复合材质rh精炼炉浸渍管外包体及其成型工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及炼钢用耐火材料技术领域，具体地指一种复合材质RH精炼炉浸渍管外 包体及其成型工艺。
【背景技术】
[0002] RH精炼炉是炉外精炼过程中生产高质量钢材不可或缺的重要设备之一。浸渍管作 为RH精炼炉中进出钢水的通道，承受着钢水高速冲刷、极冷极热以及钢渣的剧烈侵蚀等作 用，是制约RH精炼炉寿命的关键环节。
[0003] 传统的RH浸渍管的主要结构是：内层使用浸盐电熔结合镁铬砖分层砌筑，外层采 用不定型耐火材料浇注成型，中间以钢胆作为主体承重结构；内层与钢胆之间用自流料填 充，在钢胆的外侧通常焊有大量的Y形或V形锚固件以固定浇注料。
[0004] 影响RH浸渍管使用寿命的因素主要包括:浸渍管外侧浇注料的材质、浇注方式、浸 渍管结构及其钢胆的形状、以及用户使用过程的修补处理等。正常情况下，由于浸渍管下部 长期浸泡在钢液中，外部耐火层上下部受热不均匀，经常出现下部耐火材料炸裂脱落等情 况。目前，钢厂大多数RH浸渍管外侧是采用同一种耐火材料浇注而成的浇注体，但由于原料 价格上涨，产品成本提高，许多厂家开始使用低档次原料替代原有原料进行生产供货，这也 直接导致的RH浸渍管的使用寿命不能得以迅速提高，甚至出现下降情况。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种使用寿命长、制造成本低、施工方便、经济环保的复合 材质RH精炼炉浸渍管外包体及其成型工艺。
[0006] 为实现上述目的，本发明所设计的复合材质RH精炼炉浸渍管外包体，设置在该浸 渍管呈管状结构的钢胆本体外侧，采用整体浇注结构形成外包耐火层，其特殊之处在于:所 述外包耐火层由裸露在空气中的上部耐火浇注料层和沉浸在钢水中的下部耐火浇注料层 组合而成；
[0007] 所述上部耐火浇注料层采用刚玉质回收料为主制备的刚玉尖晶石质浇注料，其中 各组份重量百分比为： 刚玉质回收料 45~53%; 烧结板状刚玉骨料 17~28%; 细粉 10~17%; 微粉 8~15%;
[0008] 结合剂 3~7%; 减水剂 0.1~0.5%; 有机防爆纤维 0.05~0.15%; 不锈钢纤维 0.5~2.0%;
[0009] 所述下部耐火浇注料层采用烧结微孔刚玉骨料为主制备的刚玉尖晶石质浇注料， 其中各组份重量百分比为： 烧结微孔刚玉骨料 35~43%; 含尖晶石的刚玉骨料 25~33%; 细粉 10~17%; 微粉 8~】5%;
[0010] 结合剂 3~7%; 减水剂 0.1~0.5%; 有机防爆纤维 0.05'、0.15%; 不锈钢纤维 0.5~2.0%;
[0011]同时：
[0012] 所述细粉的粒径< 〇.088mm，且所述细粉由A组份与B组份混合而成，所述A组份为 电熔白刚玉和烧结板状刚玉中的任意一种，所述B组份为铝镁尖晶石、MgO含量2 97 %的电 熔镁砂中的任意一种，所述A组份与B组份的重量比为1~2:1;
[0013]所述微粉的粒径< 20μπι，且所述微粉由5丨02微粉与活性α-Α1203微粉混合而成，所 述Si02微粉与活性α-Α1203微粉的重量比为1:10~20。
[0014]进一步地，所述上部耐火浇注料层采用的刚玉质回收料为用后钢包刚玉质无碳预 制件、用后钢包刚玉质下水口、用后钢包刚玉质水口座砖、用后钢包刚玉质供气砖座砖中的 一种或多种的混合物，其整体粒径< 12_;所述用后钢包刚玉质无碳预制件依次经过拣选、 去渣、破碎、强磁除铁和筛分工序处理得到，其中Α12〇3重量含量2 97.5 %、CaO重量含量< 1.0%、Fe2〇3重量含量 <0.8%。
[0015] 再进一步地，所述刚玉质回收料按粒径大小分为:8mm<粒径< 12mm、5mm<粒径< 8mm、3mm<粒径< 5mm、lmm<粒径< 3mm和0mm<粒径< 1mm五个级配，各个级配在刚玉质回 收料中的重量百分比依次为:18~22%、28~32%、18~22%、13~17%和13~15%。
[0016]进一步地，所述上部耐火浇注料层采用的烧结板状刚玉骨料按粒径大小分为：1mm <粒径< 3mm和Omm<粒径< 1mm两个级配，各个级配在烧结板状刚玉骨料中的重量百分比 依次为：50~60 %和40~50 %。
[0017]进一步地，所述下部耐火浇注料层采用的烧结微孔刚玉骨料中的Al2〇3含量2 99.5 %、体积密度为3.0~3.3g/cm3、闭口气孔率2 10 %、颗粒内部平均孔径< 0.5μπι、整体 粒径< 18mm。
[0018] 再进一步地，所述烧结微孔刚玉骨料按粒径大小分为：12mm<粒径< 18mm、7mm< 粒径< 12111111、3111111<粒径< 7111111、11]1111<粒径< 3mm和〇111111<粒径< 1mm五个级配，各个级配在烧 结微孔刚玉骨料的重量百分比依次为：18~22%、28~32%、18~22%、13~17 %和13~ 15%〇
