一种钢包用耐侵蚀浇注料及其使用方法与流程

文档序号:11123441阅读:549来源:国知局

本发明属于浇注料技术领域。具体涉及一种钢包用耐侵蚀浇注料及其使用方法。



背景技术:

耐火材料是高温技术的基础材料,它与高温技术、尤其是与钢铁工业的发展有着非常密切的关系。在冶金工业领域中,耐火材料不仅承担容器作用,还参与冶炼过程的物理和化学反应,对钢的质量有重要影响。冶金工业窑炉衬砖中,大约有50~60%的耐火材料损坏是由各种各样的炉渣侵蚀导致的,如各种炼钢炉炉衬、钢包工作衬等。因此,与熔渣接触的耐火材料受到熔渣的侵蚀和渗透的影响,一方面,与熔渣接触的耐火材料会溶解到熔渣以及钢水中;另一方面,熔渣的渗透也会导致耐火材料发生变质甚至剥落。这不仅会影响耐火材料的服役寿命,而且也会因耐火材料的蚀损影响钢水的品质。因此开发出抗渣性能优良、稳定且可以洁净钢水的钢包内衬,是本领域技术人员的关注重点之一。

“钢包用耐火浇注料”(CN105565826A)专利技术,以镁砂、白云石、锆石、铁铝尖晶石混合后制成颗粒与细粉,然后与碳素、无水结合剂以适当比例混合得到钢包用耐火材料浇注料。该专利技术虽然具有成本低,操作方便的特点,但是该钢包用耐火材料浇注料会增加钢水中的碳含量,污染钢水。“一种钢包浇注料”(CN104926335A)的专利技术,以烧结微孔铝尖晶石、改性镁钙砂、二碳化三铬粉、复合凝胶粉、水合氧化铝微粉、珍珠陶土粉、锗酸铋粉和改性纯铝酸钙水泥为原料,外加C7H10N2O2S、C21H14Na2O6S和吗啉乙磺酸,制得钢包浇注料。该产品虽然可以降低钢包内衬材料与熔渣的反应程度,但是不具有洁净钢水的功能。“一种钢包用耐火浇注料”(CN104418598A)的专利技术,以高铝熟料、矾土水泥、硅微粉、氧化铝和电熔镁砂为原料制备了一种钢包用耐火浇注料,所制备的钢包用耐火浇注料虽然具有成本低的优点,但是单纯依靠耐火原料的的抗渣能力,浇注料不具有理想的抗渣性能,寿命较差。

总之,现有技术中的钢包用浇注料易污染钢水,洁净钢水的能力较差,抗渣性能不理想,寿命较差。



技术实现要素:

本发明旨在克服现有技术缺陷,目的是提供一种能洁净钢水、抗渣性能好和寿命长的钢包用耐侵蚀浇注料及其使用方法。

为实现上述任务,本发明所采用的技术方案是:以45~65wt%的刚玉颗粒、10~25wt%的刚玉细粉、10~20wt%的铝镁尖晶石、3~5wt%的铝酸盐水泥和4~8wt%的活性氧化铝微粉为原料,外加所述原料0.1~0.3wt%的聚羧酸分散剂和0.1~5wt%的微米级磁性颗粒,混料,再外加所述原料4~5wt%的水,搅拌,浇注成型,养护,脱模,烘烤,制得浇注料生坯。

按微米级磁性颗粒∶叔丁醇的质量比为1∶(1~3)配料,搅拌均匀,得到磁性颗粒涂料。再将所述磁性颗粒涂料涂抹于所述浇注料生坯表面,所述磁性颗粒涂料的涂层厚度为0.1~1mm,然后在80~110℃条件下烘烤20~24小时,即得到钢包用耐侵蚀浇注料。

