专利名称：无水泥结合的刚玉质预制件及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种炼钢生产中的刚玉质预制品，特别是涉及一种无水泥结合的刚玉预制件及其生产方法。
背景技术：
针对目前大多钢铁企业利润较低甚至亏损的局面，很多钢铁企业通过冶炼高附加值的洁净钢以实现扭亏为盈，因而对耐火材料提出了更高要求。低水泥系列预制品中由于含有CaO会影响钢种的纯度，导致洁净钢中CaO的含量不能得到良好控制。为减少CaO对钢种的不利影响，研究无水泥刚玉预制品已成为目前各耐材厂家的努力目标。经检索，申请号为201010210113.6的专利申请公开一种钢包用高强度铝镁尖晶石浇注料，原料为:白刚玉颗粒40-70%、白刚玉细粉7-20%、铝镁尖晶石细粉10-30%、氧化铝微粉2-15%、纯铝酸钙水泥2-8%、六偏酸钠和木质素磺酸钠0.01-1%、水3-8%。该浇注料的荷重软化温度和抗折强度较高，解决了传统刚玉质耐火浇注料的耐侵蚀性和抗剥落性差的缺点，提高了浇注料的高温强度。但配方中含有水泥，会导致钢中的CaO含量不能得到较好控制，对钢种造成不利影响，不能满足现有钢铁企业的实际生产需求
发明内容
本发明要解决的技术问题在于:克服现有技术中的缺陷，提出一种耐侵蚀、强度高、体积稳定性好、高温性能优良的无水泥结合的刚玉预制件及其生产方法。本发明的技术方案:
一种无水泥结合的刚玉质预制件，以重量百分比计，原料组成为:60-70%的刚玉颗粒、5-20%的刚玉细粉、5-15%的活性氧化铝粉、5-10%的尖晶石粉、4-8%的水合氧化铝粉、
0.5-3%硅微粉，上述原料总量为100%，外加上述原料总量0.1-0.3%的减水剂和4.5-5.5%的水。所述刚玉颗粒包括8_ <粒径< 15_的刚玉5_20%、5mm <粒径< 8_的刚玉
10-20%、3_ <粒径< 5mm的刚玉10-20%、1_ <粒径< 3mm的刚玉10-20%、粒径< Imm占5-20%,刚玉颗粒中的Al2O3含量彡99.21%。所述刚玉细粉粒径彡0.045mm，其中Al2O3含量彡99.21%。所述活性氧化铝粉的粒径彡0.045mm，其中Al2O3含量彡99.7%、Na20含量彡0.11%。所述尖晶石粉为富铝尖晶石，粒径彡0.074mm，其中Al2O3含量为74.12%、Mg0含量为 24.66%o所述水合氧化铝粉的粒径< 0.045mm,其中Al2O3含量> 92%。所述硅微粉中SiO2含量彡92%，平均粒径为0.1-0.3 Um0所述减水剂为三聚磷酸钠或六偏磷酸钠中的一种，或两种的混合物。所述无水泥结合的刚玉质预制件的生产方法，先按配比称取各原料，加入锥形混炼机，混合均匀，加入搅拌机中，加水搅拌成泥料；然后倒入模具中振动成型，在250±20°C的条件下干燥8-10小时，即得无水泥结合刚玉质预制件。本发明的积极有益效果:
1、本发明配方科学，组分间配伍性好，产品性能优良，经检测实施例中产品的显气孔率为10-15%，耐压强度为80-150Mpa，抗折强度为14_18Mpa，可以承受1700°C以上的高温，其综合性能明显优于低水泥刚玉预制件。2、本发明采用复合结合剂水合氧化铝和硅微粉可大大提高产品的性能，其中的水合氧化铝既是结合剂，又是高级耐火氧化物，高温时水合氧化铝转变为a -氧化铝，所以能显著提高制品的耐高温性能，延长其使用寿命；结合剂硅微粉和水合氧化铝在高温时生成莫来石，产生体积膨胀，该成分的引入不但能降低产品的气孔率，而且产品的耐压、抗折等物理性能也大大提高。3、本发明预制件中不含有水泥和氧化钙组分，形成了无水泥结合的刚玉质耐火材料，炼钢过程中避免了普通水泥刚玉制品中CaO对钢种的不利影响，该预制品能够满足洁净钢的生产需要，使用效果良好。4、本发明的预制件生产方法简单，成本较低，易于推广应用。
具体实施例方式以下实施例仅为了进一步说明本发明，并不表示对本发明的任何限制。文中如没有特别说明，其中的百分含量均为重量百分含量。实施例1:一种无水泥结合的刚玉质预制件，原料成分参见表1，即原料为:60%的刚玉颗粒、11%的刚玉细粉、10%的活性氧化铝粉、10%的尖晶石粉、8%的水合氧化铝粉、1%硅微粉，外加上述原料0.2%的减水剂和5%的水。
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原料要求:
