一种rh内衬用无铬砖及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及耐火材料及其制备方法，具体涉及一种RH内衬用无络砖及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 1957年德国蒂森钢铁公司发明真空循环脱气一 RH法，随后的七十年代和八十年 代，日本先后开发了 RH-0B法、RH-KTB法以及RH-PB法，不断完善RH的精炼功能。随着市 场对钢的洁净度要求越来越高，同时对高品质钢需求的的增加，国内外多数钢厂均配置了 RH精炼装置。RH内衬普遍采用镁铬砖，然而在高温氧化气氛中Cr (III)与渣中CaO反应生 成Cr (VI )，造成环境污染。随着环保要求越来越严，必须开发无铬砖替代镁铬砖，消除铬污 染，推动绿色钢铁发展。
[0003] 申请号为"CN201310552471. 9"，发明名称为"一种RH真空炉内衬耐火材料及其制 备方法与RH真空炉"，公开了一种RH真空炉内衬耐火材料及其制备方法与RH真空炉。该 内衬耐火材料由电熔镁砂、处理过的人造石墨、抗氧化剂、酚醛树脂按重量份比例配料，经 混碾、压力成型、热处理工艺得到RH真空炉内衬耐火材料。该专利涉及一种低碳镁碳砖，存 在增碳风险。
[0004] 申请号为" CN201110091063. 9 "，发明名称为" 一种具有高抗侵蚀性、高抗热震性 的RH炉用镁锆砖及其生产工艺"，公开了一种具有高抗侵蚀性、高抗热震性的RH炉用镁锆 砖及其生产工艺，该砖质量百分比为MgO 76-90%，Zr025-21%，烧成温度1680-1840°C。 工艺为：镁砂和氧化锆经预处理合成镁锆砂；合成镁锆砂、电熔镁砂破碎成5-3mm、3-lmm、 l-〇mm的颗粒；按比例将颗粒料、150-200目的镁砂和镁锆砂粉料、200-250目氧化锆粉料、 添加剂CaO和Y203、粘结剂纸浆废液强力均化混合压制成型；120°C烘烤24-72h ;升温在 1680-1840°C下保温3-5h烧成。该专利中烧结温度为1680-1840°C，能耗高。
[0005] 申请号为"CN201110234230. 0"，发明名称为"RH精炼炉内衬用砖及其制备方法"， 公开了一种主要组分及重量百分比为：粒度为0. 1~5毫米的镁砂骨料：55~70%，粒度 < 0. 1毫米的基质：30~45%，外加占上述原料总重量百分比2~5%的溶胶结合剂；制 备步骤：将粒度为0. 1~5毫米的镁砂骨料与溶胶结合剂混匀；加入粒度< 0. 1毫米的基 质并混匀；成型；烘烤；烧制；保温；自然冷却至室温，然后出炉待用。该专利发明了一种 Mg0-Zr0 2-Ca0砖，有助于提高抗渣侵和渗透，但存在CaO水化问题。
[0006] 申请号为"CN201310475475. 1"，发明名称为"一种镁尖晶石砖及其制备方法"，公 开了一种镁尖晶石砖，由60~80重量份的镁砂、10~20重量份的二|丐砂、10~20重量份 的预混料与2~5重量份的树脂形成；所述预混料包括：富镁尖晶石、活性氧化铝与金属硅 粉；所述镁砂包括两种或两种以上粒径不同的镁砂。该专利引入金属硅粉，开发了一种含金 属粉末的镁尖晶石砖，采用二次成型提高致密度。
[0007] 申请号为"CN201110124748.9"，发明名称为"一种不烧铝镁尖晶石砖"，公开了一 种不烧铝镁尖晶石砖，其各组分的质量百分配比为：刚玉50~80 %，铝镁尖晶石5~30 %， 镁砂粉2~5%，氧化铝粉3~10%，余量为单质硅粉、金属铝粉、碳化硼粉中的至少一种， 所述不烧铝镁尖晶石砖的各组分通过一外加的结合剂结合。该专利涉及一种含金属硅粉、 铝粉、B4C的铝镁尖晶石不烧砖。
[0008] 申请号为"CN201110392586. 7"，发明名称为"精炼炉炉衬用超微粉结合抗渗尖晶 石砖及制备方法"，公开了一种无铬、高温性能优异、热震稳定性和耐磨性好，抗熔渣渗透溶 蚀性能优异，使用寿命长的精炼炉用超微粉结合抗渗尖晶石砖及制备方法。所用主胚体材 料为电熔富铝尖晶石62-66份、预合成的尖晶石19-23份、氧化铝微粉13-17份；外加结合 剂的加入量分别占主胚体材料的总重量的比例为：结合剂3-5% ;高压成型，高温活化烧结 而成。该专利利用超细粉结合，高温烧成尖晶石-A1203砖，成本较高。
