一种复合式高寿命、低成本钢包透气砖座砖及其制备工艺的制作方法_2

文档序号:8519948阅读:来源:国知局
0 %,粒度〈0. 044mm的电熔尖晶石微粉 1. 0%,a-A1203微粉4. 0 %,活性SiO2微粉0. 8 %,纯铝酸钙水泥3. 2 %,木钙0. 05 %,三聚 磷酸钠0. 12%,耐热钢纤维0. 03%,均为重量百分比。
[0016] 所述电熔白刚玉是用工业氧化铝电熔生产,其A1203彡98. 1%,Si02< 0. 5%, Fe203^ 〇? 3%,Ti02 ^ 0. 2%,CaO^ 0. 29%,MgO^ 0. 14%,K20 ^ 0. 05%,Na20 ^ 0. 41%, 体积密度彡3. 80g/cm3,显气孔率彡4. 0%。
[0017] 所述板状刚玉,是用工业氧化铝采用电熔法法生产,氧化铝晶粒达到完全的再结 晶a-A1203,其A1203彡 99. 3 %,SiO2彡 0? 18 %,Fe203彡 0? 1 %,Na20 彡 0? 28 %,体积密度 彡3. 76g/cm3,显气孔率彡2. 6 %。
[0018] 所述电熔镁砂选用牌号为BMS- 97。
[0019] 所述电熔锆莫来石,其A1203含量为42~47%,SiO2含量为16~20%,ZrO2含量 为35~40 %,Fe203、Ca0等其他杂质含量为0. 5~4. 0 %,体积密度彡3. 60g/cm3,显气孔率 < 3. 0%〇
[0020] 所述电熔Cr203微粉,浅绿至深绿色细小六方结晶,Cr203多99 %,熔点 2266±25°C,水分含量< 0? 2%,320 目筛余物< 0? 5%。
[0021] 所述电熔尖晶石,其MgO含量为28. 4~36. 6 %,A1203含量为52. 9~70. 4%,SiO2 含量为〇? 3~3. 33 %,Fe203含量为0? 3~1. 89 %,CaO含量为0? 4~0? 89%,TiO2含量为 2. 10~2. 52%,体积密度彡3. 17g/cm3,显气孔率彡6. 9%。
[0022] 所述活性Si02微粉,是生产金属硅或硅铁合金的副产品,硅灰中Si02含量彡92%, 粒度小于5ym,且粒度小于2ym的占80~85 %。
[0023] 所述a-A1203微粉,是工业氧化铝煅烧制成的,其A1 203微粉>99%,粒度小于 2 u m〇
[0024] 所述纯铝酸钙水泥,其牌号为CA-70。
[0025] 所述木钙,是一种多组分高分子聚合物阴离子表面活性剂,其木质素含量为 55-65%,水不溶物为 0? 5-1. 5%,还原物为 5-13%,PH值:4. 5 - 7。
[0026] 所述耐热钢纤维,是用含铬镍等合金元素的耐热钢生产的,选用牌号为310。
[0027] 所述矾土基烧结刚玉,是用铝土矿烧结生产,其A1203彡98. 7%,Si02< 0. 01%, Fe203^〇- 12%,Ti02^0. 01%,Ca0^0. 02%,Mg0^0. 02%,K20^0. 02%,Na20^0. 05%, 体积密度彡3. 67g/cm3,显气孔率< 1. 8%。
[0028] 本发明优选的,所述座砖本体的外径D为360~380mm,座砖本体的总高度H为 420 ~470mm。
[0029] 本发明的设计座砖本体的平均壁厚为50~100mm。
[0030] 本发明优选的,所述安装孔为截头圆台形,圆台形上端口直径dl为125~150mm, 圆台形下端口直径d2为195~220mm。
