专利名称：挡渣塞均质塞头用耐火浇注料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及转炉出钢口设备用材料及其制备方法，尤其属于生产转炉出口用的挡渣塞用耐火浇注料及其制备方法。
背景技术：
在转炉冶炼终结时，全部熔渣均浮在钢水表面，在转炉出钢过程中，尤其是在大部分钢水排出后，在出钢口处钢水会形成较强的涡流，熔渣不可避免地随钢水流出。由于熔渣中含有大量的对钢水有害的成分，并且这些有害成分将随时重新返回或溶解到钢水中，影响钢水的纯净度和最终的钢材产品质量，同时，大量的熔渣还将以不同的形式消耗合金，降低了钢水精炼过程的合金收得率。为此，国内外钢铁企业均采用转炉出钢挡渣技术来控制下渣量。为了提高转炉挡渣效果，国内外在挡渣技术方面进行了广泛的研究，自1970年日本发明挡渣球出钢挡渣方法以来，先后发明了几十种挡渣方式，其中，挡渣塞以其挡渣成功率高、下渣量少、定位准确的特点得到广泛的应用。中国专利公开号为CN1453370A公开了一种转炉出钢用挡渣锥，是一个由上部的上大下小的圆台体和下部为上大下小的倒圆锥体组合而成，为了保证挡渣锥的综合比重介于钢水与熔渣之间，在挡渣锥内部设有铸铁芯，外部为耐火材料层；由此可见，该挡渣锥具有制作工艺复杂、成本较高的不足。此外，中国专利公开号为CN1308139A公开了一种机压成型挡渣栓的制作方法，具体制作方法是将铝矾土、镁砂、硅铁、铁矿石、铬矿石、钢渣进行破碎筛分，将水玻璃与原材料混合，并在专用模具内机压成型并干燥制备挡渣栓头部；导向杆的制作是将上述原材料与耐火水泥、水混合后，在专用模具中央放置钢筋，再进行振动成型；此后，将挡渣栓头部和导向杆组装成挡渣栓。由此可见，该方法取消了挡渣栓头部的金属芯，并采用机压成型的方法进行头部成型，简化了挡渣栓的制备工艺，提高了生产效率。但是，采用硅铁骨料来提高挡渣栓的综合密度，由于原材料密度差距大，易导致混合料偏析和挡渣栓重心偏移；同时，硅铁筛下料难以得到充分利用，导致原材料的浪费；此外，导向杆浇注料中金属骨料的使用以及骨料的高密度差引起的浇注偏析将增大使用过程中的熔断可能性，导致挡渣栓漂移而失去挡渣作用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种性能优良、热震稳定性好、成本低廉、原材料易得、挡渣塞塞头部分不需要起配重作用的金属芯或块、段，并采用浇注工艺进行塞头成型，导向杆则采用普通的特级高铝浇注料与金属杆进行浇注成型的挡渣塞均质塞头用耐火浇注料及其制备方法。
实现上述目的的技术措施挡渣塞均质塞头用耐火浇注料，其特征在于耐火浇注料主要组分重量百分数为25.0～40.0的增重骨料、余量为耐火混合料。
其在于增重骨料按重量百分数的组成为金属屑55.0～75.0，特级高铝熟料12.0～35.0，棕刚玉4.0～15.0，硅微粉0～3.0，α-Al2O3微粉0～2.0，外加水玻璃5.0～10.0，氟硅酸钠0.2～1.0，三聚氰胺0～0.2，增重骨料配料粒度为金属屑0.15～5.0mm，特级高铝熟料骨料0.15～1.0mm，特级高铝熟料粉料为180目，棕刚玉粉料为180目。
其在于耐火混合料按重量百分数的组成为特级高铝熟料27.0～55.0，棕刚玉13.0～33.0，硅微粉0～5.0，α-Al2O3微粉9～18，矾土水泥5.0～10.0，六偏磷酸钠0～0.1，木质磺酸钙0～0.3，三聚氰胺0～0.3，浇注料配料粒度为特级高铝熟料骨料3～0.1mm，棕刚玉粉料为180目。
挡渣塞均质塞头用耐火浇注料的制备方法，其步骤1)制备增重骨料
a、将金属屑55.0～75.0，特级高铝熟料12.0～35.0，棕刚玉4.0～15.0，硅微粉0～3.0，α-Al2O3微粉0～2.0，外加水玻璃5.0～10.0，氟硅酸钠0.2～1.0，三聚氰胺0～0.2混合并捣打成块；b、在450℃～800℃温度条件下将块状的增重骨料烘干2～4小时，使其密度达到3.5～5.5g/cm3；c、将烘干后的块状增重骨料进行破碎并筛分，使其粒度在1～5mm，备用；2)将重量百分数为25.0～40.0的制备好的增重骨料与余量的耐火混合料进行混合。
