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一种氧化铝质电炉盖浇注料及其制备方法

2024-02-27 21:06| 来源: 网络整理| 查看: 265

专利名称:一种氧化铝质电炉盖浇注料及其制备方法 技术领域:本发明属于以氧化铝质原料为基料的耐火材料领域,尤其涉及一种氧化铝质电炉盖浇注 料及其制备方法。 背景技术:电炉炼钢是主要的炼钢生产工艺之一,炼钢电弧炉是主要炼钢设备。电炉盖是炼钢电弧 炉的重要组成部分,由于炉盖耐火材料受到强大高温电弧的热辐射、频繁的热震和高温熔渣 喷溅物的侵蚀作用,工作条件十分恶劣,使用寿命低,是整个炼钢电炉的薄弱环节,常因检 修和更换炉盖而影响电炉炼钢生产。随着电炉炼钢技术的发展,高功率、超高功率电弧炉炼 钢比例逐年增加,炼钢节奏加快,电弧炉盖受到大强度高温热辐射、热震和熔渣喷溅物的侵 害作用更加厉害,普通常用的电炉盖高铝砖等高铝质耐火材料的使用寿命显著降低,已经不 能满足新的使用要求。 为提高电炉盖的寿命,国外首先采用了烧成MgO砖和MgO-Gr203砖(US 4071370, US 3864136),在使用中,因方镁石与方铁矿(FeO)形成连续固溶体,所以烧成MgO砖和 MgO-Gr203砖对含有氧化铁和氧化钙的碱性渣有好的抵抗性,但镁质材料的热膨胀系数大、 弹性模量高,热震稳定性差,并且在高温使用时熔渣向方镁石晶粒间渗透,进而导致其结构 剥落。相比之下,刚玉质材料具有良好的耐高温性能和抗热震稳定性等特点,但纯刚玉质材 料在使用中抗侵蚀性能差,使用过程中因侵蚀变质而导致剥落掉块现象严重。 为此,人们采用了高铝和刚玉质浇注料及预制块,为增强材料的抗侵蚀和热震性能,还 向刚玉质浇注料基质中添加了 Cr203微粉(ZL95110026.2)。在高温使用条件下,0203与刚 玉细粉形成铝铬固溶体,同时还与其他杂质反应形成含铬的玻璃相,呈孤岛状充填于铬刚玉 晶体之间,这种高粘度的含铬玻璃相对阻止熔渣的渗透非常有利,但过于致密的组织结构使 其热震稳定性劣化,影响耐用性,而且&203在高温下易气化挥发,对环境有害。

发明内容 本发明的任务是提供一种对环境无污染、结构致密、抗热震和耐侵蚀性好、使用寿命长 的氧化铝质电炉盖浇注料及其制备方法。 为实现上述任务,本发明所采用的技术方案是先将50 80wt。^的白刚玉、3 30wt% 的高铝矾土熟料、5 25wtX的锆刚玉、3 15wt^的兰晶石细粉、3 12wt^的氧化铝微粉、 0 10wtW的纯铝酸钙水泥、1 5wtX的硅铝凝胶混合,外加上述混合料0.10 0.25wt^的 减水剂、0.03 0.08wt^的有机纤维、5.0 6.5wt^的水,搅拌5 10min,浇注成型,自然养 护12 24h脱模,然后经ll(TCx24h干燥。浇注成型是根据炉盖的尺寸与使用要求,或整体 浇注成型或分块浇注成型后再组装。 其中白刚玉的Al2O3含量^98.0wt^、粒径为0 15mm;高铝矾土熟料的A1203含量 285.0wt%、粒径为0 25mm;锆刚玉的氧化锆含量为5 30wt%、粒径为0 lmm;兰晶石 细粉的Al2O3含量^55.0wtX、粒径为0.15 0.074mm;氧化铝微粉的八1203含量^98.0\^%、 粒径为0 0.045mm;纯铝酸钙水泥的八1203含量^79.0\^%、粒径为0 0.15 mm。减水剂为 三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、萘系减水剂、聚丙烯酸钠中的一 种或一种以上的混合物。 