一種rh爐真空室用無鉻磚及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種RH爐真空室用無鉻磚，其組分及重量百分比為：粒度0.074～5mm的電熔鎂砂、燒結(jié)鎂砂、高純鎂砂中的一種或一種以上的混合70%～93%，粒度≤0.074mm的尖晶石細(xì)粉2～17%，粒度為60-80nm的二氧化鋯細(xì)粉1～3%，粒度≥200目的鈦白粉1%～8%，高分子有機(jī)結(jié)合劑1%～3%。其不含鉻等有害元素，對(duì)人體和環(huán)境無污染，符合國家《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》(2011年本)中對(duì)鉻等有害元素的限制；基質(zhì)組成及顆粒級(jí)配科學(xué)合理，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)致密，具有良好的高溫抗渣侵蝕性能、抗熱震性能及較高的高溫抗折強(qiáng)度，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
【專利說明】一種RH爐真空室用無鉻磚及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬冶煉用耐火材料領(lǐng)域，涉及一種無鉻磚及制備方法，具體涉及一種RH爐真空室替代鎂鉻磚用無鉻磚及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]RH (鋼水真空循環(huán)脫氣)工藝是由西德魯爾鋼公司(Ruhrstahl)和海羅爾斯公司(Heraeus)在1959年共同開發(fā)，其距今已有50年的發(fā)展歷史。RH真空處理裝置主要由真空室、浸潰管(上升管、下降管)、真空排氣管道、合金料倉、升降裝置、吹氬管道系統(tǒng)和真空室預(yù)熱裝置組成。RH開發(fā)的初始目的是對(duì)鋼水進(jìn)行脫氫處理，以防止鋼中白點(diǎn)的產(chǎn)生，因而RH僅用于處理對(duì)氣體有嚴(yán)格要求的鋼種，如厚板鋼、大型鍛件用鋼、硅鋼及軸承鋼等，其應(yīng)用范圍受限。隨著RH各項(xiàng)技術(shù)的不斷研究、完善和發(fā)展，在脫氫的基礎(chǔ)上又開發(fā)了脫碳、脫氧、吹氧升溫、噴粉脫硫和成分控制等功能，相繼誕生了 RH-OB、RH-PB、RH-KTB、RH-KPB等多功能的爐外精煉設(shè)備，改進(jìn)后的RH能進(jìn)行多種冶金操作，大大提高了 RH的處理能力和處理效果，更好地滿足了增加處理鋼種和提高鋼材質(zhì)量的要求。RH爐是爐外精煉過程中生產(chǎn)高質(zhì)量鋼材不可缺少的重要設(shè)備之一。
[0003]鎂鉻磚是大多數(shù)鋼鐵企業(yè)目前廣泛使用的RH爐真空室用耐火材料。由于鎂鉻磚的生產(chǎn)及使用過程中容易產(chǎn)生Cr6+，嚴(yán)重污染環(huán)境，因此各國都主張限制甚至取消鎂鉻磚的生產(chǎn)和使用，世界發(fā)達(dá)國家如日本、歐美等正加大投入研發(fā)力度來研制鎂鉻磚的替代品，美國環(huán)保局已將六價(jià)鉻確定為17種高度危險(xiǎn)的毒性物質(zhì)之一，我國《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》(2011年本)將“精煉鋼用低碳、無碳耐火材料生產(chǎn)工藝”列為鼓勵(lì)類產(chǎn)業(yè)，而將“含鉻質(zhì)耐火材料”列 為限制類生產(chǎn)項(xiàng)目。隨著無鉻化耐材技術(shù)進(jìn)步成熟，鎂鉻磚的淘汰和無鉻耐火材料的推廣使用，將成為RH爐真空室用耐火材料的必然發(fā)展趨勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于開發(fā)一種能替代RH爐真空室用鎂鉻磚，具有優(yōu)良的高溫抗渣侵蝕性能、抗熱震性能和高溫抗折強(qiáng)度的RH爐真空室用無鉻磚及制備方法。
[0005]為解決本發(fā)明提出的技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種RH爐真空室用無鉻磚，其組分及重量百分比為:粒度0.074~5mm的電熔鎂砂、燒結(jié)鎂砂、高純鎂砂中的一種或一種以上的混合70%~93%，粒度≤0.074mm的尖晶石細(xì)粉2~17%，粒度為60-80nm的二氧化鋯細(xì)粉I~3%，粒度≤200目的鈦白粉1%~8%，高分子有機(jī)結(jié)合劑1%~3%。
