一種鋼包包底澆注料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼包澆注料技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種鋼包包底澆注料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼包是鋼鐵工業(yè)中重要儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備和冶煉設(shè)備。鋼包包底耐火材料在煉鋼過(guò)程中承受鋼流的沖刷和鋼水的流動(dòng)而造成結(jié)構(gòu)剝落及熔渣侵蝕，使得包底耐火材料的使用壽命遠(yuǎn)低于包壁及渣線等部位，同時(shí)也對(duì)高溫工業(yè)的安全生產(chǎn)造成一定的隱患。
[0003]目前，鋼包包底用耐火材料主要為“剛玉-尖晶石質(zhì)澆注料”和“高純氧化鋁-尖晶石質(zhì)澆注料/預(yù)制件”等鋁鎂體系的澆注料。
[0004]采用“剛玉-尖晶石質(zhì)澆注料”作為鋼包包底用耐火材料，其耐火度高和高溫力學(xué)性能優(yōu)良，尤其剛玉與尖晶石熱膨脹系數(shù)差別明顯，能較好地緩和鋼水流動(dòng)過(guò)程中耐火材料內(nèi)部的熱應(yīng)力；采用“剛玉-尖晶石質(zhì)澆注料”作為鋼包包底用耐火材料，雖然可以利用熱膨脹系數(shù)差別所引發(fā)的微裂紋來(lái)緩解材料內(nèi)部的熱應(yīng)力，但微裂紋的存在也大大降低了耐火材料的抗熔渣侵蝕/滲透性能。
[0005]采用“高純氧化鋁-尖晶石質(zhì)澆注料/預(yù)制件”，可利用氧化鋁原位形成尖晶石，并引發(fā)一定的體積膨脹，增強(qiáng)耐火材料的致密化程度，提高耐火材料抗熔渣侵蝕和滲透的能力；采用“高純氧化鋁-尖晶石質(zhì)澆注料/預(yù)制件”，其原位形成尖晶石的反應(yīng)速率較快，難以分布均勻，導(dǎo)致包底耐火材料局部膨脹損毀明顯(“鼓包”現(xiàn)象)。
[0006]此外，剛玉、尚純氧化銷和尚純尖晶石等耐火原料的成本均$父尚，提尚了包底耐火材料的開發(fā)成本，從而降低了包底耐火材料的競(jìng)爭(zhēng)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的在于提供一種成本低廉、工藝簡(jiǎn)單的鋼包包底澆注料的制備方法，用該方法制備的鋼包包底澆注料的高溫體積穩(wěn)定性好和抗渣侵蝕性能強(qiáng)。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:以60~70wt%的鈦鐵渣顆粒為骨料，以25~35wt%的鈦鐵渣細(xì)粉、l~4wt%的氧化鋯微粉和2~5wt%的氧化鈦微粉為基質(zhì)料；按所述骨料和所述基質(zhì)料的含量，先將基質(zhì)料混勻，再將混勻后的基質(zhì)料加入所述骨料中，混合均勻；然后加入占所述基質(zhì)料與所述骨料之和3~7wt%的硅溶膠，攪拌均勻，振動(dòng)成型，室溫條件下養(yǎng)護(hù)6~12小時(shí)，最后在90~110°C條件下保溫12~24h，制得鋼包包底澆注料。
[0009]所述鈦鐵渣為冶煉鈦鐵合金所產(chǎn)生的爐渣，鈦鐵渣的主要物相為鈦鋁酸鈣、剛玉、六鋁酸鈣、二鋁酸鈣和鈦酸鈣；其中！Al2O3含量為70~80wt%，T12含量為10~15wt%，CaO含量為 10~l5wt%，F(xiàn)e2O3含量< 2wt%。
[0010]所述鈦鐵澄顆粒的粒度為8~0.1mm。
[0011]所述鈦鐵渣細(xì)粉的粒度為0.1-0.088mm。
[0012]所述氧化錯(cuò)微粉的ZrO2含量> 99wt%，顆粒粒徑為1~2 μπι。
[0013]所述氧化鈦微粉的T12含量> 99wt%，顆粒粒徑為1~2 μ m。
[0014]所述硅溶膠的S12含量為20~30wt%。
[0015]由于采取上述技術(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)明采用鈦鐵渣為主要原料，大大降低了鋼包包底澆注料的開發(fā)成本。
[0016]2、本發(fā)明無(wú)需特殊的制備設(shè)備和處理技術(shù)，節(jié)省勞動(dòng)力資源，工藝流程簡(jiǎn)單。
[0017]3、本發(fā)明利用高溫下鈦鐵渣組分間的物相反應(yīng)所引發(fā)的體積效應(yīng)來(lái)緩解澆注料內(nèi)部的熱應(yīng)力，進(jìn)而提高澆注料的高溫體積穩(wěn)定性和抗渣侵蝕性。
[0018]本發(fā)明制備的鋼包包底澆注料經(jīng)測(cè)定:1550 0C X3h燒后線變化率為-0.05—0.1% ;1550°C靜態(tài)坩禍法抗渣實(shí)驗(yàn)侵蝕指數(shù)為8~15%。
