本發明專利技術公開了一種粘土?剛玉莫來石質復合流鋼磚，包括帶有鋼液流道的磚基體，為提高其耐沖刷和抗侵蝕性能，在鋼液流道的表面復合有工作層，磚基體與工作層的結合面為相互交錯的卡槽結構。磚基體外層采用價格低廉的焦寶石、粘土生料、葉蠟石生料為主料；工作層采用板狀剛玉、電熔白剛玉、電熔莫來石、煅燒α?Al2O3微粉為主料，磚基體和工作層的厚度可根據所冶煉的合金鋼種類進行調整。生產時：分別制備粘土質磚基體坯體和剛玉莫來石工作層自流料；然后在坯體內部放入磨具，將自流料倒入磨具與坯體之間；最后烘烤并于1350°C~1400°C燒成。本發明專利技術流鋼磚具有成本低、高溫性能好、抗鋼液沖刷侵蝕能力強等特點，市場競爭優勢明顯。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及特種鋼冶煉用耐火材料，尤其是涉及一種粘土-剛玉莫來石質復合流鋼磚，本專利技術還涉及該流鋼磚的生產方法。
技術介紹
流鋼磚是砌在澆注鑄錠用底板的溝槽內連通分鋼磚和鋼錠模的中空耐火磚，一般為長方體中空結構。為減小鋼液流動過程中的阻力并防止漏鋼，要求流鋼磚內流道光滑，外形規整，接縫嚴密。隨著合金鋼技術的不斷發展，尤其是特種合金鋼技術的發展，鋼的品質在不斷提高，促使其所用的流鋼磚品質也需要不斷提高。傳統的粘土質、普通高鋁質流鋼磚已不再能滿足特種合金鋼生產的需要。一些新型的莫來石質、剛玉質流鋼磚隨之被研制并進行生產。然而考慮到流鋼磚一次性使用的特點，這類流鋼磚的造價無疑過于昂貴，且性能并不能完全滿足使用需要。如莫來石質流鋼磚具有良好的抗熱震性能，但抗侵蝕、沖刷能力較差；剛玉質流鋼磚抗沖刷、侵蝕能力較強，但抗熱震性能較差。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種價格低廉、能滿足不同特種鋼冶煉需求的一種粘土-剛玉莫來石質復合流鋼磚，本專利技術還提供該流鋼磚的生產方法。為實現上述目的，本專利技術可采取下述技術方案：本專利技術所述的粘土-剛玉莫來石質復合流鋼磚，包括帶有鋼液流道的磚基體，為提高其耐沖刷和抗侵蝕性能，在所述鋼液流道的表面復合有工作層，所述磚基體與工作層的結合面為相互交錯的卡槽結構。為滿足冶煉不同特種合金鋼的要求，所述磚基體與工作層的厚度之比可在60~80%: 40~20%之間進行調整。所述工作層由原料板狀剛玉顆粒、電熔白剛玉顆粒、電熔白剛玉細粉、電熔莫來石細粉、硅微粉、CA70鋁酸鈣水泥、結合粘土、煅燒α-Al2O3微粉和外加結合劑、分散劑按下述重量份配比制備而成：板狀剛玉35~55份，電熔白剛玉0~15份，電熔白剛玉細粉5~10份，電熔莫來石細粉15~20份，硅微粉5~10份，CA70鋁酸鈣水泥0~4份，結合粘土0~8份，煅燒α-Al2O3微粉11份~20份，結合劑8份~15份，分散劑0.25 份~0.4 份。其中板狀剛玉顆粒由粒徑2~1mm和粒徑1~0.1mm兩種顆粒料組成，其重量份分別為35~40份和0~15份；電熔白剛玉顆粒的粒徑為1~0.1mm；電熔白剛玉細粉和電熔莫來#石細粉的粒徑≤180目；硅微粉為粒度≤1μm占90%以上的92#硅微粉或/和95硅微粉或/和97#硅微粉；煅燒α-Al2O3微粉原料要求：Al2O3≥99%，粒度≤2μm占90%以上；所述結合粘土為廣西粘土或焦作粘土。所用的結合劑為水或磷酸二氫鋁溶液；分散劑為多聚磷酸鈉、超聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、FS10、FS20、F10中的一種或兩種以上。