專利名稱：：一種煉鋼電爐頂用高鋁制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于煉鋼用電爐
技術(shù)領(lǐng)域：
，主要涉及一種煉鋼電爐頂用高鋁制品。
背景技術(shù)：
：隨著電爐煉鋼技術(shù)的不斷進(jìn)步，對耐火材料性能的要求也愈來愈高。煉鋼電爐頂用的耐火材料不僅要經(jīng)受170(TC以上的高溫作用，而且還要經(jīng)受機(jī)械沖刷、氣體化學(xué)腐蝕以及溫度急劇變化等的影響。因此要求電爐頂用耐火制品應(yīng)具有l(wèi))高荷軟、高強(qiáng)度，可在高溫上長期使用；2)使用過程中產(chǎn)生微膨脹，增加爐蓋的整體性，防止坍塌、下沉等現(xiàn)象的發(fā)生；3)低氣孔率，提高磚體對腐蝕性氣體的抗?jié)B透性；4)良好的熱震穩(wěn)定性。目前煉鋼電爐頂部位常用的耐火材料是高鋁制品，但由于高鋁原料本身特性的限制，由高鋁原料制得的普通高鋁制品在高溫條件下使用時常存在如下缺點1)高溫體積收縮，降低了爐頂蓋的整體性；2)本身固有的脆性，使得制品的熱震穩(wěn)定性差；3)對鋼水和熔渣固有的潤濕性，導(dǎo)致制品抗?jié)B透性和抗侵蝕性能較差。而這些缺點嚴(yán)重影響了煉鋼電爐頂用高鋁制品的使用壽命，可以說普通的高鋁制品已經(jīng)很難滿足電爐煉鋼技術(shù)快速發(fā)展的要求。因此，研究開發(fā)一種具有熱震穩(wěn)定性高、抗?jié)B透侵蝕能力強(qiáng)、荷重軟化溫度高，并能在高溫下使用時產(chǎn)生適量微膨脹的高鋁制品是電爐煉鋼技術(shù)的迫切需求，對正在迅速發(fā)展的電爐煉鋼行業(yè)節(jié)能減排，節(jié)約成本具有十分重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種煉鋼電爐頂用高鋁制品，以解決普通高鋁制品熱震穩(wěn)定性差、抗侵蝕性能差、荷重軟化溫度低以及高溫體積收縮所導(dǎo)致的制品使用壽命低的問題。為完成上述發(fā)明目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種煉鋼電爐頂用高鋁制品，以粒度為5-0.074mm的特級礬土熟料顆粒和粒度<0.063mm的特級礬土熟料細(xì)粉為主原料、以粒度<0.074皿藍(lán)晶石精礦粉、粒度<0.074皿硅線石精礦粉、粒度<0.047mm石英粉及粒度<0.072mm的SiC細(xì)粉作膨脹劑，以粒度<0.061mm的白泥和粒度<3ym的a-A1203微粉作添加劑，并添加磷酸二氫鋁溶液、硫酸鋁溶液的中一種或兩種作結(jié)合劑，其原料組成及質(zhì)量百分比為特級礬土熟料顆粒6065%，特級礬土熟料細(xì)粉2024%，活性a-A1203微粉46%，白泥25%，藍(lán)晶石精礦粉13%，硅線石精礦粉24%，石英粉13%，SiC細(xì)粉24%;并外加原料總重量46%的結(jié)合劑，經(jīng)球磨、混煉、成型、干燥和燒成后，即制得煉鋼電爐頂用高鋁制品。所述特級礬土熟料的化學(xué)成分要求為A1203>88.0%;白泥的化學(xué)成分要求為Al203+Si02>83.5%;藍(lán)晶石精礦粉的化學(xué)成分要求為A1203>61.9%;硅線石精礦粉的化學(xué)成分要求為A1203>58.6%;石英粉的化學(xué)成分要求為Si02>99.4%;SiC細(xì)粉的化學(xué)成分要求為SiC>98.5%。所述的結(jié)合劑為比重為1.30g/cm3的磷酸二氫鋁熔液、比重為1.15g/cm3的硫酸鋁熔液中的一種或兩種。本發(fā)明中A1203總的質(zhì)量百分比要求大于85%。本發(fā)明中的處理溫度為1550°C。