本发明属于耐火材料领域，具体涉及一种钢包包壁用无碳机压砖及其制备方法。
背景技术：
随着对各种优质钢种需求的不断增加，钢铁冶炼技术人员对各种耐火材料在冶金工艺过程中对钢种的增碳问题愈加重视起来，要求在冶炼低碳优质钢种工艺过程中尽量减少含碳耐火材料的使用对钢水增碳所带来的不利影响。洁净钢的工艺可以说是对钢水脱碳和大大降低O、S、N、P、H等杂质元素的过程。低碳钢、超低碳钢的发展，相应要求发展低碳或无碳耐火材料。为此，为减少含碳耐火材料对钢水的污染，钢厂要求包壁采用无碳预制块，包底用浇注料或无碳预制块。目前，国内无碳钢包包壁一般采用预制块砌筑，虽然无碳预制块不含碳，但由于砖型小，生产效率太慢，同时车间要求场地大以便摆放模具，以上等各种条件限制了无碳预制块的生产节奏，根本无法保证大批量预制块的生产；另外，由于预制块要求养护时间长再加上烘烤等因素的影响导致预制块的生产周期特别长，不能满足钢厂快节奏生产的需要。因此研究快节奏生产钢包包壁用无碳机压砖成为当前耐火材料领域的当务之急。
技术实现要素：
本发明的目的旨在克服生产预制块的缺点，提供一种生产节奏快、高温性能好、抗侵蚀性能强的钢包包壁用无碳机压砖，本发明的另一目的是提供一种钢包包壁用无碳机压砖的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用如下方案解决：一种钢包包壁用无碳机压砖，其各原料组份按重量单位份计的组成如下：3-5mm骨料15-25份、1-3mm骨料20-35份、0.088-1mm骨料8-15份，以上骨料为矾土熟料、电熔镁砂或刚玉系耐火原料中的一种或多种，刚玉系耐火原料包括烧结刚玉、电熔白刚玉、棕刚玉；0.088-1mm电熔镁砂骨料1-5份、白刚玉细粉325目10-15份、电熔尖晶石细粉325目10-18份、活性а-氧化铝微粉3-10份、电熔镁砂细粉180目3-8份、铝镁胶结剂0.5-5份、六偏磷酸钠0.2-2份、黄糊精0.1-2份、羧甲基纤维素0.1-1份、纸浆废液1-5份，纸浆废液中纸浆比重≥1.25 g/cm3；上述各种原料按比例混匀后机压成型，并经热处理而制成。
上述的钢包包壁用无碳机压砖所述原料性能如下：
1）矾土熟料，Al2O3含量≥88%，体积密度≥3.25g/cm3，Fe2O3含量≤1.5%。
2）所述刚玉系耐火原料为烧结刚玉、电熔白刚玉、棕刚玉中的一种或几种，粒度为3-5mm,1-3mm,0.088-1mm, 325目；
电熔白刚玉：Al2O3≥98.5% ，Fe2O3≤0.3，Na2O≤0.5，真比重≥3.94 g/cm3 ；
棕刚玉：Al2O3≥94.5% ，Fe2O3≤0.3 ，Si2O≤1.0，真比重≥3.80 g/cm3 ；
烧结刚玉：Al2O3≥99.0% ，Fe2O3≤0.1% ，Si2O≤0.2%，体积密度≥3.65 g/cm3。
3）活性а-氧化铝微粉，Al2O3≥99.0%，平均粒径≤10µm；
4）电熔镁砂，MgO含量≥96%，体积密度≥3.4 g/cm3，SiO2含量≤2.0%,CaO含量≤2.0%；
5）电熔尖晶石细粉325目，Al2O3含量70%～80%，MgO含量20%～30%；
6）铝镁胶结剂Al2O3含量≥1.5%，MgO含量≥45%，CaO含量≤2.0%，SiO2含量≤2.0%；
7）六偏磷酸钠，P2O5含量≥68%；
8）黄糊精，粘结力≥1.5Kg/cm2；
9）纸浆废液，比重≥1.25 g/cm3。
本发明的制备方法如下：
（1）混练；先按比例称取各种骨料于高速混练机中干混1-2分钟，然后加入纸浆废液混练3-5分钟，再加入铝镁胶结剂、六偏磷酸钠、黄糊精、羧甲基纤维素四者混合物在搅拌机中搅拌3-5分钟，最后加入配方中余下的电熔镁砂细粉、电熔尖晶石细粉、活性а-氧化铝微粉、白刚玉细粉，在搅拌机中高速搅拌混练10-15分钟出泥料；
（2）压坯；将混合均匀的泥料加入模具中，在500-800吨摩擦压砖机上压制成坯体；
（3）热处理；将检验合格的坯体送入隧道式干燥窑中进行热处理，干燥窑入口温度80℃-100℃，保温区间温度180℃-250℃，出口温度80℃-100℃，热处理时间不小于20小时。