本專利技術的磚基體是由原料焦寶石顆粒、焦寶石細粉、葉蠟石生料細粉、粘土生料、軟質粘土細粉、硅線石細粉、紅柱石細粉和外加結合劑按下述重量份配比制備而成：焦寶石顆粒45~55份，焦寶石細粉0~20份，葉蠟石生料細粉0~20份，粘土生料細粉10~20份，軟質粘土細粉5~8份，硅線石細粉10~20份，紅柱石細粉0~10份，結合劑3~4份。所用的焦寶石顆粒由粒徑3~1mm和粒徑1~0.1mm兩種顆粒料組成，其重量份分別為35~40份和10~15份；所述焦寶石細粉、葉蠟石生料細粉、粘土生料細粉、軟質粘土細粉的粒度≤200目；所述硅線石細粉、紅柱石細粉的粒度≤180目。其中焦寶石原料要求：Al2O3≤42%，K2O+Na2O≤0.6%，Fe2O3≤1.5%；葉蠟石原料要求：SiO2≥65%，K2O+Na2O≤0.5%，Fe2O3≤1.0%；粘土生料要求：Al2O3≤45%，K2O+Na2O≤0.8%，Fe2O3≤1.5%；軟質粘土原料要求：Al2O3≤35%，Fe2O3≤1.5%，可塑性≥25。外加結合劑為亞硫酸紙漿廢液或水。本專利技術所述的粘土-剛玉莫來石質復合流鋼磚的生產方法包括下述步驟：第一步，磚基體的制備依據用戶圖紙制作磚基體模具；按比例準確稱量焦寶石顆粒、焦寶石細粉、葉蠟石生料細粉、粘土生料、軟質粘土細粉、硅線石細粉、紅柱石細粉和外加結合劑，混碾均勻后用壓力機將其壓入模具內制成磚坯，然后入干燥窯內在40℃~120℃溫度下干燥24小時；第二步，復合磚坯的制備首先按比例準確稱量板狀剛玉顆粒、電熔白剛玉顆粒、電熔白剛玉細粉、電熔莫來石細粉、硅微粉、CA70鋁酸鈣水泥、結合粘土、煅燒α-Al2O3微粉和外加結合劑、分散劑，倒入攪拌鍋內攪拌8~10min形成自流狀澆注漿料；將內徑與鋼液流道內徑相同的圓筒模具放入第一步制備的磚基體內腔中部，將自流狀澆注漿料倒入圓筒模具與磚基體之間的環形空腔內，并于40±5℃溫度下養護24小時，然后取出圓筒模具，得到復合磚坯；第三步，干燥、燒成將復合磚坯推入干燥窯中在40℃~120℃溫度下干燥36~48小時；然后進入隧道窯在氧化氣氛下燒成，燒成溫度控制在1350℃~1400℃之間，保溫時間8~12小時，得到成品復合流鋼磚。成品復合流鋼磚需要按磚型圖紙尺寸及外觀要求逐塊進行檢驗，并按批次對成品磚的理化指標進行抽檢。本專利技術的優點在于：通過將粘土質材料與剛玉莫來石質材料復合，使磚體的生產成本大幅降低，但仍具備良好的抗侵蝕和沖刷能力，且抗熱震性能也得以較大提高，滿足了冶煉特種合金鋼的生產需要。具體來說，本專利技術的優點主要體現在如下幾個方面：1、磚基體材料選用粘土質，原料易得且價格低，由于僅占磚體總用量的60%~20%，使得流鋼磚成品的成本相對較低。2、在鋼液流道表面復合的工作層材料采用剛玉-莫來石質材料，一方面選擇板狀剛玉和電熔白剛玉作顆粒，其硬度大、高溫強度高，能夠很好的抵抗鋼水的侵蝕和沖刷；另一方面選擇莫來石細粉作基質，有效提高了流鋼磚的熱震穩定性能，滿足了澆鋼過程中溫度急劇變化的需要。并且通過設計基質中Al2O3和SiO2的含量，使基質中部分莫來石在燒成過程中通過化學反應制得，這種莫來石的生成能夠形成致密的網絡骨架，提高材料的高溫強度，有效抵抗鋼液的沖刷和侵蝕。3、采用本專利技術方法生產的復合流鋼磚與現有的莫來石質、剛玉質流鋼磚相比，價格可降低50%~70%，但仍具有良好的耐沖刷和抗侵蝕性能，以及具有良好的急冷急熱性能。同時，還可以通過設計調整工作層和磚基體的厚度，滿足冶煉不同特種合金鋼的需要。附圖說明圖1、圖2是本專利技術的結構示意圖。圖3、圖4分別是生產過程中使用的磚基體模具和圓筒模具。具體實施方式如圖1、圖2所示，本專利技術的粘土-剛玉莫來石質復合流鋼磚，包括帶有鋼液流道1的磚基體2，為提高其耐沖刷和抗侵蝕性能，在鋼液流道1的表面復合有工作層3，為保證鋼水澆注時工作層3不會與磚基體2分離，磚基體2與工作層3的結合面為相互交錯的卡槽結構。