白云石-方鎂石-鋯酸鈣復(fù)合耐火材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種適合冶煉不銹鋼及特殊鋼AOD爐及精煉鋼包用的優(yōu)質(zhì)白云石-方鎂石-鋯酸鈣復(fù)合耐火材料，采用的主要原材料及其組分是：5-8mm的鎂鈣砂8-10％；3-5mm的鎂鈣砂9-18％；1-3mm的鎂鈣砂10-22％；0.5-1mm的鋯酸鈣5-10％；0.5-1mm的鎂砂5-10％；600目的電熔鋯酸鈣3-10％；≤0.5mm的鎂砂15-24％；400目98大結(jié)晶鎂砂的3-10%；結(jié)合劑1-3%；燒結(jié)劑1-2％。上述原料經(jīng)混煉、成型、燒成、成品檢選、包裝等步驟制成。
【專利說(shuō)明】白云石-方鎂石-鋯酸鈣復(fù)合耐火材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶煉用耐火材料領(lǐng)域，特別是一種適合冶煉不銹鋼及特殊鋼的AOD爐、精煉鋼包用的白云石-方鎂石-鋯酸鈣復(fù)合耐火材料及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)內(nèi)目前不銹鋼及特殊鋼的冶煉用AOD爐、精煉鋼包用的耐火材料之一鎂鈣磚配制方案為:除風(fēng)眼區(qū)為30鎂鈣磚，其余部位為20鎂鈣磚，這類鎂鈣磚抗水化性較差，且熱震穩(wěn)定性能也差；不抗侵蝕、耐沖刷差。同時(shí)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，磚的價(jià)格也越來(lái)越低。為此，需要一種克服上述性能上缺點(diǎn)、且能降低燒成溫度、節(jié)省能源、低成本、長(zhǎng)壽命的優(yōu)質(zhì)白云石-方鎂石-鋯酸鈣復(fù)合耐火材料取代以前的30鎂鈣磚、20鎂鈣磚。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為了解決上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種抗侵蝕耐沖刷、熱震穩(wěn)定性好、抗水化性好、節(jié)能、低成本、長(zhǎng)壽命的一種適合冶煉不銹鋼及特殊鋼的AOD爐、精煉鋼包用的優(yōu)質(zhì)白云石-方鎂石-鋯酸鈣復(fù)合耐火材料及制備方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種白云石-方鎂石-鋯酸鈣復(fù)合耐火材料，其特征在于:由下列原料按重量百分比配制而成:5-8mm的鎂鈣砂8-10% ；3-5mm 的鎂鈣砂 9-18% ；l-3mm 的鎂鈣砂 10-22% ；0.5-lmm 的電熔鋯酸鈣 5-10% ；0.5-lmm的鎂砂5-10% ；600目的電熔鋯酸鈣3-10% 0.5mm的鎂砂15-24% ；400目的大結(jié)晶鎂砂3-10% ;結(jié)合劑1-3% ;燒結(jié)劑1-2% ο
[0005]主要原料指標(biāo)如下:
[0006]所述的鎂砂指標(biāo)為:MgO含量97.02 %，CaO含量≤1.2 %，Σ SiO2, Fe203、Al2O3 ^ 3%,顯氣孔率≤I %，體積密度3.4g/cm3 ；
[0007]所述的大結(jié)晶鎂砂指標(biāo)為:MgO含量≤98%,顯氣孔率< I %，體積密度≤3.5g /cm3 ；
[0008]鎂鈣砂指標(biāo)為:MgO含量≤ 75.6 %，CaO 含量在 30—32 %，Σ SiO2、Fe203、Al2O3 ^2.0%,顯氣孔率≤I %，體積密度3.5g / cm3 ；
[0009]電熔鋯酸鈣指標(biāo)為:Zr02含量> 68% ;
[0010]所述的結(jié)合劑由石蠟脫水制成。
[0011 ]一種制備前述的白云石-方鎂石-鋯酸鈣復(fù)合耐火材料的工藝方法，其特征在于:包括如下步驟:
[0012]I)備料:將鎂鈣砂依次經(jīng)過(guò)顎式破碎機(jī)、對(duì)輥式破碎機(jī)、圓錐式破碎機(jī)進(jìn)行機(jī)械破碎，再送入球磨機(jī)進(jìn)行細(xì)磨，經(jīng)過(guò)篩網(wǎng)篩分后，制成粒度為5-8mm、3-5mm、l_3mm、三種規(guī)格的鎂鈣砂；電熔鋯酸鈣選用粒度為0.5-lmm、600目?jī)煞N規(guī)格，鎂砂粒度選用0.5-lmm,^ 0.5mm兩種規(guī)格；大結(jié)晶鎂砂選用400目規(guī)格；
[0013]2)配料:配料:a.先把0.5mm的電熔鎂砂細(xì)粉、400目的大結(jié)晶鎂砂細(xì)粉、600目的鋯酸鈣微粉及燒結(jié)劑按權(quán)利要求1所述重量百分比預(yù)混合；
[0014]b.將下列配料按前述重量百分比進(jìn)行配料，加料順序?yàn)? — 8mm的鎂鈣砂，3_5mm的鎂鈣砂，1-3mm的鎂鈣砂,0.5-lmm的電熔錯(cuò)酸|丐、0.5-lmm的鎂砂及結(jié)合劑,經(jīng)配好的料送入高速?gòu)?qiáng)力混煉機(jī)內(nèi)進(jìn)行混練，混合2分鐘、然后再加入步驟a配成的預(yù)混合粉，混料的總時(shí)間不少于25分鐘；
[0015]3)成型；混練好后出料成型；依據(jù)磚型大小采用高壓力機(jī)械成型，磚面受壓不得低于1000Kg / Cm2 ;磚坯體積密度及尺寸公差應(yīng)符合規(guī)程規(guī)；
[0016]4)燒成；將成型的坯料送入隧道窯內(nèi)，進(jìn)行高溫?zé)?，燒成溫?500_1650°C ；
[0017]5)成品檢選:制品出窯后，立即進(jìn)行檢選，然后用熱塑進(jìn)行包裝。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明經(jīng)過(guò)合理的配料和科學(xué)的處理工藝，制備的高性能優(yōu)質(zhì)白云石-方鎂石-鋯酸鈣復(fù)合耐火材料特性有:
[0019]A、改進(jìn)結(jié)合方式
[0020]普通鎂鈣磚結(jié)合方式:如圖1所示；
[0021 ] 優(yōu)質(zhì)白云石-方鎂石-鋯酸鈣復(fù)合耐火材料結(jié)合方式:如圖2所示；
[0022]
[0023]
[0024]`
[0025]
[0026]選用了電熔鎂砂、高純鎂鈣砂，降低了制品中內(nèi)在雜質(zhì)，即硅鋁鐵三項(xiàng)雜質(zhì)之和(Σ Si02+Al203+Fe203)，三項(xiàng)雜質(zhì)含量越低，高溫使用下內(nèi)部形成的低熔物和液相就越少，從而提高使用性能，增加使用壽命；
[0027]B、由于選用加入粒徑400目大結(jié)晶電熔鎂砂細(xì)粉和600目電熔鋯酸鈣微粉，降低細(xì)粉比表面積，降低燒結(jié)溫度，促進(jìn)了其燒結(jié)性能，增強(qiáng)了磚的直接結(jié)合能力，提高體積密度。
[0028]C、由于添加了耐水化性好的、極細(xì)的電熔鋯酸鈣及鎂砂粉體，將白云石骨料表面嚴(yán)密“包裹”起來(lái)，經(jīng)燒結(jié)形成保護(hù)膜，杜絕了與水分子表面的接觸，極大的提高了制品的抗水化性能，保存期在半年以上。
[0029]D、由于電熔鋯酸鈣的加入提高了制品的抗熱震穩(wěn)定性。
[0030]E、選用自制的石蠟脫水制成的無(wú)水結(jié)合劑，不但成型后不水化，直接入窯，燒成過(guò)程中始終保持有液相的磚料，自身產(chǎn)生的液相及燒結(jié)前后始終保持有液相，直到冷卻固化，甚至留有殘?zhí)?，因此磚的質(zhì)量大幅度提聞。
[0031 ] F、優(yōu)質(zhì)白云石-方鎂石-鋯酸鈣復(fù)合耐火材料中的白云石骨料含較多游離態(tài)CaO，在使用時(shí)釋放出來(lái)易與鋼水中的P、S等雜質(zhì)反應(yīng)，生成爐渣，具有除雜質(zhì)、凈化鋼液的作用。