本发明通过独特的工艺配方和全新的结合体系，采用与生产镁碳砖相同的工艺路线，成功的解决了采用无碳预制块作为无碳包壁时生产节奏慢的问题。采用无机结合，不含水泥等影响高温强度的物质，因此高温性能好。采用机压成型，体积密度大，气孔率低，抗侵蚀性能强。
本发明主要原料选用矾土熟料、刚玉系原料、电熔铝镁尖晶石、电熔镁砂等；该种产品在生产出来后采用低温烘烤技术使之具备一定的强度满足运输要求。由于其采用的结合系统不含碳，因而在冶炼低碳钢、超低碳钢时，不会形成钢水增碳从而污染钢水；通过合理的颗粒级配和控制产品在烘烤、使用过程中的原位尖晶石反应进程，使材料具有较高的体积密度、较低的气孔率，和相对较高的热震稳定性能，综合提高了砖衬的使用寿命。结合体系采用铝镁胶结剂、六偏、黄糊精、羧甲基纤维素几种复合作为结合剂，在低温下就能获得非常高的强度，能达到80MPa以上。随着温度的提高，结合系统中的其它物料又相继发生作用，提升无碳砖的强度。当温度达到1200℃以上时，本发明中引入的活性а-氧化铝、电熔镁砂等细粉发生化学反应形成尖晶石，又能提高了基质的结合强度，也就是说，本发明从成型到中温、高温，强度不会降低，完全满足钢厂生产的需要。
具体实施方式
实施例1
制备3-5mm烧结刚玉骨料20份、烧结刚玉骨料1-3mm 30份、白刚玉骨料0.088-1mm 15份；制备白刚玉细粉325目12份、电熔尖晶石细粉325目 10份、活性а-氧化铝微粉5份、电熔镁砂细粉180目5份；制备铝镁胶结剂3份、六偏磷酸钠1份、黄糊精0.5份、羧甲基纤维素0.2份，将铝镁胶结剂、六偏磷酸钠、黄糊精、羧甲基纤维素四者按所需份数预先混合好制成预混粉；制备纸浆废液2.5份。将制备好的骨料加入到搅拌机中干混1-2分钟，搅拌均匀后加入2.5份的纸浆废液继续搅拌3-5分钟，然后加入铝镁胶结剂、六偏磷酸钠、黄糊精、羧甲基纤维素的预混粉搅拌3-5分钟，最后加入剩余其它细粉高速搅拌10-15分钟出泥料，泥料在500-800吨的摩擦压砖机上压制成型，在隧道式烘干窑中进行热处理后即可制得该产品，烘干窑入口温度80℃-100℃，保温区间温度180℃-250℃，出口温度80℃-100℃，热处理时间不小于20小时。
实施例2
制备3-5mm矾土熟料骨料20份、电熔棕刚玉骨料1-3mm 30份、白刚玉骨料0.088-1mm 15份；制备白刚玉细粉325目12份、电熔尖晶石细粉325目10份、活性а-氧化铝微粉5份、电熔镁砂细粉180目5份；制备铝镁胶结剂3份、六偏磷酸钠1份、黄糊精0.5份、羧甲基纤维素0.2份，将铝镁胶结剂、六偏磷酸钠、黄糊精、羧甲基纤维素四者按所需份数预先混合好制成预混粉；制备纸浆废液2.5份。将制备好的骨料加入到搅拌机中干混1-2分钟，搅拌均匀后加入2.5份的纸浆废液继续搅拌3-5分钟，然后加入铝镁胶结剂、六偏磷酸钠、黄糊精、羧甲基纤维素的预混粉搅拌3-5分钟，最后加入剩余其它细粉高速搅拌10-15分钟出泥料，泥料在500-800吨的摩擦压砖机上压制成型，在隧道式烘干窑中进行热处理后即可制得该产品，烘干窑入口温度80℃-100℃，保温区间温度180℃-250℃，出口温度80℃-100℃，热处理时间不小于20小时。
实施例3
制备3-5mm矾土熟料骨料20份、矾土熟料骨料1-3mm 30份、矾土熟料骨料0.088-1mm 12份、0.088～1mm电熔镁砂骨料3份；制备白刚玉细粉325目12份、电熔尖晶石细粉325目10份、活性а-氧化铝微粉5份、电熔镁砂细粉180目5份；制备铝镁胶结剂3份、六偏磷酸钠1份、黄糊精0.5份、羧甲基纤维素0.2份，将铝镁胶结剂、六偏磷酸钠、黄糊精、羧甲基纤维素四者按所需重量份数预先混合好制成预混粉；制备纸浆废液2.5份。将制备好的骨料加入到搅拌机中干混1-2分钟，搅拌均匀后加入2.5份的纸浆废液继续搅拌3-5分钟，然后加入铝镁胶结剂、六偏磷酸钠、黄糊精、羧甲基纤维素的预混粉搅拌3-5分钟，最后加入剩余其它细粉高速搅拌10-15分钟出泥料，泥料在500-800吨的摩擦压砖机上压制成型，在隧道式烘干窑中进行热处理后即可制得该产品，烘干窑入口温度80℃-100℃，保温区间温度180℃-250℃，出口温度80℃-100℃，热处理时间不小于20小时。
实施例1主要适用于容量在200吨及200吨以上钢包上使用；实施例2主要适用于容量在120吨以上200吨以下钢包上使用；实施例3主要适用于容量在120吨以下钢包上使用。