專利名稱：：一種中間包氣幕擋墻透氣性耐火材料的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種鋼鐵冶金中間包用氣幕擋墻耐火材料。技術背景近年來，高純凈鋼生產(chǎn)技術的研究、開發(fā)及應用受到廣泛的重視和不斷地探索、實踐。其中，鋼水在中間包中的凈化工藝己成為鋼水免受二次污染和提高鋼水純凈度的關鍵環(huán)節(jié)。在中間包設置氣幕擋墻的工藝技術，將惰性氣體通過透氣性耐火材料制作的氣幕擋墻透氣元件，吹入中間包鋼水，使其產(chǎn)生小氣泡幕，這些小氣泡幕能將夾雜物從鋼液內部帶到表面，從而被渣層所吸附，以達到除去夾雜物凈化鋼液的目的。用氣幕擋墻透氣元件產(chǎn)生小氣泡幕凈化鋼液的技術，除了可有效地去除鋼水中夾雜物，達到凈化鋼水的目的，同時還有促進鋼水溫度和成份均勻化的作用。為了提高去除鋼水中夾雜的效果，要求氣幕中氣泡直徑細小而密度高。對氣幕擋墻透氣性耐火材料制作，一般仍采用加壓或震動澆注成型工藝透氣通道通過成型時固定在模具上的可除去的塑料帶產(chǎn)生，也可埋入通氣的金屬管產(chǎn)生。另一類現(xiàn)有的透氣性耐火材料的制作技術，是利用耐火材料制作時，粒度范圍較窄的耐火顆粒原料堆積結構中，產(chǎn)生顆粒堆積間隙構成的氣孔。合理控制耐火材料原料的顆粒粒度組成和用量，可以制得體內可透氣的透氣性耐火材料。常規(guī)耐火澆注料的臨界顆粒粒度在5mm以上，顆粒配入數(shù)量75~60%，材料組織的不均勻性很高，且可以摻入纖維的細組織區(qū)域小。上述制作氣幕擋墻透氣性耐火材料的方法中，在耐火材料成型時置入固定在模具上的塑料帶或通氣金屬管，模具和生產(chǎn)操作工藝均較復雜，勞動生產(chǎn)率低，形成的透氣通道當量直徑大，產(chǎn)生氣幕時，氣幕中的氣泡直徑大；采用控制耐火顆粒原料堆積的方法，在耐火材料體內產(chǎn)生氣孔，同樣存在產(chǎn)生氣幕時氣幕中的氣泡直徑大的問題，同時，用這種辦法制作耐火材料，需要采用振動加壓成型工藝或等靜壓加壓成型工藝，工藝裝備要求和制作成本均較高。綜上所述，原有的透氣性耐火材料的制造方法，需要在耐火材料中置入設定的通氣管道或采用特定的耐火顆粒原料堆積結構產(chǎn)生顆粒堆積間隙氣孔。這兩類方法的制造工藝和裝備均較復雜，勞動生產(chǎn)率低，且得到的透氣性耐火材料產(chǎn)生的氣泡直徑大(水模測定中為1.5mm以上)，不能很好地滿足中間包氣幕擋墻要求氣泡細而密的要求。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種中間包氣幕擋墻透氣性耐火材料，使該耐火澆注料既保持原簡便的振動澆注成型特點和良好的耐材特性，又能在體內形成易于控制的微氣孔通道。為達上述目的，本發(fā)明的一種中間包氣幕擋墻透氣性耐火材料，包括耐火澆注料；外加0.08wty。0.45wtn/。的有機纖維，以振動澆注方法成型制作氣幕檔墻。.其中，所述的耐火澆注料的顆粒由《lmm的細顆粒組成，其中，粒度為10mm細顆粒占55%45%，其余為<0.21mm的細粉和微粉。所述有機纖維直徑〈0.05mm，長度為46mm。所述的耐火澆注料為高鋁質耐火澆注料。所述的耐火澆注料為莫來石質耐火澆注料。所述的耐火澆注料為鋁尖晶石質耐火澆注料。由澆注料中摻入的有機纖維燒失后形成透氣性耐火材料中的透氣通道，該透氣通道與所述的有機纖維對應。