所述刚玉颗粒的主要成分及其含量是:Al2O3≥99.0wt%,R2O≤0.12wt%;所述刚玉颗粒的粒度为1~8mm。

所述刚玉细粉的主要成分及其含量是:Al2O3≥99.0wt%,R2O≤0.12wt%;所述铝镁尖晶石的粒度≤450μm。

所述铝镁尖晶石的主要成分及其含量是:Al2O3≥71.16wt%,MgO≥27.86%,Na2O≤0.01wt%;所述铝镁尖晶石的粒度为0.088~1mm。

所述铝酸盐水泥的主要成分及其含量是:Al2O3≥68.16wt%,Fe2O3≤1.00wt%,SiO2≤1.40wt%,CaO≤17.01wt%;所述铝酸盐水泥的粒度≤88μm。

所述活性氧化铝微粉的主要成分及其含量是:Al2O3≥99.0wt%,Fe2O3≤0.04wt%,SiO2≤0.04wt%,R2O≤0.12wt%,灼减≤0.80wt%,水分≤0.50wt%;所述活性氧化铝微粉的粒径D90为38~44μm。

所述微米级磁性颗粒为铁微粉、钴微粉、镍微粉、磁铁矿微粉、镍铁氧体微粉、钴铁氧体微粉、铁钴镍合金微粉中的两种或三种的混合物;所述微米级磁性颗粒粒度≤88μm。

将所述钢包用耐侵蚀浇注料砌筑为钢包工作衬后,在钢包的钢壳外侧设置一个感应线圈,所述感应线圈:导线的直径为10~25mm;10~15匝/米;电流强度为50~300A;频率为150~4000Hz。盛钢水时,启动感应线圈,钢水排出后,关闭感应线圈。

由于采用上述技术方案,本发明具有如下积极效果:

本发明利用磁流变液的行为特征,在铝镁浇注料中添加微米级磁性颗粒,当基质部分中的磁性颗粒进入熔渣时,钢包用耐侵蚀浇注料与熔渣接触界面的局部区域形成微米磁性颗粒-非磁性载液型磁流变液。在砌筑后的钢包用耐侵蚀浇注料周围施加磁场时,悬浮颗粒沿磁场方向形成链状、柱状或更为复杂的结构,钢包用耐侵蚀浇注料与熔渣接触界面的局部区域和气孔中的熔体迅速变为类固体,可以显著减小熔渣与钢包用耐侵蚀浇注料之间的传质速率,并且这种类固体具有一定的剪切屈服强度,能抵抗熔渣的冲刷,减轻熔渣对钢包用耐侵蚀浇注料的侵蚀和渗透,延长钢包用耐侵蚀浇注料的服役寿命,减小对钢水质量的影响。冶炼作业完成后,去除钢包用耐侵蚀浇注料周围的磁场,磁性颗粒间失去磁性相互作用而链状结构被破坏,体系粘度急剧下降,又会迅速变为浆体,熔渣不会粘黏在耐火材料表面,在下个循环作业中可继续使用。并且,在磁场的作用下,可以促进钢水中夹杂物的去除,达到洁净钢水的目的。

本发明所制备的钢包用耐侵蚀浇注料经检测:侵蚀速率为0.1~0.6mm/炉。

因此,本发明制备的钢包用耐侵蚀浇注料具有能洁净钢水、抗渣性能好、耐侵蚀和寿命长的特点。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述,并非对保护范围的限制:

本具体实施方式中:

所述刚玉颗粒的主要成分及其含量是:Al2O3≥99.0wt%,R2O≤0.12wt%;所述刚玉颗粒的粒度为1~8mm。

所述刚玉细粉的主要成分及其含量是:Al2O3≥99.0wt%,R2O≤0.12wt%;所述铝镁尖晶石的粒度≤450μm。

所述铝镁尖晶石的主要成分及其含量是:Al2O3≥71.16wt%,MgO≥27.86%,Na2O≤0.01wt%;所述铝镁尖晶石的粒度为0.088~1mm。

所述铝酸盐水泥的主要成分及其含量是:Al2O3≥68.16wt%,Fe2O3≤1.00wt%,SiO2≤1.40wt%,CaO≤17.01wt%;所述铝酸盐水泥的粒度≤88μm。

所述活性氧化铝微粉的主要成分及其含量是:Al2O3≥99.0wt%,Fe2O3≤0.04wt%,SiO2≤0.04wt%,R2O≤0.12wt%,灼减≤0.80wt%,水分≤0.50wt%;所述活性氧化铝微粉的粒径D90为38~44μm。