[0032]本發(fā)明經(jīng)過(guò)合理的配料和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶幚砉に?，制備的高性能?yōu)質(zhì)白云石-方鎂石-鋯酸鈣復(fù)合耐火材料，具有原鎂鈣系耐材的優(yōu)點(diǎn)，又具有體積密度大，抗易水化性強(qiáng)、抗熱震穩(wěn)定性好、不開(kāi)裂，抗渣侵蝕能力強(qiáng)，高溫穩(wěn)定性好，使用時(shí)不易出現(xiàn)剝落現(xiàn)象，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，不僅能適用于不銹鋼及特殊鋼的冶煉爐上，也在操作條件苛酷化的精煉包上也取得滿意地使用效果。A、采用優(yōu)質(zhì)高純30鎂鈣砂雜質(zhì)少、成本低；B、采用高純度大結(jié)晶鎂砂微粉穩(wěn)定、易燒結(jié)；C、不同以往的在鎂鈣產(chǎn)品中直接加入氧化鋯改變其某些性能的，而是特別引入特種功能性耐火材料電熔鋯酸鈣及燒結(jié)劑來(lái)提高產(chǎn)品的整體性能；綜上所述:a、促進(jìn)了其耐材的燒結(jié)，提高了制品的強(qiáng)度山、大結(jié)晶鎂砂細(xì)粉和電熔鋯酸鈣微粉包裹在鎂鈣砂表面，不僅克服了耐材的水化問(wèn)題，也使其具有很高的抗侵蝕、抗沖刷能力；c、在熱震穩(wěn)定性方面也比其它同類產(chǎn)品更加優(yōu)異；d、制品的高溫性能也很優(yōu)異；e、由于磚中含有大于20%的游離CaO，具有潔凈鋼水的性能，特別適合在生產(chǎn)不銹鋼的AOD爐、精煉鋼包上使用，是現(xiàn)在普通30、20鎂鈣磚良好的替代產(chǎn)品。該制品使用壽命增加了 I倍，從而降低了噸鋼成本。
【具體實(shí)施方式】
[0033]優(yōu)質(zhì)白云石-方鎂石-鋯酸鈣復(fù)合耐火材料，由下列原料按重量百分比配制而成:5-8mm的鎂鈣砂8-10% ；3-5mm的鎂鈣砂9-18% ；l-3mm的鎂鈣砂10-22% ；0.5-lmm的電熔鋯酸鈣5-10% ；0.5-lmm的鎂砂5-10% ；600目的電熔鋯酸鈣3-10% 0.5mm的鎂砂15-24% ;大結(jié)晶鎂砂3-10% ;結(jié)合劑1-3% ;燒結(jié)劑1-2%。
[0034]其中結(jié)合劑由石蠟脫水制成。
[0035]燒結(jié)劑可選用下列任一種材料:氧化鋁、氧化鈦、氧化硼、氧化鈰。
[0036]以1000千克耐火材料為基數(shù)制備本優(yōu)質(zhì)白云石-方鎂石-鋯酸鈣復(fù)合耐火材料，步驟如下:
[0037]I)備料:將鎂鈣砂依次經(jīng)過(guò)顎式破碎機(jī)、對(duì)輥式破碎機(jī)、圓錐式破碎機(jī)進(jìn)行機(jī)械破碎，再送入球磨機(jī)進(jìn)行細(xì)磨，經(jīng)過(guò)篩網(wǎng)篩分后，制成粒度為5-8mm、3-5mm、1-3mm三種規(guī)格的續(xù)鈣砂；
[0038]電熔鋯酸鈣選用粒度為0.5-lmm、600目?jī)煞N規(guī)格，鎂砂粒度選用0.5_lmm、(0.5mm兩種規(guī)格；大結(jié)晶鎂砂選用40`0目規(guī)格。
[0039]2)配料:
[0040]a.先把< 0.5mm的電熔鎂砂細(xì)粉、400目的大結(jié)晶鎂砂細(xì)粉、600目的鋯酸鈣微粉及燒結(jié)劑按表2的重量配料，預(yù)混合；
[0041]b.按表2的重量進(jìn)行配料,加料順序?yàn)?—8mm的鎂鈣砂，3_5_的鎂鈣砂，1-3mm的鎂鈣砂，0.5-lmm的電熔鋯酸鈣、0.5-lmm的鎂砂及結(jié)合劑，經(jīng)配好的料送入高速?gòu)?qiáng)力混煉機(jī)內(nèi)進(jìn)行混練，混合2分鐘、然后再加入步驟a配成的預(yù)混合粉，混料的總時(shí)間不少于25分鐘；
[0042]3)成型；混練好后出料成型；依據(jù)磚型大小采用高壓力機(jī)械成型，磚面受壓不得低于1000Kg / Cm2 ;磚坯體積密度及尺寸公差應(yīng)符合規(guī)程規(guī)；