[0031] 本发明优选的,上本体内壁上的凹沟优选为3~5条,凹沟的深度与宽度一致,为 6~10mm〇
[0032] 经无数次实验,本发明意外发现:(1)座砖本体整体为圆柱形,横剖面为圆形,上 本体采用高纯度铬镁莫来石刚玉浇注料浇注成型,高度h为250~300mm,下本体采用普 通铬镁莫来石刚玉浇注料浇注成型,同比横剖面以圆的直径为边长的正方形的钢包水口座 砖本体,浇注料用量同比减少21. 5 %,降低了生产成本,使得本发明的复合式钢包透气砖 座砖,其性价比高于现有技术生产的钢包透气砖座砖;本发明的设计是基于钢包钢包透气 砖座砖本体上部、下部不同的使用条件和使用性能要求,本体上部直接与高温钢水、熔渣接 触,要求其抗冲刷、抗侵蚀性能强,而本体下部不直接与高温钢水、熔渣接触,其抗冲刷、抗 侵蚀性能可适当降低,而高度h为220~270mm,这是基于高温钢水、熔渣对本体上部的最大 侵蚀高度,是通过实验室抗渣性测试和现场应用验证后确定的;上本体内壁圆周方向设置 若干条凹沟,防止透气砖在使用和烧洗过程中钢水、钢渣沿透气砖与透气砖座砖之间的环 缝渗入导致的透气砖与透气砖座砖的异常侵蚀和穿钢事故。圆柱形座砖本体壁厚均匀,在 制备烘烤和浇钢使用过程中,温度沿壁分布均匀,减少了热应力,避免缩孔、变形、裂纹,同 时延长了座砖使用寿命。
[0033] (2)在复合式高寿命、低成本钢包透气砖座砖上本体采用高纯度铬镁莫来石刚玉 浇注料和下本体采用普通铬镁莫来石刚玉浇注料的物料组成中,物料临界粒度(即最大粒 度)均由现有技术的8mm增大到15_,同时配加适量的Cr203微粉,这是基于大量的实验与 研宄确定的,临界粒度由8mm增大到15_,可提高饶注料对高温钢水、恪澄的抗侵蚀性能, 而配加的Cr203微粉与基质中的A1 203反应形成铝铬固溶体,与莫来石形成有限固溶体,与 其他杂质反应形成高黏度的含铬玻璃相,能阻止熔渣的渗透,提高其抗渣性,降低其侵蚀速 率,同时造成了刚玉晶格的畸形并得到活化,促进了刚玉间及与粉料间的不断烧结,增强了 残余抗折强度和残余耐压强度,同时提高了其热震稳定性。
[0034] (3)通过大量的实验与研宄,在复合式高寿命、低成本钢包透气砖座砖上本体采用 高纯度铬镁莫来石刚玉浇注料和下本体采用普通铬镁莫来石刚玉浇注料的物料组成中,电 恪镁砂均采用0. 088mm5粒度〈0. 5mm和粒度f0. 044mm的粗细两种粒度加入,可以控制电 熔镁砂中的MgO与基质中的A1203反应生成尖晶石的速度,使得尖晶石晶体交错生长、基质 致密化,使得浇注料的烧后线变化逐渐增大,提高其抗热震性,解决了现有技术只用单一的 镁砂微粉与A1203快速反应、导致浇注料的体积快速膨胀引发的裂纹及透气砖座砖断裂问 题。
[0035] 用于制备上述复合式高寿命、低成本钢包透气砖座砖的模具,包括模芯、固定框、 模框和底板,模芯位于模框内部中心,模芯和模框的底部固定于底板上,固定框位于模框外 周,固定框由四块可拆装的平板钢板通过螺栓固定在一起,其特征在于,在模芯的上部外壁 表面沿圆周方向横向设置有凹沟成型圈,所述的凹沟成型圈为3-5条,在模芯上部高度方 向上上下平均分布,凹沟成型圈的厚度与纵截面的宽度一致,为6~10mm,优选的凹沟成型 圈为圆圈形橡皮筋。
[0036] 所述复合式高寿命、低成本钢包透气砖座砖的制备方法,先浇注下本体,后浇注上 本体,包括步骤如下:
[0037] 1)将制备透气砖座砖的模具内壁均匀刷油后,放置到振动台上;
