2O3微粉、2～6wt%的氧化鎂微粉、2～6wt%的鉻渣細粉、1～5wt%的氫氧化鋁微粉、1～5wt%的碳化物微粉為基質；以0.02～0.08wt%的有機纖維、0.1～0.5wt%的硝酸鈣、0.02～0.08wt%的鎂鋁合金和0.05～0.2wt%的聚羧酸減水劑為外加劑。制備方法是：按含量將外加劑和基質混勻，將骨料加入強制式攪拌機中，再加入粉料混勻，外加4～6wt%的水攪拌，澆注成型，室溫養護，110～200℃保溫12～48小時，脫模，1500～1700℃燒成。該制品強度高、熱震穩定性好、耐沖刷、抗渣性能優異，使用壽命長。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于鋼包耐火材料
。具體涉及。
技術介紹
隨著特殊鋼冶金技術及爐外精煉工藝的發展，通過鋼包透氣磚向鋼液中吹入氬氣等惰性氣體，充分攪拌鋼水，以快速、均勻地熔化添加存鋼水中的各種材料，達到去除有害雜質和提高鋼水潔凈度的目的。透氣磚作為這一工藝中的關鍵功能耐火材料，其使用性能對精煉工藝的順利實施，保證鋼的質量以及產量相當重要，對其壽命、吹氣成功率、透氣量要求較高。然而，隨著潔凈鋼和高品質鋼需求的不斷增長，爐外精煉比例增大，時間延長，透氣磚所承受的工作負荷加大，使用條件也日趨苛刻。多數情況下透氣磚由于鋼或渣的滲透、縱橫向斷裂等原因，吹開率降低，使用壽命縮短，目前其已成為限制鋼包壽命提高和低成本運行的瓶頸因素。長期以來，國內外在透氣磚材質、結合系統、透氣方式、吹氣參數等與其使用性能及精煉效果方面，進行了大量研究與實踐，取得了一定的良好實際效果。Yung Chaoko等通過在電熔剛玉中 添加莫來石燒成剛玉-莫來石透氣磚(Yung Chaok0.1nfluence of thecharacteristics of spinel of the slag resistance of Al2O3-MgO and Al2O3-Spinelcastables[J].J.American Ceramic Society, 2000, 83(9): 2333-2335),改善了透氣磚使用中的抗剝落性能和高溫性能以及熱震穩定性，但該種透氣磚易被渣滲透。永井等通過在剛玉質透氣磚的基質中引入二氧化鈦和氧化鋁微粉提高了透氣磚的透氣度(Egashira, Hiroaki, Aramaki, et al.Development of Long-life Slit Plug Materialfor Steel Ladle.UNITECR’99 Congress, 1999: 308-311)，但降低了強度和抗侵蝕性能。而后，眾多專家學者在剛玉材料的基質中再進一步添加氧化鎂，雖提高了透氣磚的熱震穩定性和抗侵蝕性能，但材料的體積穩定性及其他高溫性能受到一定影響。薛文輝還研制了 Sialon結合剛玉透氣磚(薛文東.精煉鋼包用供氣元件的材質、孔型設計及應用的研究[D],北京:北京科技大學，2003.)，但使用中抗燒氧清理能力差，所以沒有推廣使用。
技術實現思路
本專利技術旨在克服已有技術缺陷，目的是提供一種強度高、使用壽命長、熱震穩定性好、耐沖刷、抗鋼渣的滲透性優良和抗鋼渣的侵蝕性優異的鋼包透氣磚及其制備方法。為實現上述任務，本專利技術所采用的技術方案是: 一、所述鋼包透氣磚的原料及其含量是: 微孔剛玉顆粒45~65wt% ； 微孔鎂鋁尖晶石顆粒5~15wt% ； 電熔致密剛玉顆粒5~10wt% ； a -Al2O3 微粉5~13wt% ； 氧化鎂微粉2飛wt% ；鉻渣細粉2~6wt% ； 氫氧化鋁微粉f 5wt% ； 碳化物微粉I~5wt%。以下為外加劑及其含量；外加劑的含量為所述外加劑占上述原料總質量的百分量: 有機纖維0.02~0.08wt% ； 硝酸鈣(λ 0.5wt% ； 鎂鋁合金0.02~0.08wt% ； 聚羧酸減水劑0.05~0.2wt%。