所述微米级磁性颗粒粒度≤88μm。

实施例中不再赘述。

实施例1

一种钢包用耐侵蚀浇注料及其使用方法。本实施例所述浇注料是:

以45~48wt%的刚玉颗粒、22~25wt%的刚玉细粉、18~20wt%的铝镁尖晶石、3~4wt%的铝酸盐水泥和6~8wt%的活性氧化铝微粉为原料,外加所述原料0.1~0.2wt%的聚羧酸分散剂和3~5wt%的微米级磁性颗粒,混料,再外加所述原料4~5wt%的水,搅拌,浇注成型,养护,脱模,烘烤,制得浇注料生坯。

按微米级磁性颗粒∶叔丁醇的质量比为1∶(1~1.6)配料,搅拌均匀,得到磁性颗粒涂料。再将所述磁性颗粒涂料涂抹于所述浇注料生坯表面,所述磁性颗粒涂料的涂层厚度为0.1~1mm,然后在80~110℃条件下烘烤20~24小时,即得到钢包用耐侵蚀浇注料。

所述微米级磁性颗粒为铁微粉和钴微粉的混合物。

所述钢包用耐侵蚀浇注料的使用方法是:将所述钢包用耐侵蚀浇注料砌筑为钢包工作衬后,在钢包的钢壳外侧设置一个感应线圈,所述感应线圈:导线直径为10~25mm;10~15匝/米;电流强度为50~110A;电流频率为150~600Hz。盛钢水时,启动感应线圈,钢水排出后,关闭感应线圈。

本实施例所制备的钢包用耐侵蚀浇注料经检测:侵蚀速率为0.1~0.3mm/炉。

实施例2

一种钢包用耐侵蚀浇注料及其使用方法。本实施例除所述微米级磁性颗粒为磁铁矿微粉、镍铁氧体微粉和钴铁氧体微粉的混合物,其余同实施例1。

实施例3

一种钢包用耐侵蚀浇注料及其使用方法。本实施例所述浇注料是:

以47~51wt%的刚玉颗粒、20~23wt%的刚玉细粉、17~19wt%的铝镁尖晶石、3.5~4.5wt%的铝酸盐水泥和5~7wt%的活性氧化铝微粉为原料,外加所述原料0.2~0.3wt%的聚羧酸分散剂和2~4wt%的微米级磁性颗粒,混料,再外加所述原料4~5wt%的水,搅拌,浇注成型,养护,脱模,烘烤,制得浇注料生坯。

按微米级磁性颗粒∶叔丁醇的质量比为1∶(1.4~1.8)配料,搅拌均匀,得到磁性颗粒涂料。再将所述磁性颗粒涂料涂抹于所述浇注料生坯表面,所述磁性颗粒涂料的涂层厚度为0.1~1mm,然后在80~110℃条件下烘烤20~24小时,即得到钢包用耐侵蚀浇注料。

所述微米级磁性颗粒为钴微粉和镍微粉的混合物。

所述钢包用耐侵蚀浇注料的使用方法是:将所述钢包用耐侵蚀浇注料砌筑为钢包工作衬后,在钢包的钢壳外侧设置一个感应线圈,所述感应线圈:导线的直径为10~25mm;10~15匝/米;电流强度为100~160A;电流频率为500~1100Hz。盛钢水时,启动感应线圈,钢水排出后,关闭感应线圈。

本实施例所制备的钢包用耐侵蚀浇注料经检测:侵蚀速率为0.2~0.3mm/炉。

实施例4

一种钢包用耐侵蚀浇注料及其使用方法。本实施例除所述微米级磁性颗粒为钴微粉、镍微粉和铁钴镍合金微粉的混合物,其余同实施例3。

实施例5

一种钢包用耐侵蚀浇注料及其使用方法。本实施例所述浇注料是::以50~54wt%的刚玉颗粒、19~21wt%的刚玉细粉、16~18wt%的铝镁尖晶石、4~5wt%的铝酸盐水泥和4~6wt%的活性氧化铝微粉为原料,外加所述原料0.1~0.2wt%的聚羧酸分散剂和1~3wt%的微米级磁性颗粒,混料,再外加所述原料4~5wt%的水,搅拌,浇注成型,养护,脱模,烘烤,制得浇注料生坯。

