一種鋼包用剛玉-尖晶石澆注料及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種鋼包用剛玉-尖晶石澆注料及其制備方法。其技術方案是：在20～40份質量的基質料中外加0.02~0.15份質量的有機纖維、0.04~0.08份質量的木質素磺酸鈣、0.08~0.12份質量的三聚磷酸鈉、0.03~0.06份質量的六偏磷酸鈉和0.01~0.03份質量的鋁粉，混勻；再加入60～80份質量的含鎂剛玉顆粒，干混，然后外加4~6份質量的水進行攪拌，安裝模具，澆注振動成型，在110~200℃條件下保溫12~48小時，脫模，即得鋼包用剛玉-尖晶石澆注料。所述基質料的成分是：粒徑D50分別為5μm、3μm和1μm的α-Al2O3微粉；電熔白剛玉細粉；電熔鎂砂細粉；鋁凝膠粉。本發明專利技術制備的澆注料具有體積穩定性好、強度高、抗熱震性強和抗渣侵蝕性優異的特點。

【技術實現步驟摘要】
一種鋼包用剛玉-尖晶石澆注料及其制備方法
本專利技術屬于剛玉-尖晶石澆注料
具體涉及一種鋼包用剛玉-尖晶石澆注料及其制備方法。
技術介紹
隨著現代煉鋼工業的發展，鋼包的冶煉條件日趨嚴酷，鋼包內襯所用耐火材料的使用條件也越來越苛刻，傳統材質的澆注料已無法滿足技術進步的需求。所以，研制開發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展起來的新品種，由于其良好的高溫性能被廣泛應用，先后在日本等國得到普及。隨著耐火材料的技術進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、RH管、透氣磚系統等，實際應用表明其具有良好的性能和高的使用壽命。相比于其他材質的耐火材料，剛玉-尖晶石澆注料已成為目前主流的鋼包內襯材料，但是從鋼廠的實際應用情況來看，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，導致鋼包內襯材料局部受損嚴重；其次，原位生成尖晶石反應過程中帶來較大的永久線膨脹，導致鋼包內襯材料的抗剝落性能下降，內襯材料在中后期嚴重開裂，導致大面積剝落。
技術實現思路
本專利技術旨在克服已有技術缺陷，目的是提供一種體積穩定性好、強度高、熱震穩定性強、抗渣侵蝕性優異的鋼包用剛玉-尖晶石澆注料及其制備方法。為實現上述任務，本專利技術所采用的技術方案是：在20～40份質量的基質料中外加0.02~0.15份質量的有機纖維、0.04~0.08份質量的木質素磺酸鈣、0.08~0.12份質量的三聚磷酸鈉、0.03~0.06份質量的六偏磷酸鈉和0.01~0.03份質量的鋁粉，混勻，得到混合料；再向混合料中加入60～80份質量的骨料，干混，然后外加4~6份質量的水進行攪拌，安裝模具，澆注振動成型，在110~200℃條件下保溫12~48小時，脫模，即得鋼包用剛玉-尖晶石澆注料。所述基質料的成分及各成分占基質料的百分含量是：電熔白剛玉細粉占30~48wt%，電熔鎂砂細粉占3~8wt%，粒徑D50為5μm的α-Al2O3微粉占5~15wt%，粒徑D50為3μm的α-Al2O3微粉占5~15wt%，粒徑D50為1μm的α-Al2O3微粉占5~15wt%，鋁凝膠粉占12~20wt%。所述骨料為含鎂剛玉顆粒，含鎂剛玉顆粒的MgO含量為1~3wt%；所述含鎂剛玉顆粒的顆粒級配是：其中粒徑為25mm~15mm的占0~5wt%，粒徑小于或等于10mm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1mm的占15~20wt%，粒徑小于或等于1mm且大于0.088mm的占20~25wt%。所述的電熔白剛玉細粉的Al2O3含量>99wt%，粒徑<0.088mm。所述電熔鎂砂細粉的MgO含量>97wt%，粒徑<0.088mm。所述α-Al2O3微粉的Al2O3含量>99wt%。所述鋁凝膠粉的Al2O3含量為60～80wt%，粒徑<1um。所述木質素磺酸鈣的木質素含量≧55%，PH值為4.5~6.5，水份≦9%。所述鋁粉的Al含量>99wt%，粒徑<0.088mm。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：（1）本專利技術將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過程中帶來的永久線膨脹，另一方面，能避免因原位反應生成尖晶石而導致尖晶石分布不均勻的情況，故提高了材料的體積穩定性和抗渣侵蝕性。（2）本專利技術引入含鎂剛玉顆粒，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。（3）本專利技術采用三級粒徑搭配的α-Al2O3微粉，能實現基質料中梯度原位反應生成尖晶石，其大小分布合適，保證了基質緊密化。（4）本專利技術制備的鋼包用剛玉尖晶石澆注料經檢測：1500℃×3h燒后的常溫抗折強度為15~22MPa，耐壓強度為90~110MPa；1100℃水冷五次后抗折強度保持率為21~27%；1500℃靜態坩堝法抗渣實驗侵蝕指數為10~15%，滲透指數為31~36%。因此，本專利技術制備的鋼包用剛玉-尖晶石澆注料具有體積穩定性好、強度高、抗熱震性強和抗渣侵蝕性優異的特點。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：所述電熔白剛玉細粉的Al2O3含量>99wt%，粒徑<0.088mm。所述電熔鎂砂細粉的MgO含量>97wt%，粒徑<0.088mm。所述α-Al2O3微粉的Al2O3含量>99wt%。所述鋁凝膠粉的Al2O3含量為60～80wt%，粒徑<1um。所述木質素磺酸鈣的木質素含量≧55%，PH值為4.5~6.5，水份≦9%。所述的鋁粉的Al含量>99wt%，粒徑<0.088mm。實施例1一種鋼包用剛玉-尖晶石澆注料及其制備方法。在35～40份質量的基質料中外加0.02~0.15份質量的有機纖維、0.04~份質量的木質素磺酸鈣、0.08~0.12份質量的三聚磷酸鈉、0.03~0.06份質量的六偏磷酸鈉和0.01~0.03份質量的鋁粉，混勻，得到混合料；再向混合料中加入60～65份質量的骨料，干混，然后外加5.5~6份質量的水進行攪拌，安裝模具，澆注振動成型，在110~200℃條件下保溫12~48小時，脫模，即得鋼包用剛玉-尖晶石澆注料。本實施例所述基質料的成分及各成分占基質料的百分含量是：電熔白剛玉細粉占30~48wt%，電熔鎂砂細粉占3~8wt%，粒徑D50為5μm的α-Al2O3微粉占5~15wt%，粒徑D50為3μm的α-Al2O3微粉占5~15wt%，粒徑D50為1μm的α-Al2O3微粉占5~15wt%，鋁凝膠粉占12~20wt%。本實施例所述骨料為含鎂剛玉顆粒，含鎂剛玉顆粒的MgO含量為1~3wt%；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10mm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1mm的占15~20wt%，粒徑小于或等于1mm且大于0.088mm的占20~25wt%。本實施例所制備的鋼包用剛玉-尖晶石澆注料經檢測：1500℃×3h燒后的常溫抗折強度為15~18MPa,耐壓強度為90~100MPa；1100℃水冷五次后抗折強度保持率為21~23%；1500℃靜態坩堝法抗渣實驗侵蝕指數為11~13%，滲透指數為33~35%。實施例2一種鋼包用剛玉-尖晶石澆注料及其制備方法。在30～35份質量的基質料中外加0.02~0.15份質量的有機纖維、0.04~0.08份質量的木質素磺酸鈣、0.08~0.12份質量的三聚磷酸鈉、0.03~0.06份質量的六偏磷酸鈉和0.01~0.03份質量的鋁粉，混勻，得到混合料；再向混合料中加入65～70份質量的骨料，干混，然后外加4.5~5.0份質本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋼包用剛玉?尖晶石澆注料的制備方法，其特征在于所述制備方法是：在20～40份質量的基質料中外加0.02~0.15份質量的有機纖維、0.04~0.08份質量的木質素磺酸鈣、0.08~0.12份質量的三聚磷酸鈉、0.03~0.06份質量的六偏磷酸鈉和0.01~0.03份質量的鋁粉，混勻，得到混合料；再向混合料中加入60～80份質量的骨料，干混，然后外加4~6份質量的水進行攪拌，安裝模具，澆注振動成型，在110~200℃條件下保溫12~48小時，脫模，即得鋼包用剛玉?尖晶石澆注料；所述基質料的成分及各成分占基質料的百分含量是：電熔白剛玉細粉占30~48wt%，電熔鎂砂細粉占3~8wt%，粒徑D50為5μm的α?Al2O3微粉占5~15wt%，粒徑D50為3μm的α?Al2O3微粉占5~15wt%，粒徑D50為1μm的α?Al2O3微粉占5~15wt%，鋁凝膠粉占12~20wt%；所述骨料為含鎂剛玉顆粒，含鎂剛玉顆粒的MgO含量為1~3wt%；所述含鎂剛玉顆粒的顆粒級配是：其中粒徑為25mm~15mm的占0~5wt%，粒徑小于或等于10mm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1mm的占15~20wt%，粒徑小于或等于1mm且大于0.088mm的占20~25wt%。...