[0019]因此，本發(fā)明具有成本低廉和工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)；所制備的鋼包包底澆注料高溫體積穩(wěn)定性好和抗渣侵蝕性能強(qiáng)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，并非對(duì)其保護(hù)范圍的限制。
[0021]為避免重復(fù)，先將本【具體實(shí)施方式】所涉及的原料統(tǒng)一描述如下，實(shí)施例中不再贅述:
所述鈦鐵渣為冶煉鈦鐵合金所產(chǎn)生的爐渣，鈦鐵渣的主要物相為鈦鋁酸鈣、剛玉、六鋁酸鈣、二鋁酸鈣和鈦酸鈣；其中！Al2O3含量為70~80wt%，T12含量為10~15wt%，CaO含量為10~15wt%, Fe2O3含量< 2wt%。
[0022]所述鈦鐵澄顆粒的粒度為8~0.1mm。
[0023]所述鈦鐵渣細(xì)粉的粒度為0.1-0.088mm。
[0024]所述氧化錯(cuò)微粉的ZrO2含量> 99wt%，顆粒粒徑為1~2 μπι。
[0025]所述氧化鈦微粉的T12含量> 99wt%，顆粒粒徑為1~2 μπι。
[0026]所述硅溶膠的S12含量為20~30wt%。
[0027]實(shí)施例1
一種鋼包包底澆注料及其制備方法。所述鋼包包底澆注料的制備方法是:以60~64wt%的鈦鐵渣顆粒為骨料，以31~35wt%的鈦鐵渣細(xì)粉、l~3wt%的氧化鋯微粉和2~4wt%的氧化鈦微粉為基質(zhì)料；按所述骨料和所述基質(zhì)料的含量，先將基質(zhì)料混勻，再將混勻后的基質(zhì)料加入所述骨料中，混合均勻；然后加入占所述基質(zhì)料與所述骨料之和3~4wt%的硅溶膠，攪拌均勻，振動(dòng)成型，室溫條件下養(yǎng)護(hù)6~12小時(shí)，最后在90~110°C條件下保溫12~24h，制得鋼包包底澆注料。
[0028]本實(shí)施例制備的鋼包包底澆注料經(jīng)檢測(cè):1550°C X 3h燒后線變化為-0.08—0.1 ；1550°C靜態(tài)坩禍法抗渣實(shí)驗(yàn)侵蝕指數(shù)為11~15%。
[0029]實(shí)施例2
一種鋼包包底澆注料及其制備方法。所述鋼包包底澆注料的制備方法是:以62~66wt%的鈦鐵渣顆粒為骨料，以29~33wt%的鈦鐵渣細(xì)粉、2~4wt%的氧化鋯微粉和3~5wt%的氧化鈦微粉為基質(zhì)料；按所述骨料和所述基質(zhì)料的含量，先將基質(zhì)料混勻，再將混勻后的基質(zhì)料加入所述骨料中，混合均勻；然后加入占所述基質(zhì)料與所述骨料之和4~5wt%的硅溶膠，攪拌均勻，振動(dòng)成型，室溫條件下養(yǎng)護(hù)6~12小時(shí)，最后在90~110°C條件下保溫12~24h，制得鋼包包底澆注料。
[0030]本實(shí)施例制備的鋼包包底澆注料經(jīng)檢測(cè):1550 0C X3h燒后線變化為-0.07—0.09 ;1550°C靜態(tài)坩禍法抗渣實(shí)驗(yàn)侵蝕指數(shù)為10~14%。
[0031]實(shí)施例3
一種鋼包包底澆注料及其制備方法。所述鋼包包底澆注料的制備方法是:以64~68wt%的鈦鐵渣顆粒為骨料，以27~31wt%的鈦鐵渣細(xì)粉、l~3wt%的氧化鋯微粉和2~4wt%的氧化鈦微粉為基質(zhì)料；按所述骨料和所述基質(zhì)料的含量，先將基質(zhì)料混勻，再將混勻后的基質(zhì)料加入所述骨料中，混合均勻；然后加入占所述基質(zhì)料與所述骨料之和5~6wt%的硅溶膠，攪拌均勻，振動(dòng)成型，室溫條件下養(yǎng)護(hù)6~12小時(shí)，最后在90~110°C條件下保溫12~24h，制得鋼包包底澆注料。
[0032]本實(shí)施例制備的鋼包包底澆注料經(jīng)檢測(cè):1550 0C X3h燒后線變化為-0.06—0.08 ;1550°C靜態(tài)坩禍法抗渣實(shí)驗(yàn)侵蝕指數(shù)為9~13%。
[0033]實(shí)施例4
一種鋼包包底澆注料及其制備方法。所述鋼包包底澆注料的制備方法是:以66~70wt%的鈦鐵渣顆粒為骨料，以25~29wt%的鈦鐵渣細(xì)粉、2~4wt%的氧化鋯微粉和3~5wt%的氧化鈦微粉為基質(zhì)料；按所述骨料和所述基質(zhì)料的含量，先將基質(zhì)料混勻，再將混勻后的基質(zhì)料加入所述骨料中，混合均勻；然后加入占所述基質(zhì)料與所述骨料之和6~7wt%的硅溶膠，攪拌均勻，振動(dòng)成型，室溫條件下養(yǎng)護(hù)6~12小時(shí)，最后在90~110°C條件下保溫12~24h，制得鋼包包底澆注料。
[0034]本實(shí)施例制備的鋼包包底澆注料經(jīng)檢測(cè):1550 0C X3h燒后線變化為-0.05—0.07 ;1550°C靜態(tài)坩禍法抗渣實(shí)驗(yàn)侵蝕指數(shù)為8~12%。
[0035]本【具體實(shí)施方式】與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果:
1、本【具體實(shí)施方式】采用鈦鐵渣為主要原料，大大降低了鋼包包底澆注料的開發(fā)成本。