本发明通过对转炉出钢挡渣塞的挡渣原理研究，发现挡渣塞的外形结构、综合密度、重心位置是影响挡渣塞使用效果的重要因素，尤其在外形结构一定的条件下，综合密度、重心位置是很关键的。因此，本发明从取消挡渣塞塞头金属芯，仍能达炼钢对挡渣塞的综合密度、重心位置的要求，并从简化挡渣塞制备工艺和防止重心偏移的角度出发，采用了能达到挡渣塞耐火浇注料的综合密度及重心位置要求的耐火浇注料和合理的制备工艺，即将密度高的金属与耐火原料混合并捣打以增重骨料的方法，从而降低了挡渣塞耐火浇注料各材料间的密度差异，能改善浇注料的混合均匀性，降低了挡渣塞浇注成型过程引起的骨料偏析程度，较好地解决了挡渣塞因偏析导致的重心偏移问题。同时，金属的采用，能改善浇注料的导热性能、提高浇注料的热震稳定性；骨料筛下物还可作为骨料的原料回收利用。
本发明挡渣塞均质塞头用耐火浇注料及其制备工艺具有如下显著的优点1.本发明耐火浇注料体积密度高、密度调节范围宽、结合强度大，可满足不同结构形式的挡渣塞用耐火浇注料的技术性能要求。采用金属增重骨料，改善了浇注料的导热性能，提高了浇注料的热震稳定性。
2.本发明采取金属与耐火原料混合捣打增重骨料的方法，降低了挡渣塞耐火浇注料各种原材料间的密度差异，改善浇注料的混合均匀性，降低了挡渣塞浇注成型过程引起的骨料偏析程度，较好地解决了挡渣塞因偏析导致的重心偏移问题，提高了挡渣塞投放的准确性。
3.采用本发明，取消了常规挡渣塞塞头金属芯，避免了金属芯原材料的加工与金属芯的制作，简化挡渣塞制备工艺4.本发明所用的原材料来源广阔，价格低廉。
5.本发明的挡渣塞均质塞头用耐火浇注料及其制备方法适用于挡渣塞、挡渣球浇注成型。
具体实施例方式
本发明的挡渣塞均质塞头用耐火浇注料及其制备工方法结合实施例进一步详述实施例1制备0.5吨挡渣塞均质塞头用耐火浇注料，其中，增重骨料的组分按重量百分数为金属屑59，其粒度为0.15～5.0mm、特级高铝熟料16，其粒度为0.15～1.0mm、特级高铝熟料13，粒度为180目、棕刚玉12，粒度为180目、水玻璃8、氟硅酸钠0.5，三聚氰胺0.1；耐火混合料的组分按重量百分数为特级高铝熟料l8，其粒度为1.0～3.0mm、特级高铝熟料17，其粒度为0.15～1.0mm、棕刚玉15.0，其粒度为180目、硅微粉1.5、α-Al2O3微粉10.5、625矾土水泥6.0、六偏磷酸钠0.05、木质磺酸钙0.1、三聚氰胺0.1。
挡渣塞均质塞头用耐火浇注料的制备方法，其步骤1)制备增重骨料a、将重量百分比及粒度为金属屑59，其粒度为0.15～5.0mm、特级高铝熟料16，其粒度为0.15～1.0mm、特级高铝熟料13，粒度为180目、棕刚玉12，粒度为180目、水玻璃8、氟硅酸钠0.5，三聚氰胺0.1混合并捣打成块；
b、在600℃温度条件下将块状的增重骨料烘干2.5小时，使其密度达到4.2g/cm3；c、将烘干后的块状增重骨料进行破碎并筛分，使其粒度在1～5mm，备用；2)将重量百分比及粒度为特级高铝熟料18，其粒度为1.0～3.0mm、特级高铝熟料17，其粒度为0.15～1.0mm、棕刚玉15.5，其粒度为180目、硅微粉1.5、α-Al2O3微粉10.5、625矾土水泥6.0、六偏磷酸钠0.05、木质磺酸钙0.1、三聚氰胺0.1混合而成的耐火混合料按重量百分比为70.0与重量百分比为30.0的制备好的增重骨料进行混合。
通过在110℃×24小时的检测，本发明挡渣塞均质塞头用耐火浇注的体积密度为2.93g/cm3。通过制作试样的断口观察，增重骨料分布均匀，达到了改善浇注料混匀性的目的。经用上述塞头浇注料制作均质塞头，采用在金属杆外部浇注普通特级高铝制作导向杆，其挡渣塞综合密度达到了技术要求。
实施例2制备0.5吨浇注料，其中，增重骨料的组分按重量百分数为金属屑72，其粒度为0.15～5.0mm、特级高铝熟料9，其粒度为0.15～1.0mm、特级高铝熟料10.5，其粒度为180目、棕刚玉5，其粒度为180目、硅微粉1.5，α-Al2O3微粉2、水玻璃9、氟硅酸钠0.6、三聚氰胺0.1；耐火混合料的组分按重量百分数为特级高铝熟料5，其粒度为1.0～3.0mm、特级高铝熟料17，其粒度为0.15～1.0mm、棕刚玉15.5，其粒度为180目、硅微粉1.5、α-Al2O3微粉10.5、925矾土水泥5.5、六偏磷酸钠0.05、木质磺酸钙0.1、三聚氰胺0.1。