[0019] 进一步地，所述下部耐火浇注料层采用的含尖晶石的刚玉骨料中的Al2〇3含量2 95%、MgO含量2 3%、尖晶石相含量2 10%、整体粒径< 5mm。
[0020] 再进一步地，所述含尖晶石的刚玉骨料按粒径大小分为:3mm<粒径< 5mm、lmm< 粒径< 3mm和0mm<粒径< 1mm三个级配，各个级配在含尖晶石的刚玉骨料中的重量百分比 依次为：28~32%、36~44%和28~32%。
[0021] 进一步地，所述微粉的混合组份中，Si02微粉的Si02含量2 92%、粒径< 5μπι;活性 α-Α1203微粉的α-Α1203含量 2 99%、粒径 < ΙΟμπι。
[0022] 进一步地，所述结合剂为纯铝酸钙水泥、水合氧化铝中的一种或两种任意比例的 混合物。
[0023]进一步地，所述减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、聚羧酸类减水剂ADS1/ADW1中 的一种或几种任意比例的混合物。
[0024] -种用于上述复合材质RH精炼炉浸渍管外包体的成型工艺，包括以下步骤：
[0025] 1)按照所述重量百分比将上部耐火浇注料层所用原料称量后，投入强制搅拌机中 搅拌2~3min，待搅拌均匀后出料备用；同样，按照所述重量百分比将下部耐火浇注料层所 用原料称量后，投入强制搅拌机中搅拌2~3min，待搅拌均匀后出料备用；
[0026] 2)在所述管状结构的钢胆本体顶部预先安装好法兰盘，并在钢胆本体内侧预先安 装或浇注好内芯耐火层，将其整体摆放在工作底板上;然后，将刷油的外围耐火浇注料胎膜 安装固定在钢胆本体外围，并保证钢胆本体与外围耐火浇注料胎膜之间的距离均匀；
[0027] 3)将调整好距离的钢胆本体和外围耐火浇注料胎膜一起倒置安放到振动平台上；
[0028] 4)将上部耐火浇注料层所用原料加水搅拌，加水量为所用原料总重量的3.8~ 4.2%，搅拌时间3~5min，搅拌均匀后灌入钢胆本体与外围耐火浇注料胎膜之间的间隙中， 开启振动平台进行振动，同时在浇注料中插入振动棒强化振动；
[0029] 5)当上部耐火浇注料层浇注到设定高度时停止灌入，同时将下部耐火浇注料层所 用原料加水搅拌，加水量为所用原料总重量的4.0~4.2%，搅拌时间3~5min，搅拌均匀后 继续灌入钢胆本体与外围耐火浇注料胎膜之间的间隙中，并在浇注料中插入振动棒强化振 动，直至浇注料表面泛浆为止，形成外包耐火层；
[0030] 6)对钢胆本体外侧成型的外包耐火层进行养护脱模，当室温低于15°C时，至少自 然养护48h再脱模;当室温高于15°C时，至少自然养护24h再脱模；
[0031] 7)脱模后继续自然养护240h以上再烘烤;在烘烤过程中，首先以10~12 °C /h的升 温速度从室温升到110°c，在110°C时保温23~25h;再以9~10°C/h的升温速度升温到250 。(：，在250°C时保温23~25h;再以8~9°C/h的升温速度升温到450°C，在450°C时保温11~ 13h后停火，自然冷却，冷却时间为12~24h，即可得到RH精炼炉浸渍管。
[0032] 本发明的优点在于:本发明外包耐火层采用上下两部分复合浇注而成，其上部耐 火浇注料层即不接触钢水部分的浇注料原料主要采用刚玉质回收料，使得制造成本得以大 幅地降低，进一步提高性价比，而且有效缓解了耐火材料资源紧缺的问题;其下部耐火浇注 料层即接触钢水部分的浇注料主要采用烧结微孔刚玉骨料，其内部具有大量的闭口微气 孔，有效阻止了裂纹的扩展，可进一步提高所制备的浸渍管的热震稳定性，使得RH浸渍管的 实际使用寿命提高60~80%。
【附图说明】
[0033] 图1为本发明复合材质RH精炼炉浸渍管外包体应用于精炼炉浸渍管上的应用状态 示意图。
[0034] 图中，法兰盘1，钢胆本体2，内芯耐火层4，缝隙自流料层5，外包耐火层6(其中：上 部耐火浇注料层6a、下部耐火浇注料层6b )，钢水7。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0036] 实施例1:
[0037]如图1所示，本发明的复合材质RH精炼炉浸渍管外包体，设置在该浸渍管呈管状结 构的钢胆本体2外侧，采用整体浇注结构形成外包耐火层6，外包耐火层6由裸露在空气中的 上部耐火浇注料层6a和沉浸在钢水7中的下部耐火浇注料层6b组合而成;在钢胆本体2内侧 设置有采用预制件结构形成内芯耐火层4,其与钢胆本体2内壁之间填充有缝隙自流料层5， 在钢胆本体2顶部设置有与真空槽相连的法兰盘1。
[0038]上述外包耐火层6的上部耐火浇注料层6a采用刚玉质回收料为主制备的刚玉尖晶 石质浇注料，其中各组份重量百分比为：
[0039] 刚玉质回收料53%;
[0040]烧结板状刚玉骨料16.9%;
[0041 ]细粉 16.85%;
[0042] 微粉 9%;
[0043] 结合剂3%;
[0044] 减水剂 0.1%;
[0045] 有机防爆纤维0.15%