所述一種煉鋼電爐頂用高鋁制品，其制備過程包括如下步驟(1)添加劑和膨脹劑粉料的預(yù)混合將所述的添加劑和膨脹劑細(xì)粉，包括a_A1203微粉、白泥、藍(lán)晶石精礦粉、硅線石精礦粉、石英粉及SiC細(xì)粉按照設(shè)定的比例，放入球磨機(jī)或V型混合機(jī)中混合40分鐘，待充分混合均勻后，密封保存待用；(2)將稱取好的特級礬土熟料顆粒和特級礬土熟料細(xì)粉放入混碾機(jī)中干混3分鐘，加入結(jié)合劑后再濕混2分鐘，最后將預(yù)先混合好的添加劑、膨脹劑粉料放入混碾機(jī)中繼續(xù)混合10分鐘，混合攪拌均勻后，放入料槽內(nèi)睏料2天；(3)將混煉好的泥料在摩擦壓磚機(jī)上成型，隨后在11(TC溫度下干燥48小時，待水分充分排出后，將制品在隧道窯中于155(TC燒成，燒后的制品揀選和包裝后即可使用。本發(fā)明提出的一種煉鋼電爐頂用高鋁制品，具有以下特點(1)^41203微粉的引入，強(qiáng)化了高鋁制品基質(zhì)的主晶相組成，使基質(zhì)內(nèi)形成均勻分布的主晶相晶粒，降低了低熔物含量，提高制品的致密性，增加了制品的抗侵蝕和抗?jié)B透性能；白泥的使用，可以改善了坯體的成型性能和強(qiáng)化制品的基質(zhì)性能，提高制品的熱震穩(wěn)定性。(2)充分利用藍(lán)晶石精礦粉、硅線石精礦粉分解溫度的不同所產(chǎn)生的綜合效應(yīng)，藍(lán)晶石在130(TC左右時分解產(chǎn)生膨脹，硅線石在1545t:時分解產(chǎn)生膨脹，這樣通過藍(lán)晶石和硅線石復(fù)合添加，當(dāng)藍(lán)晶石膨脹結(jié)束時，緊接著硅線石又可產(chǎn)生膨脹，以達(dá)到制品持續(xù)膨脹的效果，消除因制品燒結(jié)和高溫使用時產(chǎn)生的尺寸收縮，達(dá)到"以脹抵縮"的目的，以提高制品高溫下整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。(3)石英粉做為膨脹劑，這是利用石英粉加熱的物理膨脹及石英粉與A1203的莫來石化反應(yīng)的膨脹來抵抗制品高溫下的壓蠕變，提高制品的熱震穩(wěn)定性和高溫體積穩(wěn)定性。(4)SiC細(xì)粉的引入，一方面通過其自身氧化生成的Si(^起到和石英粉相同的作用，另一方面多余的SiC引入了一定量的C，可以起到抗熔渣侵蝕和氣體化學(xué)腐蝕的作用。(5)磷酸二氫鋁溶液、硫酸鋁溶液或它們復(fù)合溶液的使用，提高了高鋁制品的耐磨性和高溫?zé)釕B(tài)強(qiáng)度。具體實施例方式以下非限定性實施例用于詳細(xì)解釋本發(fā)明的技術(shù)方案。在這些實施例中，制品的性能多采用國家標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定，如體積密度、顯氣孔率、重?zé)€變化率、耐壓強(qiáng)度、熱震穩(wěn)定性和荷重軟化溫度等。實施例1:各組分的質(zhì)量百分比為5-0.074mm的特級礬土熟料顆粒60%、<0.063mm的特級礬土熟料細(xì)粉24%、<3ym的活性a-A1203微粉6%、<0.061mm的白泥3%、<0.074mm藍(lán)晶石精礦粉1%、<0.074mm硅線石精礦粉為2%、<0.047mm石英粉為2%、<0.072mmSiC細(xì)粉2%、磷酸二氫鋁熔液(外加)6%。實施例2:各組分的質(zhì)量百分比為5-0.074mm的特級礬土熟料顆粒65%、<0.063mm的特級礬土熟料細(xì)粉20%、<3ym的活性a-A1203微粉4%、<0.061mm的白泥2%、<0.074mm藍(lán)晶石精礦粉3%、<0.074mm硅線石精礦粉為2%、<0.047mm石英粉為2%、<0.072mmSiC細(xì)粉2%、硫酸鋁熔液(外加)4%。實施例3:各組分的質(zhì)量百分比為5-0.074mm的特級礬土熟料顆粒63%、<0.063mm的特級砜土熟料細(xì)粉22%、<3ym的活性a-A1203微粉4%、<0.061mm的白泥5%、<0.074mm藍(lán)晶石精礦粉1%、<0.074mm硅線石精礦粉為2%、<0.047mm石英粉為1%、<0.072mmSiC細(xì)粉2%、磷酸二氫鋁熔液(外加)5%。