按微米级磁性颗粒∶叔丁醇的质量比为1∶(1.6~2.0)配料,搅拌均匀,得到磁性颗粒涂料。再将所述磁性颗粒涂料涂抹于所述浇注料生坯表面,所述磁性颗粒涂料的涂层厚度为0.1~1mm,然后在80~110℃条件下烘烤20~24小时,即得到钢包用耐侵蚀浇注料。

所述微米级磁性颗粒为镍微粉和磁铁矿微粉的混合物。

所述钢包用耐侵蚀浇注料的使用方法是:将所述钢包用耐侵蚀浇注料砌筑为钢包工作衬后,在钢包的钢壳外侧设置一个感应线圈,所述感应线圈:导线的直径为10~25mm;10~15匝/米;电流强度为150~210A;电流频率为1000~1600Hz。盛钢水时,启动感应线圈,钢水排出后,关闭感应线圈。

本实施例所制备的钢包用耐侵蚀浇注料经检测:侵蚀速率为0.4~0.5mm/炉。

实施例6

一种钢包用耐侵蚀浇注料及其使用方法。本实施例除所述微米级磁性颗粒为铁微粉、钴铁氧体微粉和铁钴镍合金微粉的混合物,其余同实施例5。

实施例7

一种钢包用耐侵蚀浇注料及其使用方法。本实施例所述浇注料是:

以53~56wt%的刚玉颗粒、17~20wt%的刚玉细粉、15~17wt%的铝镁尖晶石、3~4wt%的铝酸盐水泥和4~6wt%的活性氧化铝微粉为原料,外加所述原料0.2~0.3wt%的聚羧酸分散剂和0.1~2wt%的微米级磁性颗粒,混料,再外加所述原料4~5wt%的水,搅拌,浇注成型,养护,脱模,烘烤,制得浇注料生坯。

按微米级磁性颗粒∶叔丁醇的质量比为1∶(1.8~2.2)配料,搅拌均匀,得到磁性颗粒涂料。再将所述磁性颗粒涂料涂抹于所述浇注料生坯表面,所述磁性颗粒涂料的涂层厚度为0.1~1mm,然后在80~110℃条件下烘烤20~24小时,即得到钢包用耐侵蚀浇注料。

所述微米级磁性颗粒为磁铁矿微粉和镍铁氧体微粉的混合物。

所述钢包用耐侵蚀浇注料的使用方法是:将所述钢包用耐侵蚀浇注料砌筑为钢包工作衬后,在钢包的钢壳外侧设置一个感应线圈,所述感应线圈:导线的直径为10~25mm;10~15匝/米;电流强度为200~260A;电流频率为1500~2100Hz。盛钢水时,启动感应线圈,钢水排出后,关闭感应线圈。

本实施例所制备的钢包用耐侵蚀浇注料经检测:侵蚀速率为0.4~0.6mm/炉。

实施例8

一种钢包用耐侵蚀浇注料及其使用方法。本实施例除所述微米级磁性颗粒为镍铁氧体微粉、钴铁氧体微粉和铁钴镍合金微粉的混合物,其余同实施例7。

实施例9

一种钢包用耐侵蚀浇注料及其使用方法。本实施例所述浇注料是:

以55~58wt%的刚玉颗粒、15~18wt%的刚玉细粉、14~16wt%的铝镁尖晶石、3.5~4.5wt%的铝酸盐水泥和5~7wt%的活性氧化铝微粉为原料,外加所述原料0.1~0.2wt%的聚羧酸分散剂和0.1~2wt%的微米级磁性颗粒,混料,再外加所述原料4~5wt%的水,搅拌,浇注成型,养护,脱模,烘烤,制得浇注料生坯。

