專利名稱：一種鋼包用剛玉?尖晶石澆注料及其制備方法公開號(hào)：CN105060908A
當(dāng)前權(quán)利人：武漢科技大學(xué)
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于剛玉-尖晶石澆注料技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種鋼包用剛玉-尖晶石澆注 料及其制備方法。
背景技術(shù)
隨著現(xiàn)代煉鋼工業(yè)的發(fā)展，鋼包的冶煉條件日趨嚴(yán)酷，鋼包內(nèi)襯所用耐火材料的 使用條件也越來越苛刻，傳統(tǒng)材質(zhì)的澆注料已無法滿足技術(shù)進(jìn)步的需求。所以，研制開發(fā)新 型的高性能鋼包用澆注料勢(shì)在必行。剛玉-尖晶石澆注料是近幾年發(fā)展起來的新品種，由于 其良好的高溫性能被廣泛應(yīng)用，先后在日本等國(guó)得到普及。隨著耐火材料的技術(shù)進(jìn)步及煉 鋼工藝對(duì)耐火材料要求的提高，剛玉-尖晶石澆注料已被用于鋼包中使用條件苛刻的部位， 如包底沖擊區(qū)、RH管、透氣磚系統(tǒng)等，實(shí)際應(yīng)用表明其具有良好的性能和高的使用壽命。
相比于其他材質(zhì)的耐火材料，剛玉-尖晶石澆注料已成為目前主流的鋼包內(nèi)襯材 料，但是從鋼廠的實(shí)際應(yīng)用情況來看，仍存在以下缺陷。首先，在使用過程中Al2O3及MgO反應(yīng) 生成的尖晶石雖能提高耐火材料的抗渣性能，但是難以分布均勻，導(dǎo)致鋼包內(nèi)襯材料局部 受損嚴(yán)重;其次，原位生成尖晶石反應(yīng)過程中帶來較大的永久線膨脹，導(dǎo)致鋼包內(nèi)襯材料的 抗剝落性能下降，內(nèi)襯材料在中后期嚴(yán)重開裂，導(dǎo)致大面積剝落。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服已有技術(shù)缺陷，目的是提供一種體積穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高、熱震穩(wěn)定 性強(qiáng)、抗渣侵蝕性優(yōu)異的鋼包用剛玉-尖晶石澆注料及其制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：在20～40份質(zhì)量的基質(zhì)料中外加 0.02~0.15份質(zhì)量的有機(jī)纖維、0.04~0.08份質(zhì)量的木質(zhì)素磺酸鈣、0.08~0.12份質(zhì)量的三聚 磷酸鈉、0.03~0.06份質(zhì)量的六偏磷酸鈉和0.01~0.03份質(zhì)量的鋁粉，混勻，得到混合料;再 向混合料中加入60～80份質(zhì)量的骨料，干混，然后外加4~6份質(zhì)量的水進(jìn)行攪拌，安裝模具， 澆注振動(dòng)成型，在110~200℃條件下保溫12~48小時(shí)，脫模，即得鋼包用剛玉-尖晶石澆注料。
所述基質(zhì)料的成分及各成分占基質(zhì)料的百分含量是：電熔白剛玉細(xì)粉占30~ 48wt%，電熔鎂砂細(xì)粉占3~8wt%，粒徑D50為5μm的α-Al2O3微粉占5~15wt%，粒徑D50為3μm的α- Al2O3微粉占5~15wt%，粒徑D50為1μm的α-Al2O3微粉占5~15wt%，鋁凝膠粉占12~20wt%。
所述骨料為含鎂剛玉顆粒，含鎂剛玉顆粒的MgO含量為1~3wt%;所述含鎂剛玉顆粒 的顆粒級(jí)配是：其中粒徑為25mm~15mm的占0~5wt%，粒徑小于或等于10mm且大于5mm的占30~ 35wt%，粒徑小于或等于5mm且大于3mm的占20~25wt%，粒徑小于或等于3mm且大于1mm的占15 ~20wt%，粒徑小于或等于1mm且大于0.088mm的占20~25wt%。
所述的電熔白剛玉細(xì)粉的Al2O3含量>99wt%，粒徑<0.088mm。
所述電熔鎂砂細(xì)粉的MgO含量>97wt%，粒徑<0.088mm。
所述α-Al2O3微粉的Al2O3含量>99wt%。
所述鋁凝膠粉的Al2O3含量為60～80wt%，粒徑<1um。
所述木質(zhì)素磺酸鈣的木質(zhì)素含量≧55%，PH值為4.5~6.5，水份≦9%。
所述鋁粉的Al含量>99wt%，粒徑<0.088mm。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果：
(1)本發(fā)明將MgO以含鎂剛玉的形式引入，一方面能減小原位生成尖晶石反應(yīng)過程 中帶來的永久線膨脹，另一方面，能避免因原位反應(yīng)生成尖晶石而導(dǎo)致尖晶石分布不均勻 的情況，故提高了材料的體積穩(wěn)定性和抗渣侵蝕性。
(2)本發(fā)明引入含鎂剛玉顆粒，高溫下部分氧化鎂固溶到剛玉中，活化氧化鋁晶 格，在使用過程中氧化鋁能夠更多地吸收氧化鈣，鎂鋁尖晶石能夠均衡長(zhǎng)效地固溶渣中的 Mn、Fe組分，從而降低熔渣粘度，減緩其侵蝕滲透的速度。
(3)本發(fā)明采用三級(jí)粒徑搭配的α-Al2O3微粉，能實(shí)現(xiàn)基質(zhì)料中梯度原位反應(yīng)生成 尖晶石，其大小分布合適，保證了基質(zhì)緊密化。
(4)本發(fā)明制備的鋼包用剛玉尖晶石澆注料經(jīng)檢測(cè)：1500℃×3h燒后的常溫抗折 強(qiáng)度為15~22MPa，耐壓強(qiáng)度為90~110MPa;1100℃水冷五次后抗折強(qiáng)度保持率為21~27%; 1500℃靜態(tài)坩堝法抗渣實(shí)驗(yàn)侵蝕指數(shù)為10~15%，滲透指數(shù)為31~36%。
因此，本發(fā)明制備的鋼包用剛玉-尖晶石澆注料具有體積穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高、抗熱 震性強(qiáng)和抗渣侵蝕性優(yōu)異的特點(diǎn)。