在耐火澆注料中外加0.08%0.45%的有機纖維，有機纖維直徑〈0.05mm,長度46mm，通過在澆注料中隨機分布的有機纖維在高溫灼燒揮發(fā)后留下的管狀微孔及數(shù)量，可控制在材料內部形成通氣通道的大小和數(shù)量(水模測定中氣泡直徑為lmm以下，大多數(shù)《0.5mm)，從而在高性能的致密耐火澆注料中形成中間包氣幕擋墻耐火材料所要求的通氣量。本發(fā)明的采用加入一定量直徑的細小有機短纖維使材料產(chǎn)生透氣性的方法，可以使?jié)沧⒘先员３趾啽愕恼駝又辛鲃犹畛涿軐嵒奶匦?，并保持耐火澆注料原有良好的材料強度和耐火性能，從而使材料保持良好的使用壽命。加入的有機纖維經(jīng)過親水處理，直徑O.05mm且長度46mm。由于有機纖維比重小，未經(jīng)親水處理的或長度大于6mm的有機纖維難于在澆注料漿中均勻分散，造成材料性能降低且不能有效形成貫通氣道；如果未經(jīng)親水處理的或纖維直徑大于0.05mm的有機纖維還將顯著降低耐火澆注料振動澆注成型的流動性，使難于用澆注成型法制作氣幕擋墻；如果纖維長度短于4mm，使材料組織中短管狀氣孔的連通幾率明顯降低，從而會導致氣幕擋墻難以達到透氣量的工藝要求；如果以增加纖維加入量彌補，則過量的纖維加入量將同時導致澆注料澆注流動性的顯著下降和氣幕擋墻材料性能的顯著下降，不能滿足氣幕擋墻制作的要求和在中間包鋼水中長時間工作的要求。對氣耐火澆注料的顆粒度進行限制是要保證材料體內較高的摻入纖維的細組織區(qū)域體積,也可保證有機纖維能均勻地分散在材料體內，并使工作時材料表面均勻地產(chǎn)生細氣泡。但澆注料顆粒度降低將造成材料的抗壓強度和高溫體積穩(wěn)定性下降。實驗表明，采用10mm的細顆粒5545n/。作為澆注料的顆粒骨料，其余為〈0.21mm的各種細粉和微粉，可以兼顧材料結構中氣孔均勻分布和材料性能的要求。使該耐火澆注料既保持原簡便的振動澆注成型特點和良好的耐材特性，又能在體內形成易于控制的微氣孔通道。圖1為本發(fā)明的氣幕擋墻透氣性耐火澆注料顯氣孔率與材料的透氣能力關系曲線圖。具體實施方式耐火澆注料中外加入有機纖維形成的透氣型氣幕擋墻，經(jīng)中高溫5001000。C的熱處理后，在常規(guī)的中間包氣幕擋墻供氣壓力0.2Mpa時，其顯氣孔率與比透氣量隨有機纖維加入量增加而增加，對耐火澆注料實物測得的關系如表l和圖l所示。表1為氣幕擋墻透氣性耐火澆注料顯氣孔率與有機纖維加入量的關系。由表1可見，隨著有機纖維加入量的增大，其顯氣孔率和比透氣量也逐漸增大。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>見圖1，虛線表示的透氣量是氣幕擋墻對透氣性耐火材料的常見透氣性要求?？梢?，采用本發(fā)明的在耐火澆注料中有機纖維的加入量的方法，生產(chǎn)中間包氣幕擋墻，可以有效地形成中間包氣幕擋墻透氣性耐火材料所要求的透氣量，當有機纖維的外加入量在0.08%0.45%范圍內，該技術制作的透氣性耐火材料其透氣能力可以很好地覆蓋氣幕擋墻對耐火材料透氣量要求的可能范圍。低于該加入量，產(chǎn)生的透氣性不夠，超過該加入量，透氣性過高，且對材料性能會有所降低。氣幕檔墻的耐火澆注料可以采用現(xiàn)有的能符合中間包冶煉所需耐火性要求的高鋁質、莫來石質或鋁尖晶石質耐火澆注料。下面通過表2~表4分別說明上述3種耐火澆注料中加入有機纖維后形成透氣性耐火澆注料后的實例，以及由此制作成的氣幕擋墻透氣性耐火材料的性能。