专利名称：：一种中间包气幕挡墙透气性耐火材料的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种钢铁冶金中间包用气幕挡墙耐火材料。技术背景近年来，高纯净钢生产技术的研究、开发及应用受到广泛的重视和不断地探索、实践。其中，钢水在中间包中的净化工艺己成为钢水免受二次污染和提高钢水纯净度的关键环节。在中间包设置气幕挡墙的工艺技术，将惰性气体通过透气性耐火材料制作的气幕挡墙透气元件，吹入中间包钢水，使其产生小气泡幕，这些小气泡幕能将夹杂物从钢液内部带到表面，从而被渣层所吸附，以达到除去夹杂物净化钢液的目的。用气幕挡墙透气元件产生小气泡幕净化钢液的技术，除了可有效地去除钢水中夹杂物，达到净化钢水的目的，同时还有促进钢水温度和成份均匀化的作用。为了提高去除钢水中夹杂的效果，要求气幕中气泡直径细小而密度高。对气幕挡墙透气性耐火材料制作，一般仍采用加压或震动浇注成型工艺透气通道通过成型时固定在模具上的可除去的塑料带产生，也可埋入通气的金属管产生。另一类现有的透气性耐火材料的制作技术，是利用耐火材料制作时，粒度范围较窄的耐火颗粒原料堆积结构中，产生颗粒堆积间隙构成的气孔。合理控制耐火材料原料的颗粒粒度组成和用量，可以制得体内可透气的透气性耐火材料。常规耐火浇注料的临界颗粒粒度在5mm以上，颗粒配入数量75~60%，材料组织的不均匀性很高，且可以掺入纤维的细组织区域小。上述制作气幕挡墙透气性耐火材料的方法中，在耐火材料成型时置入固定在模具上的塑料带或通气金属管，模具和生产操作工艺均较复杂，劳动生产率低，形成的透气通道当量直径大，产生气幕时，气幕中的气泡直径大；采用控制耐火颗粒原料堆积的方法，在耐火材料体内产生气孔，同样存在产生气幕时气幕中的气泡直径大的问题，同时，用这种办法制作耐火材料，需要采用振动加压成型工艺或等静压加压成型工艺，工艺装备要求和制作成本均较高。综上所述，原有的透气性耐火材料的制造方法，需要在耐火材料中置入设定的通气管道或采用特定的耐火颗粒原料堆积结构产生颗粒堆积间隙气孔。这两类方法的制造工艺和装备均较复杂，劳动生产率低，且得到的透气性耐火材料产生的气泡直径大(水模测定中为1.5mm以上)，不能很好地满足中间包气幕挡墙要求气泡细而密的要求。
发明内容本发明的目的在于提供一种中间包气幕挡墙透气性耐火材料，使该耐火浇注料既保持原简便的振动浇注成型特点和良好的耐材特性，又能在体内形成易于控制的微气孔通道。为达上述目的，本发明的一种中间包气幕挡墙透气性耐火材料，包括耐火浇注料；外加0.08wty。0.45wtn/。的有机纤维，以振动浇注方法成型制作气幕档墙。.其中，所述的耐火浇注料的颗粒由《lmm的细颗粒组成，其中，粒度为10mm细颗粒占55%45%，其余为<0.21mm的细粉和微粉。所述有机纤维直径〈0.05mm，长度为46mm。所述的耐火浇注料为高铝质耐火浇注料。所述的耐火浇注料为莫来石质耐火浇注料。所述的耐火浇注料为铝尖晶石质耐火浇注料。由浇注料中掺入的有机纤维烧失后形成透气性耐火材料中的透气通道，该透气通道与所述的有机纤维对应。在耐火浇注料中外加0.08%0.45%的有机纤维，有机纤维直径〈0.05mm,长度46mm，通过在浇注料中随机分布的有机纤维在高温灼烧挥发后留下的管状微孔及数量，可控制在材料内部形成通气通道的大小和数量(水模测定中气泡直径为lmm以下，大多数《0.5mm)，从而在高性能的致密耐火浇注料中形成中间包气幕挡墙耐火材料所要求的通气量。本发明的采用加入一定量直径的细小有机短纤维使材料产生透气性的方法，可以使浇注料仍保持简便的振动中流动填充密实化的特性，并保持耐火浇注料原有良好的材料强度和耐火性能，从而使材料保持良好的使用寿命。加入的有机纤维经过亲水处理，直径O.05mm且长度46mm。由于有机纤维比重小，未经亲水处理的或长度大于6mm的有机纤维难于在浇注料浆中均匀分散，造成材料性能降低且不能有效形成贯通气道；如果未经亲水处理的或纤维直径大于0.05mm的有机纤维还将显著降低耐火浇注料振动浇注成型的流动性，使难于用浇注成型法制作气幕挡墙；如果纤维长度短于4mm，使材料组织中短管状气孔的连通几率明显降低，从而会导致气幕挡墙难以达到透气量的工艺要求；如果以增加纤维加入量弥补，则过量的纤维加入量将同时导致浇注料浇注流动性的显著下降和气幕挡墙材料性能的显著下降，不能满足气幕挡墙制作的要求和在中间包钢水中长时间工作的要求。对气耐火浇注料的颗粒度进行限制是要保证材料体内较高的掺入纤维的细组织区域体积,也可保证有机纤维能均匀地分散在材料体内，并使工作时材料表面均匀地产生细气泡。但浇注料颗粒度降低将造成材料的抗压强度和高温体积稳定性下降。实验表明，采用10mm的细颗粒5545n/。作为浇注料的颗粒骨料，其余为〈0.21mm的各种细粉和微粉，可以兼顾材料结构中气孔均匀分布和材料性能的要求。