由于采用上述技术方案,本发明所使用的锆刚玉原料与纯Al203比较,其热膨胀系数小, 在电炉盖的高温使用过程中,因二者热膨胀系数不同而产生微裂纹,这种微裂纹能吸收温度 变化所产生的应力而使炉盖材料的耐热震性提高。并且Zr02不易被钢水和熔渣润湿,因此, 显著增强了材料的抗渣侵蚀性。在炼钢高温条件下Al203和Zr02不会气化,无气态&203, 对环境无污染。 具体实施例方式 下面结合实施例对本发明作进一步的描述 实施例l 一种氧化铝质电炉盖浇注料及其制备方法先将50 60wt^的白刚玉、15 25wtX的高 铝矾土熟料、15 25wt^的锆刚玉、3 10wt^的兰晶石细粉、1 8wtX的氧化铝微粉、l 7wtX的纯铝酸钙水泥、1 3wtX的硅铝凝胶混合,外加上述混合料0.10 0.25wt^的三聚磷 酸钠、0.03 0.08wtX的有机纤维、5.0 6.5wt^的水,搅拌5 10min,分块浇注成型,自然 养护12 24h脱模,然后经110'Cx24h干燥后再组装。 其中白刚玉的A1203含量^98.0wt^、粒径为0 15mm,高铝矾土熟料的A1203含量 285.0wt%、粒径为0 25mm,锆刚玉的氧化锆含量为5 30wt% 、粒径为0 1mm,兰晶石 细粉的Al2O3含量^55.0wtX、粒径为0.15 0.074mm氧化铝微粉的Al2O3含量^98.0wtX、粒 径为0 0.045mm,纯铝酸钙水泥的八1203含量^79.0\^%、粒径为0 0.15 mm。 实施例2 一种氧化铝质电炉盖浇注料及其制备方法先将60 70wtX的白刚玉、10 20wtX的高 铝矾土熟料、5 20wtX的锆刚玉、3 10wt^的兰晶石细粉、5 12wtX的氧化铝微粉、4 6wtX的硅铝凝胶混合,外加上述混合料的0.10 0.25wt^的三聚磷酸钠和六偏磷酸钠、0.03 0.08wtX的有机纤维、5.0 6.5wt^的水,搅拌5 10min,整体浇注成型,自然养护12 24h 脱模,然后经110'Cx24h干燥。 其中白刚玉的Al2O3含量^98.0wt^、粒径为0 15mm,高铝矾土熟料的A1203含量 285.0wt%、粒径为0 25mm,锆刚玉的氧化锆含量为5 30wt%、粒径为0 1mm,兰晶石 细粉的Al2O3含量^55.0wtX、粒径为0.15 0.074mm,氧化铝微粉的八1203含量^98.0^%、 粒径为0 0.045mm。 实施例3 一种氧化铝质电炉盖浇注料及其制备方法将60 80wt^的白刚玉、3 10wt^的高铝 矾土熟料、8 20wt^的锆刚玉、3 10wt^的兰晶石细粉、1 8wt^的氧化铝微粉、1 7wt %的纯铝酸钙水泥、3 5wt^的硅铝凝胶混合,外加上述混合料的0.10 0.25wt^的六偏磷 酸钠、0.03 0.08wt^的有机纤维、5.0 6.5wt^的水,搅拌5 10min,分块浇注成型,自然 养护12 24h脱模,然后经110'Cx24h干燥后再组装。 其中白刚玉的Al2O3含量298.0wtX、粒径为0 15mm,高铝矾土熟料的A1203含量 285.0wt%、粒径为0 25mm,锆刚玉的氧化锆含量为5 30wt%、粒径为0 lmm,兰晶石 细粉的Al2O3含量^55.0wt^、粒径为0.15 0.074mm,氧化铝微粉的A1203含量^98.0wtX、 粒径为0 0.045mm,纯铝酸钙水泥的A1203含量^79.0wt^ 、粒径为0 0.15 mm。 本具体实施方式 所制备的产品,其实测理化指标为显气孔率为11(TCx24h 12.6 13.8 %,1500°Cx3h 15.0 16.2%;体积密度为110。Cx24h 3.10 3.13g/cm3, 1500。Cx3h 3.12 3.15g/cm3;耐压强度为110。