實施例1表2是在低水泥鋁尖晶石質致密澆注料中外加入0.25wt。/^的有機纖維，制作而成的60噸中間包氣幕擋墻的性能。表2為低水泥鋁尖晶石質氣幕擋墻透氣性耐火材料。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>從擋墻透氣性耐火材料的性能測定結果看，材料的性能是優(yōu)良的。用適量的有機纖維產(chǎn)生通氣孔對耐材的性能無明顯的降低作用，其耐火性能可以很好地符合中間包鋼水沖刷條件下工況條件的需要，且制作而成的氣幕擋墻透氣能力與中間包冶金的要求相吻合。實施例2表3為低水泥莫來石質氣幕擋墻透氣性耐火材料。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>在上述耐火澆注料中拌入有機纖維，采用具有碾輪的混砂機。拌和工藝中首先將有機纖維和配料中小于0.21mm的各種細粉物料在混砂機中拌和1520分鐘，利用碾輪的碾壓搓和作用，使纖維束和纖維團在澆注料細粉中均勻分散，然后加入澆注料的顆粒組分，混和12分鐘即可。由澆注料中摻入的有機纖維燒失后形成透氣性耐火材料中的透氣通道，該透氣通道與所述的有機纖維對應。本發(fā)明用振動澆注方法成型制作氣幕檔墻，氣幕擋墻制作按照常規(guī)的耐火澆注料制作不定形耐火預制塊的方法，將耐火澆注料振動澆注入中間包氣幕擋墻的模具，經(jīng)常規(guī)的養(yǎng)護后便可得到中間包氣幕擋墻透氣性耐火材料的預制塊，經(jīng)中高溫500100(TC的熱處理后，成為中間包氣幕擋墻透氣性耐火材料。權利要求1.一種中間包氣幕擋墻透氣性耐火材料，其特征在于，包括耐火澆注料；外加0.08wt％～0.45wt％的有機纖維，以振動澆注方法成型制作氣幕檔墻。2.如權利要求1所述的中間包氣幕擋墻透氣性耐火澆注料，其特征在于:所述的耐火澆注料的顆粒由《lmm的細顆粒組成，其中，粒度為lOmm細顆粒占55%45%，其余為〈0.21mm的細粉和微粉。3.如權利要求1所述的中間包氣幕擋墻透氣性耐火澆注料，其特征在于:所述有機纖維直徑〈0.05mm，長度為46mm。4.如權利要求1所述的中間包氣幕擋墻透氣性耐火材料，其特征在于所述的耐火澆注料為高鋁質耐火澆注料。5.如權利要求1所述的中間包氣幕擋墻透氣性耐火材料，其特征在于所述的耐火澆注料為莫來石質耐火澆注料。6.如權利要求1所述的中間包氣幕擋墻透氣性耐火材料，其特征在于所述的耐火澆注料為鋁尖晶石質耐火澆注料。7.如權利要求1所述的間包氣幕擋墻透氣性耐火材料，其特征在于由澆注料中摻入的有機纖維燒失后形成透氣性耐火材料中的透氣通道，該透氣通道與所述的有機纖維對應。全文摘要一種中間包氣幕擋墻透氣性耐火材料，包括耐火澆注料；外加0.08wt％～0.45wt％的有機纖維，以振動澆注方法成型制作氣幕檔墻。其中，所述的耐火澆注料的顆粒由≤1mm的細顆粒組成，其中，粒度為1～0mm細顆粒占55％～45％，其余為＜0.21mm的細粉和微粉。所述有機纖維直徑＜0.05mm，長度為4～6mm。該耐火澆注料既保持原簡便的振動澆注成型特點和良好的耐材特性，又能在體內形成易于控制的微氣孔通道。文檔編號B28B1/52GK101152734SQ20061011673公開日2008年4月2日申請日期2006年9月29日優(yōu)先權日2006年9月29日發(fā)明者何平顯,陳榮榮申請人:寶山鋼鐵股份有限公司