[0006]按上述方案，所述的高分子有機(jī)結(jié)合劑為二氧化鋯含量> 10wt%的二氧化鋯溶膠、二氧化鈦含量> 15wt%的二氧化鈦溶膠、木質(zhì)素含量> 50wt%的木質(zhì)素磺酸鈣、有效物質(zhì)含量> 99wt%的糊精粉末或二氧化鈦含量> 15wt%的二氧化鈦溶膠和木質(zhì)素含量^ 50wt%的木質(zhì)素磺酸鈣按各自體系總質(zhì)量計(jì)兩者質(zhì)量比為2:1~3:1混合的混合物。
[0007]上述RH爐真空室用無鉻磚的制備方法如下:(1)混料:采用下述兩種方案中的一種混料:
a將粒度為0.074~5_的電熔鎂砂、燒結(jié)鎂砂、高純鎂砂中的一種或一種以上的混合物、粒度≤0.074mm的尖晶石細(xì)粉、粒度為60_80nm的二氧化鋯細(xì)粉、粒度> 200目的鈦白粉，按配比量稱量后放入攪拌機(jī)中干式混合均勻，然后加入配比量的高分子有機(jī)結(jié)合劑，并攪拌均勻；
b按配比量計(jì)，先向粒度< 0.074mm的尖晶石細(xì)粉和粒度為60_80nm的二氧化鋯細(xì)粉中加入一部分高分子有機(jī)結(jié)合劑，加入量占高分子有機(jī)結(jié)合劑總量的20~60wt%，然后加入粒度≤200目的鈦白粉，放入攪拌機(jī)中干式混合均勻，再加入粒度為0.074~5mm的電熔鎂砂、燒結(jié)鎂砂、高純鎂砂中的一種或一種以上的混合物，混合均勻，后加入剩余的高分子有機(jī)結(jié)合劑，攪拌均勻；
(2)壓制成型;
(3)干燥養(yǎng)護(hù)后經(jīng)1600°C~1900°C高溫?zé)Y(jié)，保溫時(shí)間為3~12個(gè)小時(shí)；
(4)自然冷卻至室溫即得。
[0008]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):不含鉻等有害元素，對(duì)人體和環(huán)境無污染，符合國家《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》(2011年本)中對(duì)鉻等有害元素的限制；基質(zhì)組成及顆粒級(jí)配科學(xué)合理，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)致密，具有良好的高溫抗渣侵蝕性能、抗熱震性能及較高的高溫抗折強(qiáng)度，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
【具體實(shí)施方式】
`[0009]實(shí)施例1:
(1)按重量百分比計(jì):粒度為0.074~5mm的電熔鎂砂70%，0.074mm的尖晶石細(xì)粉17%，粒度為60-80nm的二氧化鋯細(xì)粉3%，粒度為200目的鈦白粉8%，高分子有機(jī)結(jié)合劑2%，所述的高分子有機(jī)結(jié)合劑為二氧化鋯含量20wt%的二氧化鋯溶膠與木質(zhì)素含量60wt%的木質(zhì)素磺酸鈣溶液按照質(zhì)量百分比為2:1比例混合的混合物，稱量各組分，備用；
(2)混料:將上述稱量好的電熔鎂砂、尖晶石細(xì)粉、二氧化鋯細(xì)粉、鈦白粉放入攪拌機(jī)中干式混合均勻；再加入高分子有機(jī)結(jié)合劑，并攪拌均勻；
(3)壓制成型;
(4)干燥養(yǎng)護(hù)后經(jīng)1600°C高溫?zé)Y(jié)8小時(shí)；
(5)自然冷卻至室溫，即得RH真空室用無鉻磚。
[0010]實(shí)施例2:
Cl)按重量百分比計(jì)為:粒度為0.074~5mm的燒結(jié)鎂砂84%，0.074mm的尖晶石細(xì)粉9%，粒度為60-80nm的二氧化鋯細(xì)粉1%，粒度為325目的鈦白粉5%，高分子有機(jī)結(jié)合劑1%，所述的高分子有機(jī)結(jié)合劑為二氧化鈦含量為20wt%的二氧化鈦溶膠，稱量各組分，備用；
(2)混料:向上述稱量好的尖晶石細(xì)粉和二氧化鋯細(xì)粉中加入部分高分子有機(jī)結(jié)合劑，其加入量占高分子有機(jī)結(jié)合劑總量的40wt% ;后加入粒度鈦白粉，放入攪拌機(jī)中干式混合均勻，再加入粒度為燒結(jié)鎂砂，混合均勻后，將剩余的高分子有機(jī)結(jié)合劑加入，攪拌均勻；
(3)壓制成型;
(4)干燥養(yǎng)護(hù)后經(jīng)1900°C高溫?zé)Y(jié)4個(gè)小時(shí)；(5)自然冷卻至室溫，即得RH真空室用無鉻磚。
[0011]實(shí)施例3