實施例4:各組分的質(zhì)量百分比為5-0.074mm的特級礬土熟料顆粒62%、<0.063mm的特級砜土熟料細(xì)粉20%、<3ym的活性a-A1203微粉4%、<0.061mm的白泥2%、<0.074mm藍(lán)晶石精礦粉1%、<0.074mm硅線石精礦粉為4%、<0.047mm石英粉為3%、<0.072mmSiC細(xì)粉4%、磷酸二氫鋁和硫酸鋁復(fù)合熔液(外加)6%。將上述比例的特級礬土熟料顆粒、特級礬土熟料細(xì)粉、活性a-A1203微粉、白泥、藍(lán)晶石精礦粉、硅線石精礦粉、石英粉和SiC細(xì)粉按照本發(fā)明所述的制備過程充分混合均勻后在摩擦壓磚機(jī)上成型為230mmXI14mmX65mm的標(biāo)磚試樣，經(jīng)11(TC烘烤48小時及經(jīng)155(TC高溫處理后的性能指標(biāo)見下表(對比例為煉鋼電爐頂用現(xiàn)有技術(shù)高鋁磚的性能指標(biāo))<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求一種煉鋼電爐頂用高鋁制品，其特征在于所述高鋁制品以粒度為5-0.074mm的特級礬土熟料顆粒和粒度＜0.063mm的特級礬土熟料細(xì)粉為主原料、以粒度＜0.074mm藍(lán)晶石精礦粉、粒度＜0.074mm硅線石精礦粉、粒度＜0.047mm石英粉及粒度＜0.072mm的SiC細(xì)粉作膨脹劑，以粒度＜0.061mm的白泥和粒度＜3μm的α-Al203微粉作添加劑，并添加磷酸二氫鋁溶液、硫酸鋁溶液中的一種或兩種作結(jié)合劑，其原料組成及質(zhì)量百分比為特級礬土熟料顆粒60～65％，特級礬土熟料細(xì)粉20～24％，活性α-Al2O3微粉4～6％，白泥2～5％，藍(lán)晶石精礦粉1～3％，硅線石精礦粉2～4％，石英粉1～3％，SiC細(xì)粉2～4％，結(jié)合劑4～6％，經(jīng)球磨、混煉、成型、干燥和燒成后制得。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煉鋼電爐頂用高鋁制品，其特征在于所述特級礬土熟料的化學(xué)成分要求為A1203>88.0%;白泥的化學(xué)成分要求為A1203+Si02>83.5%;藍(lán)晶石精礦粉的化學(xué)成分要求為A1203>61.9%;硅線石精礦粉的化學(xué)組成要求為A1203>58.6%;石英粉的化學(xué)組成要求為Si02>99.4%;SiC細(xì)粉的化學(xué)組成要求為SiC>98.5%;其中，A1203總的質(zhì)量百分比大于85%。全文摘要本發(fā)明公開的一種煉鋼電爐頂用高鋁制品，以粒度為5-0.074mm的特級礬土熟料顆粒和粒度＜0.063mm的特級礬土熟料細(xì)粉為主原料、以粒度＜0.074mm藍(lán)晶石精礦粉、粒度＜0.074mm硅線石精礦粉、粒度＜0.047mm石英粉及粒度＜0.072mm的SiC細(xì)粉作膨脹劑，以粒度＜0.061mm的白泥和粒度＜3μm的α-Al2O3微粉作添加劑，并添加磷酸二氫鋁溶液、硫酸鋁溶液的一種或兩種作結(jié)合劑，經(jīng)球磨、混煉、成型、干燥和燒成后，即制得煉鋼電爐頂用高鋁制品。本發(fā)明具有熱震穩(wěn)定性高、抗?jié)B透侵蝕能力強(qiáng)、荷重軟化溫度高的特點。文檔編號C21B11/10GK101747069SQ20091022762公開日2010年6月23日申請日期2009年12月24日優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日發(fā)明者呂世坪,吳愛軍,張亞棟,張濤,方旭,朱德先,王晗,耿可明,胡飄,譚清華申請人:中鋼集團(tuán)洛陽耐火材料研究院有限公司