按微米级磁性颗粒∶叔丁醇的质量比为1∶(2.0~2.4)配料,搅拌均匀,得到磁性颗粒涂料。再将所述磁性颗粒涂料涂抹于所述浇注料生坯表面,所述磁性颗粒涂料的涂层厚度为0.1~1mm,然后在80~110℃条件下烘烤20~24小时,即得到钢包用耐侵蚀浇注料。

所述微米级磁性颗粒为镍铁氧体微粉和钴铁氧体微粉的混合物。

所述钢包用耐侵蚀浇注料的使用方法是:将所述钢包用耐侵蚀浇注料砌筑为钢包工作衬后,在钢包的钢壳外侧设置一个感应线圈,所述感应线圈:导线的直径为10~25mm;10~15匝/米;电流强度为250~300A;电流频率为2000~2600Hz。盛钢水时,启动感应线圈,钢水排出后,关闭感应线圈。

本实施例所制备的钢包用耐侵蚀浇注料经检测:侵蚀速率为0.3~0.5mm/炉。

实施例10

一种钢包用耐侵蚀浇注料及其使用方法。本实施例除所述微米级磁性颗粒为磁铁矿微粉、镍铁氧体微粉和钴铁氧体微粉的混合物,其余同实施例9。

实施例11

一种钢包用耐侵蚀浇注料及其使用方法。本实施例所述浇注料是:

以57~60wt%的刚玉颗粒、14~16wt%的刚玉细粉、13~15wt%的铝镁尖晶石、4~5wt%的铝酸盐水泥和6~8wt%的活性氧化铝微粉为原料,外加所述原料0.2~0.3wt%的聚羧酸分散剂和1~3wt%的微米级磁性颗粒,混料,再外加所述原料4~5wt%的水,搅拌,浇注成型,养护,脱模,烘烤,制得浇注料生坯。

按微米级磁性颗粒∶叔丁醇的质量比为1∶(2.2~2.6)配料,搅拌均匀,得到磁性颗粒涂料。再将所述磁性颗粒涂料涂抹于所述浇注料生坯表面,所述磁性颗粒涂料的涂层厚度为0.1~1mm,然后在80~110℃条件下烘烤20~24小时,即得到钢包用耐侵蚀浇注料。

所述微米级磁性颗粒为钴铁氧体微粉和铁钴镍合金微粉的混合物。

所述钢包用耐侵蚀浇注料的使用方法是:将所述钢包用耐侵蚀浇注料砌筑为钢包工作衬后,在钢包的钢壳外侧设置一个感应线圈,所述感应线圈:导线的直径为10~25mm;10~15匝/米;电流强度为50~110A;电流频率为2500~3100Hz。盛钢水时,启动感应线圈,钢水排出后,关闭感应线圈。

本实施例所制备的钢包用耐侵蚀浇注料经检测:侵蚀速率为0.3~0.4mm/炉。

实施例12

一种钢包用耐侵蚀浇注料及其使用方法。本实施例除所述微米级磁性颗粒为镍微粉、磁铁矿微粉和镍铁氧体微粉的混合物,其余同实施例11。

实施例13

一种钢包用耐侵蚀浇注料及其使用方法。本实施例所述浇注料是:

以59~62wt%的刚玉颗粒、12~15wt%的刚玉细粉、12~14wt%的铝镁尖晶石、3~4wt%的铝酸盐水泥和6~8wt%的活性氧化铝微粉为原料,外加所述原料0.1~0.2wt%的聚羧酸分散剂和2~4wt%的微米级磁性颗粒,混料,再外加所述原料4~5wt%的水,搅拌,浇注成型,养护,脱模,烘烤,制得浇注料生坯。

按微米级磁性颗粒∶叔丁醇的质量比为1∶(2.4~2.8)配料,搅拌均匀,得到磁性颗粒涂料。再将所述磁性颗粒涂料涂抹于所述浇注料生坯表面,所述磁性颗粒涂料的涂层厚度为0.1~1mm,然后在80~110℃条件下烘烤20~24小时,即得到钢包用耐侵蚀浇注料。