挡渣塞均质塞头用耐火浇注料的制备方法，其步骤1)制备增重骨料a、将重量百分比及粒度为金属屑72，其粒度为0.15～5.0mm、特级高铝熟料9，其粒度为0.15～1.0mm、特级高铝熟料10.5，其粒度为180目、棕刚玉5，其粒度为180目、硅微粉1.5，α-Al2O3微粉2、水玻璃9、氟硅酸钠0.6、三聚氰胺0.1混合并捣打成块；b、在760℃温度条件下将块状的增重骨料烘干3.5小时，使其密度达到4.8g/cm3；c、将烘干后的块状增重骨料进行破碎并筛分，使其粒度在1～5mm，备用；2)将重量百分比及粒度为特级高铝熟料5，其粒度为1.0～3.0mm、特级高铝熟料17，其粒度为0.15～1.0mm、棕刚玉15.5，其粒度为180目、硅微粉1.5、α-Al2O3微粉10.5、925矾土水泥5.5、六偏磷酸钠0.05、木质磺酸钙0.1、三聚氰胺0.1混合而成的耐火混合料按重量百分比为65.0与重量百分比为35.0的制备好的增重骨料进行混合。
通过在110℃×24小时的检测，本发明挡渣塞均质塞头用耐火浇注的体积密度为3.15g/cm3，达到了密度要求。通过制作试样的断口观察，增重骨料分布均匀，达到了改善浇注料混匀性的目的。采用上述塞头浇注料制作均质塞头，采用在金属杆外部浇注普通特级高铝制作导向杆，其挡渣塞综合密度达到了技术要求。
权利要求
1.挡渣塞均质塞头用耐火浇注料，其特征在于耐火浇注料主要组分重量百分数为25.0～40.0的增重骨料、余量为耐火混合料。
2.根据权利要求1所述的挡渣塞均质塞头用耐火浇注料，其特征在于增重骨料按重量百分数的组成为金属屑55.0～75.0，特级高铝熟料12.0～35.0，棕刚玉4.0～15.0，硅微粉0～3.0，α-Al2O3微粉0～2.0，外加水玻璃5.0～10.0，氟硅酸钠0.2～1.0，三聚氰胺0～0.2，增重骨料配料粒度为金属屑0.15～5.0mm，特级高铝熟料骨料0.15～1.0mm，特级高铝熟料粉料为180目，棕刚玉粉料为180目。
3.根据权利要求1所述的挡渣塞均质塞头用耐火浇注料，其特征在于耐火混合料按重量百分数的组成为特级高铝熟料27.0～55.0，棕刚玉13.0～33.0，硅微粉0～5.0，α-Al2O3微粉9～18，矾土水泥5.0～10.0，六偏磷酸钠0～0.1，木质磺酸钙0～0.3，三聚氰胺0～0.3，浇注料配料粒度为特级高铝熟料骨料3.0～0.1mm，棕刚玉粉料为180目。
4.挡渣塞均质塞头用耐火浇注料的制备方法，其步骤1)制备增重骨料a、将金属屑55.0～75.0，特级高铝熟料12.0～35.0，棕刚玉4.0～15.0，硅微粉0～3.0，α-Al2O3微粉0～2.0，外加水玻璃5.0～10.0，氟硅酸钠0.2～1.0，三聚氰胺0～0.2混合并捣打成块；b、在450℃～600℃温度条件下将块状的增重骨料烘干2～4小时，使其密度达到3.5～5.5g/cm3；c、将烘干后的块状增重骨料进行破碎并筛分，使其粒度在1～5mm，备用；2)将重量百分数为25.0～40.0的制备好的增重骨料与余量的耐火混合料进行混合。
全文摘要
本发明涉及挡渣塞塞头用耐火浇注料及其制备方法。其解决目前存在的制备工艺复杂或原材料密度差距大，易导致混合料偏析等不足。技术措施耐火浇注料主要组分重量百分数为25.0～40.0的增重骨料、余量为耐火混合料；制备方法1)制备增重骨料将金属屑55.0～75.0，特级高铝熟料12.0～35.0，棕刚玉4.0～15.0，硅微粉0～3.0，α－Al
文档编号C04B14/02GK1760159SQ20051001967
公开日2006年4月19日 申请日期2005年10月27日 优先权日2005年10月27日
发明者欧阳德刚, 胡清明, 罗安智, 张爱平 申请人:武汉钢铁(集团)公司