如果磚體的長度較短，在長度方向可以僅設計一個卡槽，如圖1所示；如果磚體的長度較長，在長度方向可以設計多個卡槽，如圖2所示。為滿足冶煉不同特種合金鋼的要求，磚基體2與工作層3的厚度比可在60~80%: 40~20%之間進行調整。下面通過實施例1~6對本專利技術做更加詳細的說明。表1、表2分別是實施例1~6中磚基體原料配比和工作層原料配比的圖表。表1 實施例1~6的磚基體原料配比（按重量百分比計）表2 實施例1~6的工作層原料配比（按重量百分數計）。本專利技術的粘土-剛玉莫來石質復合流鋼磚的生產方法包括下述具體步驟（實施例1~6的制備方法相同）：第一步，磚基體的制備本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種粘土?剛玉莫來石質復合流鋼磚，包括帶有鋼液流道的磚基體，其特征在于：在所述鋼液流道的表面復合有工作層，所述磚基體與工作層的結合面為相互交錯的卡槽結構。
【技術特征摘要】
1.一種粘土-剛玉莫來石質復合流鋼磚，包括帶有鋼液流道的磚基體，其特征在于：在所述鋼液流道的表面復合有工作層，所述磚基體與工作層的結合面為相互交錯的卡槽結構。2.根據權利要求1所述的粘土-剛玉莫來石質復合流鋼磚，其特征在于：所述磚基體與工作層的厚度之比為60~80%: 40~20%。3.根據權利要求1所述的粘土-剛玉莫來石質復合流鋼磚，其特征在于：所述工作層由原料板狀剛玉顆粒、電熔白剛玉顆粒、電熔白剛玉細粉、電熔莫來石細粉、硅微粉、CA70鋁酸鈣水泥、結合粘土、煅燒α-Al2O3微粉和外加結合劑、分散劑按下述重量份配比制備而成：板狀剛玉35~55份，電熔白剛玉0~15份，電熔白剛玉細粉5~10份，電熔莫來石細粉15~20份，硅微粉5~10份，CA70鋁酸鈣水泥0~4份，結合粘土細粉0~8份，煅燒α-Al2O3微粉11份~20份，結合劑8份~15份，分散劑0.25 份~0.4 份。4.根據權利要求3所述的粘土-剛玉莫來石質復合流鋼磚，其特征在于：所述板狀剛玉顆粒由粒徑2~1mm和粒徑1~0.1mm兩種顆粒料組成，其重量份分別為35~40份和0~15份；所述電熔白剛玉顆粒的粒徑為1~0.1mm；所述電熔白剛玉細粉和電熔莫來石細粉的粒徑≤180目；所述硅微粉為粒度≤1μm占90%以上的92#硅微粉或/和95硅微粉或/和97#硅微粉；所述煅燒α-Al2O3微粉原料要求：Al2O3≥99%，粒度≤2μm占90%以上；所述結合粘土為廣西粘土或焦作粘土。5.根據權利要求3所述的粘土-剛玉莫來石質復合流鋼磚，其特征在于：所述結合劑為水或磷酸二氫鋁溶液；所述分散劑為多聚磷酸鈉、超聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、FS10、FS20、F10中的一種或兩種以上。6.根據權利要求1所述的粘土-剛玉莫來石質復合流鋼磚，其特征在于：所述磚基體是由原料焦寶石顆粒、焦寶石細粉、葉蠟石生料細粉、粘土生料、軟質粘土細粉、硅線石細粉、紅柱石細粉和外加結合劑按下述重量份配比制備而成：焦寶石顆粒45~55份，焦寶石細粉0~20份，葉蠟石生料細粉0~20份，粘土生料細粉10~20份，軟質粘土細粉5~8份，硅線石細粉10~20份...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳樹豐，彭耐，王栓紅，孟改明，張小軍，周虎平，彭愛民，
申請(專利權)人：濟源市耐火爐業有限公司，
類型：發明
國別省市：河南;41
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