[0043]4)燒成；將成型的坯料送入隧道窯內(nèi)，進(jìn)行高溫?zé)桑瑹蓽囟?500_1650°C ；
[0044]5)成品檢選:制品出窯后，立即進(jìn)行檢選，然后用熱塑進(jìn)行包裝。各原料指標(biāo)如表I所示:
[0045]
【權(quán)利要求】
1.一種白云石-方鎂石-鋯酸鈣復(fù)合耐火材料，其特征在于:由下列原料按重量百分比配制而成:5-8mm的鎂鈣砂8-10% ；3-5mm的鎂鈣砂9-18% ；l-3mm的鎂鈣砂10-22% ；0.5-lmm的電熔鋯酸鈣5-10 % ；0.5-lmm的鎂砂5-10 % ；600目的電熔鋯酸鈣3-10 % ；(0.5mm的鎂砂15-24% ；400目的大結(jié)晶鎂砂3-10% ;結(jié)合劑1-3% ;燒結(jié)劑1- 2%。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的一種白云石-方鎂石-鋯酸鈣復(fù)合耐火材料，其特征在于:所述的鎂砂指標(biāo)為:MgO含量≥97.02%，CaO含量≤1.2%, Σ SiO2, Fe203> Al2O3 ≤ 3%，顯氣孔率< I %，體積密度3.4 g/cm3 ； 所述的大結(jié)晶鎂砂指標(biāo)為=MgO含量≥98%，顯氣孔率< 1%，體積密度≥3.45 g /cm3 ； 鎂鈣砂指標(biāo)為:MgO 含量≥ 75.6%, CaO 含量在 30—32 %，Σ SiO2,Fe2O3^Al2O3 ^2.0%,顯氣孔率≤ 1%，體積密度3.5 g / cm3 ; 電熔錯(cuò)酸鈣指標(biāo)為:Zr02含量> 68%。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的一種白云石-方鎂石-鋯酸鈣復(fù)合耐火材料，其特征在于:所述的結(jié)合劑由石蠟脫水制成。
4.一種制備權(quán)利要求1所述的白云石-方鎂石-鋯酸鈣復(fù)合耐火材料的工藝方法，其特征在于:包括如下步驟: O備料:將鎂鈣砂依次經(jīng)過(guò)顎式破碎機(jī)、對(duì)輥式破碎機(jī)、圓錐式破碎機(jī)進(jìn)行機(jī)械破碎，再送入球磨機(jī)進(jìn)行細(xì)磨，經(jīng)過(guò)篩網(wǎng)篩分后，制成粒度為5-8mm、3-5mm、l-3mm、三種規(guī)格的鎂鈣砂；電熔鋯酸鈣選用粒度為0.5-lmm、600目?jī)煞N規(guī)格，鎂砂粒度選用0.5_lmm、≤0.5mm兩種規(guī)格；大結(jié)晶鎂砂選用400目規(guī)格； 2)配料:a.先把<0.5mm的電熔鎂砂細(xì)粉、400目的大結(jié)晶鎂砂細(xì)粉、600目的鋯酸鈣微粉及燒結(jié)劑按權(quán)利要求1所述重量百分比預(yù)混合； b.將下列配料按前述重量百分比進(jìn)行配料，加料順序?yàn)? — 8_的鎂鈣砂，3-5_的鎂鈣砂，1-3mm的鎂鈣砂,0.5-lmm的電熔錯(cuò)酸|丐、0.5-lmm的鎂砂及結(jié)合劑,經(jīng)配好的料送入高速?gòu)?qiáng)力混煉機(jī)內(nèi)進(jìn)行混練，混合2分鐘、然后再加入步驟a配成的預(yù)混合粉，混料的總時(shí)間不少于25分鐘； 3)成型；混練好后出料成型；依據(jù)磚型大小采用高壓力機(jī)械成型，磚面受壓不得低于1000Kg / Cm2 ;磚坯體積密度及尺寸公差應(yīng)符合規(guī)程規(guī)； 4)燒成；將成型的坯料送入隧道窯內(nèi)，進(jìn)行高溫?zé)?，燒成溫?500-1650°C； 5)成品檢選:制品出窯后，立即進(jìn)行檢選，然后用熱塑進(jìn)行包裝。
【文檔編號(hào)】C04B35/66GK103693971SQ201310562313
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】王樹(shù)山, 楊毅, 劉沖, 付偉 申請(qǐng)人:遼寧中鎂高溫材料有限公司