[0038] 2)按照下本体的铬镁莫来石刚玉浇注料的组分配比配料后,先干混5~10分钟, 混合均匀后加入物料总重量5. 0~5. 5 %的水,湿混5~10分钟,混合均匀,得下本体泥料;
[0039] 3)将下本体泥料加入模具内,边加料边振动,直至上本体泥料的高度为(H-h) mm;
[0040] 4)按照上本体的高纯度铬镁莫来石刚玉浇注料的组分配比配料后,先干混5~10 分钟,混合均匀后加入物料总重量4. 5~5. 0 %的水,湿混5~10分钟,混合均匀,得上本体 泥料;
[0041] 5)将下本体泥料摊平,在下本体泥料凝固前立即将上本体泥料加入模具内,边加 料边振动,直至泥料与模具上边缘持平,继续振动至表面致密泛浆;
[0042] 6)在温度17-25°C、湿度大于90%的条件下养护2~3天后,脱模,制得透气砖座 砖本体生还;
[0043] 7)将透气砖座砖本体生坯烘烤,然后自然冷却,钢包水口座砖本体成品。
[0044] 本发明优选的,透气砖座砖本体生坯烘烤及冷却按如下流程;a、从0~150°C以 10°C/h升温速度升温,升温至135~150°C山、在135~150°C保温,保温时间12~16h;c、 再从135~150°C以10°C/h升温速度升温,升温至235~250°C;d、在235~250°C保温, 保温时间8~12h;e、再从235~250°C以15°C/h升温速度升温,升温至575~600°C,f、 在575~600°C保温8~12h后,停火自然冷却,冷却时间12~24h,复合式钢包透气砖座 砖制备完成。
[0045] 本发明的有益效果是:
[0046] (1)本发明的复合式高寿命、低成本钢包透气砖座砖本体上本体采用高纯度铬镁 莫来石刚玉浇注料浇注成型,高度h为250~300mm,下本体采用普通铬镁莫来石刚玉浇注 料浇注成型,座砖本体整体呈圆柱形,上本体内壁周向设置若干条凹沟,取得了预料不到的 技术效果:使得本发明的复合式钢包透气砖座砖的性价比高于现有专利CN202097397U(申 请号:201120136171.9)生产的复合透气砖座砖,生产成本相当,但复合透气砖座砖使用寿 命同比提尚10炉以上。
[0047] (2)在复合式高寿命、低成本钢包透气砖座砖本体上本体采用高纯度铬镁莫来石 刚玉浇注料和下本体采用普通铬镁莫来石刚玉浇注料的物料组成中,物料临界粒度(即最 大粒度)由现有技术的8mm增大到15_,同时在上述两种浇注料的物料组成中配加适量的 Cr203微粉,取得了预料不到的技术效果:使得本发明的复合式钢包透气砖座砖的抗渣性、 热震稳定性均优于现有专利CN202097397U(【申请号】201120136171.9)生产的复合透气砖 座砖,侵蚀速率同比降低〇. 5mm/炉以上,使用寿命同比提高10炉以上。
[0048] (3)在复合式高寿命、低成本钢包透气砖座砖本体上本体采用高纯度铬镁莫来 石刚玉浇注料和下本体采用普通铬镁莫来石刚玉浇注料的物料组成中,电熔镁砂均采用 0? 088mm兰粒度〈0? 5mm和粒度兰0? 044mm的粗细两种粒度加入,取得了预料不到的技术效 果:使得本发明的复合式钢包透气砖座砖的质量稳定性优于现有专利CN202097397U(申请 号:201120136171.9)生产的复合透气砖座砖,透气砖座砖裂纹及断裂问题得到本质解决。
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