[0009] 申请号为"CN201110289991.6"，发明名称为"精炼炉炉衬用金属复合防渗不烧镁 尖晶石砖及其制备方法"，公开了一种无铬、高温性能优异、气孔率低、抗侵蚀性强、热震稳 定性和耐磨性好，抗熔渣渗透性能优异的精炼炉炉衬用金属复合防渗不烧镁尖晶石砖。本 发明的主坯体材料由烧结镁砂（MgO含量多94% )和电熔镁砂（MgO含量在多94% ) -种 或几种，添加预合成的尖晶石（电熔以及烧结尖晶石一种或几种，A1203含量60-90% )，1-6 种金属物一种或几种作为添加剂，有机物作为结合剂。该专利引入金属Ti、Si、Zn等，形成 防渗透不烧镁尖晶石砖。
[0010] 综合以上专利可知，现有技术中添加物大多以粉体方式加入，与大颗粒接触不够 充分，从而烧结过程两者之间难以形成高强度结合。
【发明内容】
[0011] 为了解决上述问题，本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种强度、致密度 和抗渣侵性能均较高的RH内衬用无铬砖。
[0012] 本发明一种RH内衬用无铬砖，由以下重量份组分制备而成：
[0013] 电溶读砂粗颗粒 15~18汾_ 电熔镁砂细颗粒 20~25份 电熔镁砂细粉 20~25份 轻烧氧化镁粉 2~5份 a-氧化铝微粉 3~6份
[0014] 铝镁合金 5~10份 电熔尖晶石粉 10~15份 电熔锆刚玉 10~15份 液态酚醛树脂 3~5份；
[0015] 其中，5mm <电恪镁砂粗颗粒粒径< 8mm，3mm <电恪镁砂细颗粒粒径< 5mm，1mm < 电熔镁砂细粉粒径< 3mm。
[0016] 进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种RH内衬用无铬砖，由以下重量 份组分制备而成：
[0017] 电熔镁砂粗颗粒 16份 电熔镁砂细颗粒 23份 电熔镁砂细粉 22份 轻烧氧化镁粉 3份 a -氧化铝微粉 4份 铝镁合金 8份 电熔尖晶石粉 13份 电熔锆刚玉 14份 液态酚醛树脂 4份。
[0018] 上述所述一种RH内衬用无络砖，其中电恪镁砂中MgO > 97wt%，CaO < lwt%，Si02 < lwt%;轻烧氧化镁粉粒径 <0? 074mm，且其中 MgO 多 80wt%，Ca0< 2wt%，Si02< 2wt%; 错儀合金中A1 > 98wt%，2wt%< Mg < 4wt% ;电恪尖晶石粉粒径< 0? 074mm ；0. 074mm ^ 电恪错刚玉粒径< 1mm 〇
[0019] 本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种制备上述RH内衬用无铬砖的方 法。
[0020] 制备上述所述RH内衬用无络砖的方法，包括以下步骤：
[0021] a、将电熔镁砂粗颗粒、电熔镁砂细颗粒和电熔镁砂细粉混匀，预热至550°C以上， 得到镁砂混合料；
[0022] b、在真空或者氩气气氛下，将铝镁合金在700~720 °C下熔融后，加入到镁砂混合 料中，混匀，直至全部镁砂颗粒表面涂覆上薄层铝镁合金为止；
[0023] c、依次加入电熔锆刚玉、电熔尖晶石粉、a -氧化铝微粉以及轻烧氧化镁粉，混匀 40~60min，再加入液态酚醛树脂，再混35~45min，得到RH内衬用无铬砖混合料；
[0024] d、将c步骤得到的RH内衬用无铬砖混合料在600MPa压力下压制成RH内衬用无 铬砖砖坯，经100~120°C干燥20~36h后，在200~300°C热处理10~15h，即得RH内衬 用无络砖。
[0025] 进一步，上述所述的制备RH内衬用无铬砖的方法，为了减少工作量，节约时间和 成本，同时使得混合物料混合更均勾，a步骤中混勾优选采用在转速80~150rpm的砂衆搅 拌机中混料l〇min。
[0026] 上述所述的制备RH内衬用无络砖的方法，d步骤中RH内衬用无络砖砖还优选经 110°C 干燥 24h。
[0027] 本发明通过在大颗粒表面选择性涂一层金属或者金属合金，高温氧化后形成原位 反应，达到提高强度和致密度的目的，与此同时引入含锆原料提高抗渣侵性能。相比现有技 术，本发明制备的RH内衬用无铬砖不仅生产方法简单，还具有抗渣侵好、高温强度大、致密 度较高等特点，因为原料不含铬，对环境友好，不会对环境和人畜造成伤害，其综合使用性 能优于镁铬砖。
【具体实施方式】
[0028] 本发明一种RH内衬用无铬砖，由以下重量份组分制备而成：
[0029] 电熔镁砂粗颗粒 15~18份 电熔镁砂细颗粒 20~25份 电熔镁砂细粉 20~25份 轻烧氧化镁粉 2~5份 a _氧化铝微粉 3~6份 铝镁合金 5~10份 电熔尖晶石粉 1Q~15份 电熔锆刚玉 1Q~15份 液态酚醛树脂 3~5份：
[0030] 其中，5mm