一种精炼钢包工作衬用加入有石墨原料的无碳浇注料制备方法与流程

1.本发明属于耐火材料技术领域，尤其涉及一种精炼钢包工作衬用加入有石墨原料的无碳浇注料制备方法。


背景技术：

2.钢包是冶金工业的重要热工设备，其最原始、最基本的功能是盛接、转运和浇注钢水。随着冶金工业的快速发展和技术进步，各行业及各领域对钢材质量和性能的要求亦越来越高，钢水在浇注前一般要进行炉外二次精炼，主要包含脱硫、脱气、去除夹杂、调整钢水的成分和温度等，涉及到的主要炼钢工艺有lf、rh、rh ob、vd、vod、lats等。上述精炼过程基本都是在钢包内完成的，使得钢包在使用过程中由先前单一化变得更加功能化，相关技术中，公开了一种机压无碳刚玉尖晶石钢包衬砖，其组分按重量百分比配比如下：板状刚玉颗粒30～50％，高纯富铝尖晶石颗粒10～20％，板状刚玉细粉10～20％，大结晶镁砂细粉1～9％，高纯富铝尖晶石细粉5～15％，高纯硅微粉1～10％，进口多峰α-al2o3微粉2～10％，金属硅1～4％，结合剂：聚磷酸盐1～5％、聚糖1～3％。本发明机压无碳刚玉尖晶石钢包衬砖采用有机-无机复合结合系统，高压湿碾混炼，高压成型，密度高，在高温下热稳定性好、耐钢水和渣的侵蚀，不污染钢水，而且生产效率可以大幅提高，可广泛应用于各种钢包，尤其是精练低碳钢和超低碳钢钢包。。
3.但是，上述结构中还存在不足之处，因为铝镁碳砖具有含碳率和导热率较高的特点，因此存在钢水温降大，钢水粘渣严重，以及其中的碳在冶炼过程中能渗人钢液，对冶炼纯净钢、低碳钢和超低碳钢极为不利，同时由于钢包浇注料受加水量、养护温度、烘烤制度方面的限制，施工时间较长，造成一定的质量性能波动,这些都制约了整体浇注料的推广。
4.因此，有必要提供一种新的精炼钢包工作衬用加入有石墨原料的无碳浇注料制备方法解决上述技术问题