使该耐火浇注料既保持原简便的振动浇注成型特点和良好的耐材特性，又能在体内形成易于控制的微气孔通道。图1为本发明的气幕挡墙透气性耐火浇注料显气孔率与材料的透气能力关系曲线图。具体实施方式耐火浇注料中外加入有机纤维形成的透气型气幕挡墙，经中高温5001000。C的热处理后，在常规的中间包气幕挡墙供气压力0.2Mpa时，其显气孔率与比透气量随有机纤维加入量增加而增加，对耐火浇注料实物测得的关系如表l和图l所示。表1为气幕挡墙透气性耐火浇注料显气孔率与有机纤维加入量的关系。由表1可见，随着有机纤维加入量的增大，其显气孔率和比透气量也逐渐增大。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>见图1，虚线表示的透气量是气幕挡墙对透气性耐火材料的常见透气性要求。可见，采用本发明的在耐火浇注料中有机纤维的加入量的方法，生产中间包气幕挡墙，可以有效地形成中间包气幕挡墙透气性耐火材料所要求的透气量，当有机纤维的外加入量在0.08%0.45%范围内，该技术制作的透气性耐火材料其透气能力可以很好地覆盖气幕挡墙对耐火材料透气量要求的可能范围。低于该加入量，产生的透气性不够，超过该加入量，透气性过高，且对材料性能会有所降低。气幕档墙的耐火浇注料可以采用现有的能符合中间包冶炼所需耐火性要求的高铝质、莫来石质或铝尖晶石质耐火浇注料。下面通过表2~表4分别说明上述3种耐火浇注料中加入有机纤维后形成透气性耐火浇注料后的实例，以及由此制作成的气幕挡墙透气性耐火材料的性能。实施例1表2是在低水泥铝尖晶石质致密浇注料中外加入0.25wt。/^的有机纤维，制作而成的60吨中间包气幕挡墙的性能。表2为低水泥铝尖晶石质气幕挡墙透气性耐火材料。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>从挡墙透气性耐火材料的性能测定结果看，材料的性能是优良的。用适量的有机纤维产生通气孔对耐材的性能无明显的降低作用，其耐火性能可以很好地符合中间包钢水冲刷条件下工况条件的需要，且制作而成的气幕挡墙透气能力与中间包冶金的要求相吻合。实施例2表3为低水泥莫来石质气幕挡墙透气性耐火材料。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>在上述耐火浇注料中拌入有机纤维，采用具有碾轮的混砂机。拌和工艺中首先将有机纤维和配料中小于0.21mm的各种细粉物料在混砂机中拌和1520分钟，利用碾轮的碾压搓和作用，使纤维束和纤维团在浇注料细粉中均匀分散，然后加入浇注料的颗粒组分，混和12分钟即可。由浇注料中掺入的有机纤维烧失后形成透气性耐火材料中的透气通道，该透气通道与所述的有机纤维对应。本发明用振动浇注方法成型制作气幕档墙，气幕挡墙制作按照常规的耐火浇注料制作不定形耐火预制块的方法，将耐火浇注料振动浇注入中间包气幕挡墙的模具，经常规的养护后便可得到中间包气幕挡墙透气性耐火材料的预制块，经中高温500100(TC的热处理后，成为中间包气幕挡墙透气性耐火材料。权利要求1.一种中间包气幕挡墙透气性耐火材料，其特征在于，包括耐火浇注料；外加0.08wt％～0.45wt％的有机纤维，以振动浇注方法成型制作气幕档墙。2.如权利要求1所述的中间包气幕挡墙透气性耐火浇注料，其特征在于:所述的耐火浇注料的颗粒由《lmm的细颗粒组成，其中，粒度为lOmm细颗粒占55%45%，其余为〈0.21mm的细粉和微粉。3.如权利要求1所述的中间包气幕挡墙透气性耐火浇注料，其特征在于:所述有机纤维直径〈0.05mm，长度为46mm。4.如权利要求1所述的中间包气幕挡墙透气性耐火材料，其特征在于所述的耐火浇注料为高铝质耐火浇注料。5.如权利要求1所述的中间包气幕挡墙透气性耐火材料，其特征在于所述的耐火浇注料为莫来石质耐火浇注料。6.如权利要求1所述的中间包气幕挡墙透气性耐火材料，其特征在于所述的耐火浇注料为铝尖晶石质耐火浇注料。7.如权利要求1所述的间包气幕挡墙透气性耐火材料，其特征在于由浇注料中掺入的有机纤维烧失后形成透气性耐火材料中的透气通道，该透气通道与所述的有机纤维对应。全文摘要一种中间包气幕挡墙透气性耐火材料，包括耐火浇注料；外加0.08wt％～0.45wt％的有机纤维，以振动浇注方法成型制作气幕档墙。其中，所述的耐火浇注料的颗粒由≤1mm的细颗粒组成，其中，粒度为1～0mm细颗粒占55％～45％，其余为＜0.21mm的细粉和微粉。所述有机纤维直径＜0.05mm，长度为4～6mm。该耐火浇注料既保持原简便的振动浇注成型特点和良好的耐材特性，又能在体内形成易于控制的微气孔通道。文档编号B28B1/52GK101152734SQ20061011673公开日2008年4月2日申请日期2006年9月29日优先权日2006年9月29日发明者何平显,陈荣荣申请人:宝山钢铁股份有限公司