Cl)按重量百分比計(jì)為:粒度為0.074~5mm的燒結(jié)鎂砂93%，粒度< 0.074mm的尖晶石細(xì)粉2%，粒度為60-80nm的二氧化鋯細(xì)粉1%，粒度為325目的鈦白粉1%，高分子有機(jī)結(jié)合劑3%，所述的高分子有機(jī)結(jié)合劑為二氧化鈦溶膠，稱量各組分，備用；
(2)混料:向上述稱量好的二氧化鋯細(xì)粉和尖晶石細(xì)粉中加入部分高分子有機(jī)結(jié)合劑，其加入量占高分子有機(jī)結(jié)合劑總量的30wt% ;后加入鈦白粉，放入攪拌機(jī)中干式混合均勻，再加入燒結(jié)鎂砂，混合均勻后，將剩余的高分子有機(jī)結(jié)合劑加入，攪拌均勻；
(3)壓制成型;
(4)干燥養(yǎng)護(hù)后經(jīng)1800°C高溫?zé)Y(jié)6個(gè)小時(shí)；
(5)自然冷卻至室溫，即得RH真空室用無鉻磚。
[0012]將實(shí)施例1-3中的RH真空室用無鉻磚和國內(nèi)某廠RH爐用鎂鉻磚的性能比較見附表1。其中，體積密度和顯氣孔率根據(jù)GB/T2997-1982標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，常溫抗折強(qiáng)度和常溫耐壓強(qiáng)度按照GB/T5072-1985標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)；高溫抗折強(qiáng)度按照GB/T3002-3004標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)；熱震穩(wěn)定性能按照YB/T2206.2-1998標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；抗侵蝕性能通過測(cè)量樣品侵蝕面積進(jìn)行比較:
附表1
【權(quán)利要求】
1.一種RH爐真空室用無鉻磚，其特征在于:其組分及重量百分比為:粒度0.074~5mm的電熔鎂砂、燒結(jié)鎂砂、高純鎂砂中的一種或一種以上的混合70%~93%，粒度≤0.074mm的尖晶石細(xì)粉2~17%，粒度為60-80nm的二氧化鋯細(xì)粉I~3%，粒度≥200目的鈦白粉1%~8%，高分子有機(jī)結(jié)合劑1%~3%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RH爐真空室用無鉻磚，其特征在于:所述的高分子有機(jī)結(jié)合劑為二氧化鋯含量> 10wt%的二氧化鋯溶膠、二氧化鈦含量> 15wt%的二氧化鈦溶膠、木質(zhì)素含量> 50wt%的木質(zhì)素磺酸鈣、有效物質(zhì)含量> 99wt%的糊精粉末或二氧化鈦含量≥15wt%的二氧化鈦溶膠和木質(zhì)素含量> 50wt%的木質(zhì)素磺酸鈣按各自體系總質(zhì)量計(jì)兩者質(zhì)量比為2:1~3:1混合的混合物。
3.權(quán)利要求1所述的RH爐真空室用無鉻磚的制備方法，其特征在于，步驟如下: (1)混料:采用下述兩種方案中的一種混料: a將粒度為0.074~5_的電熔鎂砂、燒結(jié)鎂砂、高純鎂砂中的一種或一種以上的混合物、粒度≤0.074mm的尖晶石細(xì)粉、粒度為60_80nm的二氧化鋯細(xì)粉、粒度> 200目的鈦白粉，按配比量稱量后放入攪拌機(jī)中干式混合均勻，然后加入配比量的高分子有機(jī)結(jié)合劑，并攪拌均勻； b按配比量計(jì)，先向粒度< 0.074mm的尖晶石細(xì)粉和粒度為60_80nm的二氧化鋯細(xì)粉中加入一部分高分子有機(jī)結(jié)合劑，加入量占高分子有機(jī)結(jié)合劑總量的20~60wt%，然后加入粒度≥200目的鈦白粉，放入攪拌機(jī)中干式混合均勻，再加入粒度為0.074~5mm的電熔鎂砂、燒結(jié)鎂砂、高純鎂砂中的一種或一種以上的混合物，混合均勻，后加入剩余的高分子有機(jī)結(jié)合劑，攪拌均勻； (2)壓制成型； (3)干燥養(yǎng)護(hù)后經(jīng)1600°C ~1900°C高溫?zé)Y(jié)，保溫時(shí)間為3~12個(gè)小時(shí)； (4)自然冷卻至室溫即得。
【文檔編號(hào)】C04B35/66GK103819207SQ201310645259
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】周輝, 宋儀杰, 王 忠, 徐超, 洪學(xué)勤 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司