二、所述鋼包透氣磚的制備方法是: 根據所述鋼包透氣磚 的原料及其含量和外加劑及其含量，按下述步驟進行: 步驟一、將a -Al2O3微 粉、氧化鎂微粉、鉻渣細粉、氫氧化鋁微粉、碳化物微粉、有機纖維、硝酸鈣、鎂鋁合金和聚羧酸減水劑混合均勻，制成預混料。步驟二、先將微孔剛玉顆粒、微孔鎂鋁尖晶石顆粒和電熔致密剛玉顆粒在強制式攪拌機中混勻，再將步驟一所制預混料加入強制式攪拌機中，攪拌3飛分鐘，然后加入原料46wt%的水進行攪拌，澆注，振動成型。步驟三、將成型后坯體在室溫下養護12~36小時，然后在11(T20(TC條件下保溫12~48小時，脫模。步驟四、將脫模后的坯體在150(Tl70(rC條件下保溫2.5^3.5小時，制得鋼包透氣磚。所述的微孔剛玉顆粒的顯氣孔率≤ 15%，閉口氣孔率> 10%，平均孔徑≤I μ m ;微孔剛玉顆粒的粒徑為6~0.088mm。所述的微孔鎂鋁尖晶石顆粒的Al2O3含量為8(T90wt%，平均孔徑< 1.5 μ m ;微孔鎂招尖晶石顆粒的粒徑為I 0.088mm。所述的電熔致密剛玉顆粒的Al2O3含量>99wt%，顯氣孔率< 5% ；電熔致密剛玉顆粒的粒徑為3~0.088mm。所述的a -Al2O3微粉的Al2O3含量>99wt%，粒徑D5tl為2~4 μ m。所述的氧化鎂微粉的MgO含量>80wt%，粒徑D5tl為3飛μ m。所述的氫氧化鋁微粉的Al (OH) 3含量>98wt%，粒徑D5tl為4~6 μ m。所述的鉻渣細粉的粒徑〈0.045mm。所述的碳化物微粉為碳化鋁、碳化硅、碳化硼和碳化鉻中的一種以上，碳化物微粉的粒徑〈0.045mm。所述的鎂鋁合金的Al含量為8~10wt%，粒徑〈0.045mm。由于采用上述技術方案，本專利技術與現有技術相比具有如下積極效果: 本專利技術對工業廢渣鉻渣進行回收利用，采用鎂鋁合金與水的反應及氫氧化鋁的原位分解，在高溫下形成微通道網絡，結合碳化物和硝酸鈣實現鉻渣中Cr6+的高溫原位反應解毒，并形成微小均勻分布的鐵鋁尖晶石、鎂鉻尖晶石、鎂鋁尖晶石和鋁鉻固溶體共存的復合結合及基質體系，能很好地抵抗低粘度和高侵蝕性鋼渣，且熱震穩定性優異；在使用時，貫通微通道網絡具有合適的黏性和慣性阻力，不易滲渣，且主要由狹縫逸出的惰性氣體，根據狹縫的阻力變化情況，特別是狹縫開始少量堵塞，部分會進入微通道網絡，降低透氣磚自身溫差和氣固界面溫度梯度，同時狹縫堵塞處溫度短時間增加而排堵，也利于熱應力的釋放。本專利技術所制備的鋼包透氣磚經檢測:抗折強度為25~35MPa;耐壓強度為130~185MPa ;水冷熱震>46次；使用壽命>28次。因此，本專利技術所制備的鋼包透氣磚具有強度高、使用壽命長、熱震穩定性好、耐沖刷、抗鋼渣的滲透性優良和抗鋼渣的侵蝕性優異的特點。【具體實施方式】下面結合【具體實施方式】對本專利技術作進一步的描述，并非對其保護范圍的限制。為避免重復，先將本【具體實施方式】所涉及的原料和外加劑的技術參數統一描述如下，實施例中不再贅述: 所述的微孔剛玉顆粒的顯氣孔率≤15%，閉口氣孔率> 10%，平均孔徑≤Iym;微孔剛玉顆粒的粒徑為6~0.088mm。所述的微孔 鎂鋁尖晶石顆粒的Al2O3含量為8(T90wt%，平均孔徑< 1.5 μ m ;微孔鎂招尖晶石顆粒的粒徑為I 0.088mm。所述的電熔致密剛玉顆粒的Al2O3含量>99wt%，顯氣孔率< 5% ；電熔致密剛玉顆粒的粒徑為3~0.088mm。所述的a -Al2O3微粉的Al2O3含量>99wt%，粒徑D5tl為2~4 μ m。所述的氧化鎂微粉的MgO含量>80wt%，粒徑D5tl為3~5 μ m。所述的氫氧化鋁微粉的Al (OH) 3含量>98wt%，粒徑D5tl為4~6 μ m。所述的鉻渣細粉的粒徑〈0.045mm。碳化招、碳化娃、碳化硼和碳化鉻的粒徑〈0.045_。