(1)刚玉颗粒，包括8_<粒径< 15_的刚玉10%、5_ <粒径< 8_的刚玉15%、3_<粒径彡5mm的刚玉15%、Imm <粒径彡3mm的刚玉10%、彡Imm占10%，Al2O3含量彡99.21% ；
(2)刚玉细粉，粒径彡0.045mm、Al2O3含量彡99.21% ；
(3)活性氧化铝粉，Al2O3含量彡99.7%、Na2O含量彡0.11%、粒径彡0.045mm ；6
(4)尖晶石粉，为富铝尖晶石，型号为AM-75，粒径<0.074mm，其中Al2O3含量为74.12%、MgO 含量为 24.66% ；
(5)水合氧化铝粉，粒径彡0.045mm、Al2O3含量彡92.00% ；
(6)硅微粉，SiO2含量彡92%、粒径在0.1-0.3um之间；
(7 )减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的一种，或两者的混合物。生产方法:按配比称取各原料，加入锥形混炼机，在锥形混炼机中混合均匀，加入搅拌机中，加水搅拌成泥料，然后倒入模具中振动成型，在250±20°C下干燥8-10小时，SP得无水泥结合的刚玉质预制件。实施例2-10:无水泥结合的刚玉质预制件的成分见下表1，原料要求和生产方法同例I。表1:各实施例中预制件的原料成分(以重量百分比计，%)
权利要求
1.一种无水泥结合的刚玉质预制件，其特征在于:按重量百分比计，原料组成为:60-70%的刚玉颗粒、5-20%的刚玉细粉、5-15%的活性氧化铝粉、5-10%的尖晶石粉、4-8%的水合氧化铝粉、0.5-3%硅微粉，上述原料总量为100%，外加上述原料总量0.1-0.3%的减水剂和4.5-5.5%的水。
2.根据权利要求1所述的刚玉质预制件，其特征在于:所述刚玉颗粒包括8mm<粒径^ 15mm的刚玉5-20%、5_ <粒径< 8mm的刚玉10-20%、3_ <粒径< 5mm的刚玉10-20%、Imm <粒径彡3mm的刚玉10-20%、粒径彡Imm占5_20%，刚玉颗粒中的A1203含量彡99.21%。
3.根据权利要求1所述的刚玉质预制件，其特征在于:所述刚玉细粉粒径<0.045mm,其中Al2O3含量彡99.21%。
4.根据权利要求1所述的刚玉质预制件，其特征在于:所述活性氧化铝粉的粒径(0.045mm，其中 Al2O3 含量彡 99.7%、Na2O 含量彡 0.11%。
5.根据权利要求1所述的刚玉质预制件，其特征在于:所述尖晶石粉为富铝尖晶石，粒径彡0.074mm，其中Al2O3含量为74.12%、MgO含量为24.66%。
6.根据权利要求1所述的刚玉质预制件，其特征在于:所述水合氧化铝粉的粒径(0.045mm，其中 Al2O3 含量≥ 92%。
7.根据权利要求1所述的刚玉质预制件，其特征在于:所述硅微粉中SiO2含量≥92%，平均粒径为0.1-0.3 Um0
8.根据权利要求1-7任一项所述的刚玉质预制件，其特征在于:所述减水剂为三聚磷酸钠或六偏磷酸钠中的一种，或两种的混合物。
9.一种权利要求1所述无水泥结合的刚玉质预制件的生产方法，其特征在于:先按配比称取各原料，加入锥形混炼机，混合均匀，加入搅拌机中，加水搅拌成泥料；然后倒入模具中振动成型，在250±20°C的条件下干燥8-10小时，即得无水泥结合刚玉质预制件。
全文摘要
本发明涉及一种无水泥结合的刚玉预制件及其生产方法，原料组成为60-70%的刚玉颗粒、5-20%的刚玉细粉、5-15%的活性氧化铝粉、5-10%的尖晶石粉、4-8%的水合氧化铝粉、0.5-3%硅微粉，上述原料总量为100%，外加上述原料总量0.1-0.3%的减水剂和4.5-5.5%的水。生产时将各原料在锥形混炼机中混合均匀，加入搅拌机中，加水搅拌成泥料，然后倒入模具中振动成型，干燥后即得本发明的刚玉质预制件。本发明产品性能优良，产品的显气孔率为10-15%，耐压强度达80-150Mpa，抗折强度达14-18Mpa，可以承受1700℃以上的高温，其综合性能优于低水泥刚玉预制件。
文档编号C04B35/66GK103121850SQ201210229468
公开日2013年5月29日 申请日期2012年7月4日 优先权日2012年7月4日
发明者徐林富, 徐跃庆, 张理俊, 李宏宇, 梁保青, 徐光雷, 宋桂兰 申请人:卫辉熔金高温材料有限责任公司