所述微米级磁性颗粒为铁微粉和铁钴镍合金微粉的混合物。

所述钢包用耐侵蚀浇注料的使用方法是:将所述钢包用耐侵蚀浇注料砌筑为钢包工作衬后,在钢包的钢壳外侧设置一个感应线圈,所述感应线圈:导线的直径为10~25mm;10~15匝/米;电流强度为100~160A;电流频率为3000~3600Hz。盛钢水时,启动感应线圈,钢水排出后,关闭感应线圈。

本实施例所制备的钢包用耐侵蚀浇注料经检测:侵蚀速率为0.2~0.4mm/炉。

实施例14

一种钢包用耐侵蚀浇注料及其使用方法。本实施例除所述微米级磁性颗粒为钴微粉、镍微粉和磁铁矿微粉的混合物,其余同实施例13。

实施例15

一种钢包用耐侵蚀浇注料及其使用方法。本实施例所述浇注料是:

以61~65wt%的刚玉颗粒、10~14wt%的刚玉细粉、10~13wt%的铝镁尖晶石、4~5wt%的铝酸盐水泥和6~8wt%的活性氧化铝微粉为原料,外加所述原料0.2~0.3wt%的聚羧酸分散剂和3~5wt%的微米级磁性颗粒,混料,再外加所述原料4~5wt%的水,搅拌,浇注成型,养护,脱模,烘烤,制得浇注料生坯。

按微米级磁性颗粒∶叔丁醇的质量比为1∶(2.6~3.0)配料,搅拌均匀,得到磁性颗粒涂料。再将所述磁性颗粒涂料涂抹于所述浇注料生坯表面,所述磁性颗粒涂料的涂层厚度为0.1~1mm,然后在80~110℃条件下烘烤20~24小时,即得到钢包用耐侵蚀浇注料。

所述微米级磁性颗粒为镍微粉和钴铁氧体微粉的混合物。

所述钢包用耐侵蚀浇注料的使用方法是:将所述钢包用耐侵蚀浇注料砌筑为钢包工作衬后,在钢包的钢壳外侧设置一个感应线圈,所述感应线圈:导线的直径为10~25mm;10~15匝/米;电流强度为150~210A;电流频率为3500~4000Hz。盛钢水时,启动感应线圈;钢水排出后,关闭感应线圈。

本实施例所制备的钢包用耐侵蚀浇注料经检测:侵蚀速率为0.1~0.3mm/炉。

实施例16

一种钢包用耐侵蚀浇注料及其使用方法。本实施例除所述微米级磁性颗粒为铁微粉、钴微粉和镍微粉的混合物,其余同实施例15。

本具体实施方式与现有技术相比具有如下积极效果:

本具体实施方式利用磁流变液的行为特征,在铝镁浇注料中添加微米级磁性颗粒,当基质部分中的磁性颗粒进入熔渣时,钢包用耐侵蚀浇注料与熔渣接触界面的局部区域形成微米磁性颗粒-非磁性载液型磁流变液。在砌筑后的钢包用耐侵蚀浇注料周围施加磁场时,悬浮颗粒沿磁场方向形成链状、柱状或更为复杂的结构,钢包用耐侵蚀浇注料与熔渣接触界面的局部区域和气孔中的熔体迅速变为类固体,可以显著减小熔渣与钢包用耐侵蚀浇注料之间的传质速率,并且这种类固体具有一定的剪切屈服强度,能抵抗熔渣的冲刷,减轻熔渣对钢包用耐侵蚀浇注料的侵蚀和渗透,延长钢包用耐侵蚀浇注料的服役寿命,减小对钢水质量的影响。冶炼作业完成后,去除钢包用耐侵蚀浇注料周围的磁场,磁性颗粒间失去磁性相互作用而链状结构被破坏,体系粘度急剧下降,又会迅速变为浆体,熔渣不会粘黏在耐火材料表面,在下个循环作业中可继续使用。并且,在磁场的作用下,可以促进钢水中夹杂物的去除,达到洁净钢水的目的。

本具体实施方式所制备的钢包用耐侵蚀浇注料经检测:侵蚀速率为0.1~0.6mm/炉。

因此,本具体实施方式制备的钢包用耐侵蚀浇注料具有能洁净钢水、抗渣性能好、耐侵蚀和寿命长的特点。

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