所述的鎂鋁本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋼包透氣磚的制備方法，其特征在于所述鋼包透氣磚的原料及其含量是：微孔剛玉顆粒?????????????????????????????45~65wt%，微孔鎂鋁尖晶石顆粒???????????????????????5~15wt%，電熔致密剛玉顆粒?????????????????????????5~10wt%，α?Al2O3微粉??????????????????????????????5~13wt%，氧化鎂微粉???????????????????????????????2~6wt%，鉻渣細粉?????????????????????????????????2~6wt%，氫氧化鋁微粉?????????????????????????????1~5wt%，碳化物微粉???????????????????????????????1~5wt%；以下為外加劑及其含量，外加劑的含量為所述外加劑占上述原料總質量的百分量：有機纖維?????????????????????????????????0.02~0.08wt%，硝酸鈣???????????????????????????????????0.1~0.5wt%，鎂鋁合金?????????????????????????????????0.02~0.08wt%，聚羧酸減水劑?????????????????????????????0.05~0.2wt%；所述鋼包透氣磚的制備方法是根據所述鋼包透氣磚的原料及其含量和外加劑及其含量，按下述步驟進行：步驟一、將α?Al2O3微粉、氧化鎂微粉、鉻渣細粉、氫氧化鋁微粉、碳化物微粉、有機纖維、硝酸鈣、鎂鋁合金和聚羧酸減水劑混合均勻，制成預混料；步驟二、先將微孔剛玉顆粒、微孔鎂鋁尖晶石顆粒和電熔致密剛玉顆粒在強制式攪拌機中混勻，再將步驟一所制預混料加入強制式攪拌機中，攪拌3~5分鐘，然后加入原料4~6wt%的水進行攪拌，澆注，振動成型；步驟三、將成型后坯體在室溫下養護12~36小時，然后在110~200℃條件下保溫12~48小時，脫模；步驟四、將脫模后的坯體在1500~1700℃條件下保溫2.5~3.5小時，制得鋼包透氣磚。...

【技術特征摘要】
1.一種鋼包透氣磚的制備方法，其特征在于所述鋼包透氣磚的原料及其含量是: 微孔剛玉顆粒45~65wt%， 微孔鎂鋁尖晶石顆粒5~15wt%， 電熔致密剛玉顆粒5~10wt%， a -Al2O3 微粉5~13wt%， 氧化鎂微粉2~6wt%， 鉻渣細粉2~6wt%， 氫氧化鋁微粉1~5wt%， 碳化物微粉1- 5wt% ； 以下為外加劑及其含量，外加劑的含量為所述外加劑占上述原料總質量的百分量: 有機纖維0.02~0.08wt%, 硝酸鈣0.1-0.5wt%, 鎂鋁合金0.02~0.08wt%, 聚羧酸減水劑0.05^0.2wt% ； 所述鋼包透氣磚的制備方法是根據所述鋼包透氣磚的原料及其含量和外加劑及其含量，按下述步驟進行: 步驟一、將a -Al2O3微粉、氧化鎂微粉、鉻渣細粉、氫氧化鋁微粉、碳化物微粉、有機纖維、硝酸鈣、鎂鋁合金和聚羧酸減水劑混合均勻，制成預混料； 步驟二、先將微孔剛玉顆粒、微孔鎂鋁尖晶石顆粒和電熔致密剛玉顆粒在強制式攪拌機中混勻，再將步驟一所制預混料加入強制式攪拌機中，攪拌3飛分鐘，然后加入原料46wt%的水進行攪拌，澆注，振動成型； 步驟三、將成型后坯體在室溫下養護12~36小時，然后在11(T200°C條件下保溫12~48小時，脫模; 步驟四、將脫模后的坯體在150(Tl700°C條件下保溫2.5^3.5小時，制得鋼包透氣磚。2.根據權利要求1所述的鋼包透氣磚的制備方法，其特征在于所述的微孔剛玉顆粒的顯氣孔率≤15%,閉口氣孔率≥10%，平均孔徑≤I μ m ;微孔剛玉顆...

【專利技術屬性】
技術研發人員：顧華志，黃奧，付綠平，劉星，熊明繼，郭城城，
申請(專利權)人：武漢科技大學，武漢如星科技有限公司，
類型：發明
國別省市：湖北;42