【技術特征摘要】
1.一種鋼包用剛玉-尖晶石澆注料的制備方法，其特征在于所述制備方法是：在20～40份質量的基質料中外加0.02~0.15份質量的有機纖維、0.04~0.08份質量的木質素磺酸鈣、0.08~0.12份質量的三聚磷酸鈉、0.03~0.06份質量的六偏磷酸鈉和0.01~0.03份質量的鋁粉，混勻，得到混合料；再向混合料中加入60～80份質量的骨料，干混，然后外加4~6份質量的水進行攪拌，安裝模具，澆注振動成型，在110~200℃條件下保溫12~48小時，脫模，即得鋼包用剛玉-尖晶石澆注料；所述基質料的成分及各成分占基質料的百分含量是：電熔白剛玉細粉占30~48wt%，電熔鎂砂細粉占3~8wt%，粒徑D50為5μm的α-Al2O3微粉占5~15wt%，粒徑D50為3μm的α-Al2O3微粉占5~15wt%，粒徑D50為1μm的α-Al2O3微粉占5~15wt%，鋁凝膠粉占12~20wt%；所述骨料為含鎂剛玉顆粒，含鎂剛玉顆粒的MgO含量為1~3wt%；所述含鎂剛玉顆粒的顆粒級配是：其中粒徑為25mm~15mm的占0~5wt%，粒徑小于或等于10mm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1mm的占15~20w...

【專利技術屬性】
技術研發人員：顧華志，黃奧，余亞蘭，李楠，張美杰，段輝，羅志安，
申請(專利權)人：武漢科技大學，
類型：發明
國別省市：湖北;42