一种精炼钢包用无碳方镁石尖晶石免烧砖及其制备方法

摘要

本发明提供一种精炼钢包用无碳方镁石尖晶石免烧砖及其制备方法，其组分按重量配比如下：电熔镁砂颗粒50～70份，电熔镁砂细粉10～20份，电熔尖晶石颗粒2～6份，电熔尖晶石细粉5～15份，α-氧化铝微粉2～6份，钛白粉1～4份，氧化铬细粉1～4份，金属铝粉细粉0.5～3份，结合剂2～4份。本发明生产的产品不含碳、强度高，荷重软化点高，耐钢水和渣侵蚀性好，可广泛应用于各种钢包，尤其适应于低碳钢和纯净钢的冶炼。

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐火材料，尤其涉及一种精炼钢包用无碳方镁石尖晶石不烧砖及其制备方法。 

背景技术

20世纪50～70年代，我国的钢包包衬主要使用的是硅酸铝质耐火材料，包括各种粘土砖、高铝砖和高铝质捣打料等，但寿命较短。从20世纪80年代起，我国的炼钢工业步入了快速发展阶段，随着炉外精炼技术的发展，含碳耐火材料在钢铁冶炼炉衬中使用取得了巨大成功。含碳耐火材料具有非常好的抗侵蚀性和热稳定性，现在已成功应用于转炉、电炉、钢包内衬。 

进入21世纪以来，随着我国汽车、船舶、电力、军事等工业的迅速发展，对高纯净钢的需求的急剧增加。高纯洁净钢的生产除了需要在冶炼技术上采取相应的新工艺、新技术外，还与相关耐火材料的技术与质量密切相关。从某种程度上讲，耐火材料产品质量的优劣，决定了高纯净钢生产的成败。为了满足钢铁冶金工艺的要求，钢包的无碳化、碱性化成为钢包用耐火材料的发展方向。 

目前，冶炼纯净钢的钢包无碳耐火材料主要是以铝矾土和刚玉耐火原料为主，都来源于铝土矿，铝土矿是我国重要的战略资源，且是不可再生资源，随着资源的不断减少，国家加强对资源开采的控制。另外，也加强对环境污染的控制，关闭了一批污染比较大的铝矾土生产企业。这些都造成了铝矾土价格的不断增加，市场铝矾土也严重供应不足，而且品质也越来越差，这些不仅使广大耐火材料企业的生产成本大大增加，而且对产品的使用的安全性方面带来了极大的隐患。对广大耐火材料生产厂家来说，迫切需要减少铝矾土类产品使用量。而我国具有丰富菱镁矿资源，储量大且品质高，菱镁矿是制造镁砂主要天然矿物原料，镁砂具有很好的高温属性，因此减少铝矾土用量，加大镁砂用量这对实现资源的统筹利用具有非常重要的意义。 

发明内容

本发明提供一种精炼钢包用无碳方镁石尖晶石砖，是以电熔镁砂为主要原料，以酚醛树脂为结合剂，通过添加特殊添加剂，产品具有良好的抵抗钢水和渣的侵蚀性能和热震稳定性，可以满足高纯净钢的生产的需要，从而实现不可再生资源的统筹使用。 

本发明是通过以下技术方案实现的，所述的一种精炼钢包用无碳方镁石尖晶石砖，其组分按重量配比如下：电熔镁砂颗粒50～70份，电熔镁砂细粉10～20份，电熔尖晶石颗粒2～6 份，电熔尖晶石细粉5～15份，α-氧化铝微粉2～6份，钛白粉1～4份，氧化铬细粉1～4份，金属铝粉细粉0.5～3份，结合剂2～4份。 

上述电熔镁砂颗粒，其粒级有三种：5～3mm、3～1mm、1～0mm；上述电熔镁砂细粉的粒级为200目，其化学组分的质量百分比均为：MgO≥97.0，CaO≤1.0，SiO₂≤0.6，Fe₂O₃≤0.6，，体密≥3.45g/cm³。 

上述的电熔尖晶石颗粒粒级为1～0mm，电熔尖晶石细粉的粒级为200目，其化学组分的质量百分比均为：Al₂O₃≥65.0，MgO≥27.0。 

上述金属铝粉细粉，其粒级为320目；其化学组分的质量百分比分别为：Al≥98.5％。 

上述钛白粉细粉，其粒级为200目，化学组分的质量百分比为：TiO₂≥98.5％。 

上述的α-Al₂O₃微粉，其粒级为≤5μm，化学组分的重量百分比为：Al₂O₃≥98.5，CaO≤1.2，SiO₂≤0.6。 

上述氧化铬绿细粉，其粒级为320目，其化学组分的质量百分比为：Cr₂O₃≥98.5％。 

上述结合剂为酚醛树脂，其化学组分的质量百分比和指标为：固含量≥80％，残碳≥46％，游离酚≤10％，水分≤3.0％，PH值6.8～7.5。 

本发明还提供一种生产上述精炼钢包用无碳方镁石尖晶石砖的方法，具体为：按上述无碳方镁石尖晶石砖组分的重量百分比配比，先将电熔镁砂粉、电熔尖晶石粉、钛白粉、α-Al₂O₃微粉和金属铝粉共磨，混合均匀，制成共磨粉；在生产时，先将电熔镁砂颗和电熔刚玉颗粒粒按上述组分比例干混2～5分钟，然后在2分钟内一次性缓慢加入结合剂，最后加入所有共磨粉混合20～30分钟后出料，然后压制成型，热处理，出窑拣选，得到所述的无碳方镁石尖晶石砖。 

具体实施方式

本发明各实施例所采用配料的粒型及百分比如下表所示： 

本发明三种实施方式的工艺过程如下，混合设备为高速混碾机。开机后先加入颗粒骨料1干混3分钟，再在2分钟内一次性缓慢加入结合剂2湿混5分钟，最后加入所有共磨粉3混30分钟后出料。出料温度为50～60℃；半成品在630吨压砖机上成型。成型操作要遵守四角扒料，先轻后重的原则进行操作。然后干燥热处理24小时以上，其中进窑口温度不得高于60℃，烘烤时间8小时以上，110℃烘烤时间8小时以上，200～250℃烘烤时间8小时以上。 

本发明所述的无碳方镁石尖晶石砖的主要理化指标如下：MgO≥75％，Al₂O₃≤20％。200℃烘后体积密度≥3.08g/cm³，显气孔率(200℃×24h)≤12％，耐压强度(200℃×24h)≥50MPa，线变化率(1600℃×3h)0～1.5％。本产品经过180吨钢包试用，使用寿命≥100次，在使用过程中稳定性好。