技术实现要素：

5.本发明解决的技术问题是提供一种可以减少钢水中碳的含量,同时钢包的平均使用寿命提高了，因此降低了钢包耐火材料的吨钢成本，降低了钢包砌筑成本、工人的劳动强度和节约砌筑钢包时间的精炼钢包工作衬用加入有石墨原料的无碳浇注料制备方法。
6.为解决上述技术问题，本发明提供的精炼钢包工作衬用加入有石墨原料的无碳浇注料制备方法包括以下步骤：
7.s1、原料：
8.(1).准备原料：骨料和细料；
9.(2).准备结合剂：ρ-al2o3(氧化铝)和α-al2o3(氧化铝)；
10.s2、成型：
11.(1).将上述s1中(1)的骨料和细料按照比例70:30的质量比投入到设备中，通过设
备混合均匀后，进行料振动浇注成型，然后在养护24h，最后进行脱模；
12.(2).将上述(1)中脱模的产物放置到温度为100-120℃的烘干箱中进行烘干，烘干时间为22-26h，然后在通过设备进行烧制，烧制温度为900℃-1600℃，时间为1.5-4.5h，致使得到无碳浇注料。
13.作为本发明的进一步方案，所述骨料为电熔棕刚玉、电熔白刚玉和板状刚玉，所述细料为高纯镁砂和氧化铝微粉。
14.作为本发明的进一步方案，所述电熔棕刚玉的成分为96.53％的ai2o3(氧化铝)、0.09％的fe2o3(三氧化二铁)、0.10％的sio2(二氧化硅)。
15.作为本发明的进一步方案，所述板状刚玉的成分为99.45％的ai2o3(氧化铝)、0.15％的na2o(氧化钠)和0.10的sio2(二氧化硅)。
16.作为本发明的进一步方案，所述ρ-al2o3(氧化铝)的成分为91.50％的ai2o3(氧化铝)、0.01的fe2o3(三氧化二铁)、0.30的na2o(氧化钠)、0.06的sio2(二氧化硅)。
17.作为本发明的进一步方案，所述α-al2o3(氧化铝)的成分为99.23％的ai2o3(氧化铝)和0.28％的na2o(氧化钠)。
18.与相关技术相比较，本发明提供的精炼钢包工作衬用加入有石墨原料的无碳浇注料制备方法具有如下有益效果：
19.本发明提供一种精炼钢包工作衬用加入有石墨原料的无碳浇注料制备方法：
20.1、与传统的铝镁碳砖砌筑的钢包相比，一方面预制件中不含任何碳,可以减少钢水中碳的含量,同时钢包的平均使用寿命提高了，因此降低了钢包耐火材料的吨钢成本，降低了钢包砌筑成本、工人的劳动强度和节约砌筑钢包时间的优点。
具体实施方式
21.精炼钢包工作衬用加入有石墨原料的无碳浇注料制备方法包括以下步骤：
22.s1、原料：
23.(1).准备原料：骨料和细料；
24.(2).准备结合剂：ρ-al2o3(氧化铝)和α-al2o3(氧化铝)；
25.s2、成型：
26.(1).将上述s1中(1)的骨料和细料按照比例70:30的质量比投入到设备中，通过设备混合均匀后，进行料振动浇注成型，然后在养护24h，最后进行脱模；
27.(2).将上述(1)中脱模的产物放置到温度为100-120℃的烘干箱中进行烘干，烘干时间为22-26h，然后在通过设备进行烧制，烧制温度为900℃-1600℃，时间为1.5-4.5h，致使得到无碳浇注料。
28.所述骨料为电熔棕刚玉、电熔白刚玉和板状刚玉，所述细料为高纯镁砂和氧化铝微粉。
29.所述电熔棕刚玉的成分为96.53％的ai2o3(氧化铝)、0.09％的fe2o3(三氧化二铁)、0.10％的sio2(二氧化硅)。
30.所述板状刚玉的成分为99.45％的ai2o3(氧化铝)、0.15％的na2o(氧化钠)和0.10的sio2(二氧化硅)。
31.所述ρ-al2o3(氧化铝)的成分为91.50％的ai2o3(氧化铝)、0.01的fe2o3(三氧化二
铁)、0.30的na2o(氧化钠)、0.06的sio2(二氧化硅)。
32.所述α-al2o3(氧化铝)的成分为99.23％的ai2o3(氧化铝)和0.28％的na2o(氧化钠)。
33.因为ρ-al2o3(氧化铝)遇水后能发生水化反应并生成三羟铝石[al(oh)3]和勃姆石溶液[al00h],其水化反应式如下:
[0034]
ρ-al2o3 2h2o
→
al(oh)3 aiooh
[0035]
即ρ-al2o3的水化反应物al(oh)3和aiooh具有胶结作用和硬化作用，使得浇注料获得强度，致使本方法选用ρ-al2o3作为无碳浇注料的结合剂；
[0036]
同时不同ρ-al2o3的加入量与烧注料体密、永久线变化率和强度的关系，ρ-al2o3的加入量对浇注料的体密、永久线变化率和中、高温烧后强度影响不大,而对烘干后的强度影响较明显，随其加入量的增加，烘干后强度提高，同水泥结合的浇注料相比，虽然常温强度较低,但当加入2a-4a％的ρ-al2o3后仍可满足现场的施工要求，综合考虑各种因素，ρ-al2o3的加入量选为3a％；
[0037]
加人一定量的镁砂即能改善浇注料的抗渣性,也可调整浇注料的线变化率,基质中的al2o3与mgo在1100℃左右开始生成al2o3mgo尖晶石，可充分发挥尖晶石的结合作用,同时晶体的交错生长使基质致密化，可提高基质强度；
[0038]
同时镁砂粒度越细,镁砂与氧化铝形成尖晶石的反应速度越快,反之越慢，同时抗渣表明，增大镁砂的临界粒度,渣在材料中的渗透层加深，而蚀损量逐渐减少,因此，加入一定量的粗粒镁砂对避免大量快速生成尖晶石,减少反应应力极为有利，同时一定量的粗粒镁砂有利于改善使用中的龟裂和剥落；
[0039]
并且由于钢包内衬是在高温和降温的周期循环下使用，若用的镁砂过细，形成ma较快且较集中，导致内衬剧烈膨胀和后期过烧结，对钢包预制件的使用是不利的，但当多级混合使用时,钢包内衬能逐渐而均匀的形成尖晶石,持续的伴有体积膨胀并保持良好的抗热震性,同时也能抑制高温下的过烧结，因此，本方法选用的镁砂的总量控制在3c％为宜，同时引入镁砂加入量10％的硅微粉，硅微粉的引入可以在高温下形成较多的液相从而在一定程度上补偿了尖晶石形成过程中所带来的体积膨胀,其次有利于改善浇注料的流动性,还可常常用来作为掠制镁砂水化的手段之一；
[0040]
通过添加α-al2o3微粉可以明显改善浇注料的流动性,同时可以提高高温强度,这是由于在浇注料中α-al2o3微粉可以填充颗粒之间的间隙，致使包覆的游离水释放出来，使之具有良好的触变性，使浇注料具有良好的流动性，同时在高温下易与mgq反应生成ma等矿物,还可以起到促进烧结的作用,减少浇注料的气孔率，使浇注料中的结构缺陷减少，提高其抗渣侵蚀能力；
[0041]
同时与传统的铝镁碳砖砌筑的钢包相比，一方面预制件中不含任何碳,可以减少钢水中碳的含量,同时钢包的平均使用寿命提高了，因此降低了钢包耐火材料的吨钢成本，降低了钢包砌筑成本、工人的劳动强度和节约砌筑钢包时间的优点。
[0042]
实施例1：
[0043]
一种精炼钢包工作衬用加入有石墨原料的无碳浇注料制备方法包括以下步骤：
[0044]
1).准备原料：骨料和细料，其中骨料为电熔棕刚玉、电熔白刚玉和板状刚玉，细料为高纯镁砂和氧化铝微粉，且高纯镁砂的总量控制在3c％；
[0045]
2).准备结合剂：ρ-al2o3(氧化铝)和α-al2o3(氧化铝)，其中ρ-al2o3(氧化铝)的量为3a％；
[0046]
3).将骨料和细料按照比例70:30的质量比投入到设备中，通过设备混合均匀后，进行料振动浇注成型，然后在养护24h，最后进行脱模；
[0047]
4).将脱模的产物放置到温度为1100℃的烘干箱中进行烘干，烘干时间为24h，然后在通过设备进行烧制，烧制温度为1100℃，时间为3h，致使得到无碳浇注料；
[0048]
与传统的铝镁碳砖砌筑的钢包相比，一方面预制件中不含任何碳,可以减少钢水中碳的含量,同时钢包的平均使用寿命提高了，因此降低了钢包耐火材料的吨钢成本，降低了钢包砌筑成本、工人的劳动强度和节约砌筑钢包时间的优点。