[0036]2、本【具體實(shí)施方式】無(wú)需特殊的制備設(shè)備和處理技術(shù)，節(jié)省勞動(dòng)力資源，工藝流程簡(jiǎn)單。
[0037]3、本【具體實(shí)施方式】利用高溫下鈦鐵渣組分間的物相反應(yīng)所引發(fā)的體積效應(yīng)來(lái)緩解澆注料內(nèi)部的熱應(yīng)力，進(jìn)而提高澆注料的高溫體積穩(wěn)定性和抗渣侵蝕性。
[0038]本【具體實(shí)施方式】制備的鋼包包底澆注料經(jīng)測(cè)定:1550 °C X3h燒后線變化率為-0.05—0.1% ;1550°C靜態(tài)坩禍法抗渣實(shí)驗(yàn)侵蝕指數(shù)為8~15%。
[0039]因此，本【具體實(shí)施方式】具有成本低廉和工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)；所制備的鋼包包底澆注料高溫體積穩(wěn)定性好和抗渣侵蝕性能強(qiáng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋼包包底澆注料的制備方法，其特征在于以60~70wt%的鈦鐵渣顆粒為骨料，以25~35wt%的鈦鐵渣細(xì)粉、l~4wt%的氧化鋯微粉和2~5wt%的氧化鈦微粉為基質(zhì)料；按所述骨料和所述基質(zhì)料的含量，先將基質(zhì)料混勻，再將混勻后的基質(zhì)料加入所述骨料中，混合均勻；然后加入占所述基質(zhì)料與所述骨料之和3~7wt%的硅溶膠，攪拌均勻，振動(dòng)成型，室溫條件下養(yǎng)護(hù)6~12小時(shí)，最后在90~110°C條件下保溫12~24h，制得鋼包包底澆注料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼包包底澆注料的制備方法，其特征在于所述鈦鐵渣為冶煉鈦鐵合金所產(chǎn)生的爐渣，鈦鐵渣的主要物相為鈦鋁酸鈣、剛玉、六鋁酸鈣、二鋁酸鈣和鈦酸鈣；其中 -Al2O3含量為 70~80wt%，T12含量為 10~15wt%，CaO 含量為 10~15wt%，F(xiàn)e 203含量< 2wt%03.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼包包底澆注料的制備方法，其特征在于所述鈦鐵渣顆粒的粒度為8~0.Imm04.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼包包底澆注料的制備方法，其特征在于所述鈦鐵渣細(xì)粉的粒度為 0.1-0.088mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼包包底澆注料的制備方法，其特征在于所述氧化鋯微粉的ZrO2含量> 99wt%，顆粒粒徑為1~2 μπι。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼包包底澆注料的制備方法，其特征在于所述氧化鈦微粉的T12含量> 99wt%，顆粒粒徑為1~2 μ??。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼包包底澆注料的制備方法，其特征在于所述硅溶膠的S12含量為20~30wt%。8.—種鋼包包底澆注料，其特征在于所述鋼包包底澆注料是根據(jù)權(quán)利要求1~7項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的鋼包包底澆注料的制備方法所制備的鋼包包底澆注料。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋼包包底澆注料及其制備方法。其技術(shù)方案是：以60~70wt%的鈦鐵渣顆粒為骨料，以25~35wt%的鈦鐵渣細(xì)粉、1~4wt%的氧化鋯微粉和2~5wt%的氧化鈦微粉為基質(zhì)料；按所述骨料和所述基質(zhì)料的含量，先將基質(zhì)料混勻，再將混勻后的基質(zhì)料加入所述骨料中，混合均勻；然后加入占所述基質(zhì)料與所述骨料之和3~7wt%的硅溶膠，攪拌均勻，振動(dòng)成型，室溫條件下養(yǎng)護(hù)6~12小時(shí)，最后在90~110℃條件下保溫12~24h，制得鋼包包底澆注料。本發(fā)明具有成本低廉和工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)；所制備的鋼包包底澆注料高溫體積穩(wěn)定性好和抗渣侵蝕性能強(qiáng)。
【IPC分類】C04B35/66
【公開號(hào)】CN104926325
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510311418
【發(fā)明人】張寒, 趙惠忠, 劉艷麗, 馮立, 王立鋒, 李靜捷, 余俊
【申請(qǐng)人】武漢科技大學(xué), 錦州國(guó)泰實(shí)業(yè)有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年6月9日