Cx24h 53.5 57.8MPa, 50(TCx3h 86.2 102.5MPa;常温抗折 强度为110。Cx24h 6.2 8.6MPa, 500。Cx5h 18.5 20.7MPa;静态坩埚法抗渣为150(TCx3h 基本无渗透和侵蚀;线变化率为1500。Cx5h烧后一0.09 0.12%;经1100。C^^水冷循 环(保温20分钟,水冷5分钟)直至端部断裂的热震次数为58 60次。 本具体实施方式 所使用的锆刚玉原料与纯A1203比较,其热膨胀系数小,在电炉盖的高 温使用过程中,因二者热膨胀系数不同而产生微裂纹,这种微裂纹能吸收温度变化所产生的 应力而使炉盖材料的耐热震性提高。并且Zr02不易被钢水和熔渣润湿,因此,显著增强了材 料的抗渣侵蚀性。在炼钢高温条件下Al203和Zr02不会气化,无气态&203,对环境无污染。 权利要求 1、一种氧化铝质电炉盖浇注料的制备方法,其特征在于先将50~80wt%的白刚玉、3~30wt%的高铝矾土熟料、5~25wt%的锆刚玉、3~15wt%的兰晶石细粉、3~12wt%的氧化铝微粉、0~10wt%的纯铝酸钙水泥、1~5wt%的硅铝凝胶混合,外加上述混合料0.10~0.25wt%的减水剂、0.03~0.08wt%的有机纤维、5.0~6.5wt%的水,搅拌5~10min,浇注成型,自然养护12~24h脱模,然后经110℃×24h干燥。 2、 根据权利要求1所述的氧化铝质电炉盖浇注料的制备方法,其特征在于所述的白刚玉 的Al2O3含量^98.0wt^、粒径为0 15mm;高铝矾土熟料的八1203含量^85.0\^%、粒径为0 25mm;锆刚玉的氧化锆含量为5 30wt%、粒径为0 1mm;兰晶石细粉的Al2O3含量255.0wt %、粒径为O.I5 0.074 mm;氧化铝微粉的A1203含量^98.0wtX 、粒径为0 0.045mm;纯 铝酸钙水泥的A1203含量279.0wt^ 、粒径为0 0.15 mm。 3、 根据权利要求1所述的氧化铝质电炉盖浇注料的制备方法,其特征在于所述的减水剂 为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、萘系减水剂、聚丙烯酸钠中的 一种或一种以上的混合物。 4、 根据权利要求1所述的氧化铝质电炉盖浇注料的制备方法,其特征在于所述的浇注 成型或为整体浇注成型或为分块浇注成型后再组装。 5、 根据权利要求1 4项中任一项所述的氧化铝质电炉盖浇注料的制备方法所制备的氧 化铝质电炉盖浇注料。 全文摘要 本发明涉及一种氧化铝质电炉盖浇注料及其制备方法。其技术方案是先将50~80wt%的白刚玉、3~30wt%的高铝矾土熟料、5~25wt%的锆刚玉、3~15wt%的兰晶石细粉、3~12wt%的氧化铝微粉、0~10wt%的纯铝酸钙水泥、1~5wt%的硅铝凝胶混合,外加上述混合料0.10~0.25wt%的减水剂、0.03~0.08wt%的有机纤维、5.0~6.5wt%的水,搅拌5~10min,浇注成型,自然养护12~24h脱模,然后经110℃×24h干燥。浇注成型是根据炉盖的尺寸与使用要求,或整体浇注成型或分块浇注成型后再组装。本发明具有环境无污染、结构致密、抗热震和耐侵蚀性好、使用寿命长的特点。 文档编号C04B35/66GK101113098SQ200710052640 公开日2008年1月30日 申请日期2007年7月5日 优先权日2007年7月5日 发明者刘奎然, 刘红阳, 彭胜堂, 晨 白, 祝洪喜, 山 葛, 邓承继 申请人:武汉科技大学



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