本發(fā)明屬于耐火材料領(lǐng)域，尤其涉及一種鋼包用渣線磚及制備方法。
背景技術(shù)：
鎂碳磚是一種優(yōu)質(zhì)耐火材料，由于該種含碳耐火制品具有耐火度高，抗渣侵蝕性能好，耐熱震性強(qiáng)及高溫蠕變小等優(yōu)點(diǎn)，在電爐、轉(zhuǎn)爐及鋼包等得到廣泛應(yīng)用，并且使用壽命得到大幅提高，同時(shí)鎂碳磚無需高溫?zé)?，?jié)省能源，制作工藝簡(jiǎn)單因而迅速得到推廣使用，但近年來，隨著對(duì)鋼的性能要求越來越高，鋼包已由過去單純的儲(chǔ)存和盛運(yùn)鋼水的工具，轉(zhuǎn)變?yōu)樵阡摪鼉?nèi)可以進(jìn)行真空處理、吹氬、加熱、成分微調(diào)等發(fā)生裝置，使得鋼包使用條件極為苛刻，尤其是在鋼包渣線部位，使得渣線部位渣線磚頻繁出現(xiàn)饅頭狀等，即邊緣侵蝕快于磚中部位置，嚴(yán)重影響到后期的判包，造成鋼包使用中頻繁下線，不僅影響了生產(chǎn)節(jié)奏，同時(shí)也給安全埋下了隱患，而且已經(jīng)成為品種鋼開發(fā)的限制環(huán)節(jié)。
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)鋼包渣線磚出現(xiàn)饅頭狀主要影響因素：1)鎂砂骨料和基質(zhì)膨脹系數(shù)不一致，骨料的相對(duì)膨脹系數(shù)大于基質(zhì)，受熱后產(chǎn)生了不可逆的膨脹；2)由于鎂碳磚中引入大量的鱗片石墨，石墨受熱后有“受熱伸直硬化”現(xiàn)象；3)鎂碳磚受熱后，由于受到鋼殼的限制不會(huì)發(fā)生自由膨脹，但過大的膨脹會(huì)導(dǎo)致過高的熱應(yīng)力，造成熱震性降低，邊角有被擠碎的可能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種鋼包渣線磚及制備方法，采用潤(rùn)濕性及保濕性較好的樹脂，嚴(yán)格控制泥料溫度，避免溫度過高造成混好的泥料干的太快；采用四角扒料、四邊按、攤平以后再壓磚的原則，提高邊角強(qiáng)度；調(diào)整粒度級(jí)配，減少細(xì)粉比例，同時(shí)引入廢磚細(xì)粉，減少熱膨脹系數(shù)；適當(dāng)增加臨界顆粒尺寸，適當(dāng)控制金屬或合金粉的加入量，適當(dāng)提高石墨的加入量，引入微量添加劑，緩沖熱應(yīng)力，提高渣線磚熱震穩(wěn)定性。同時(shí)，對(duì)生產(chǎn)渣線磚標(biāo)記，提高砌磚的準(zhǔn)確率和砌筑效率。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種鋼包用渣線磚，包括以下重量份數(shù)的原料：3mm≤粒度＜5mm的電熔鎂砂10-40份；1mm≤粒度＜3mm的電熔鎂砂5-30份；粒度小于1mm的電熔鎂砂10-20份；鎂碳廢磚細(xì)粉5-20份；鱗片狀石墨12-16份；結(jié)合劑1-3份；添加劑4份以下。
所述的鎂碳廢磚細(xì)粉的粒度小于0.088mm。
所述的鱗片狀石墨的粒度小于0.088mm，其中含碳質(zhì)量百分比為：c≥93.0％。
所述的結(jié)合劑為酚醛樹脂。
所述的添加劑為硅粉、鋁粉、硅粉-鋁粉復(fù)合粉、瀝青粉、碳化硅、碳化硼、鎂鋁合金粉的一種以上的混合物，粒級(jí)≤320目。
一種鋼包用渣線磚的制備方法，具體包括以下步驟：
1)配料：將添加劑與粒度小于1mm的電熔鎂砂在振動(dòng)磨中干混均勻，制成共磨粉備用；
2)混練：將3mm≤粒度＜5mm、1mm≤粒度＜3mm的預(yù)熱電熔鎂砂與40-50℃的結(jié)合劑進(jìn)行混合攪拌，使結(jié)合劑均勻包裹在電熔鎂砂顆粒表面，再加入鎂碳廢磚細(xì)粉及鱗片狀石墨混合攪拌，最后加入共磨粉以1000-1500轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下混合8-12min，再以500-800轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速混合10-15min后出料，保證出料溫度40-50℃，且為避免干料生產(chǎn)，控制泥料等待時(shí)間，泥料出碾到開始成型的時(shí)間控制在30min以內(nèi)，以保證泥料濕度；
3)成型：采用四角扒料、四角摁料、高壓成型，先輕后重；并對(duì)磚進(jìn)行標(biāo)記，以區(qū)分磚的大端和小端，在砌筑時(shí)按標(biāo)記對(duì)磚進(jìn)行大端、小端相互交替砌筑，以減少出模稍對(duì)磚縫影響；
4)熱處理：用隧道窯進(jìn)行熱處理，從常溫到110℃加熱8h，從110℃加熱到200℃加熱8h，200℃保溫6h，出窯揀選，完成對(duì)鋼包用渣線磚的制備。
所制備的鋼包渣線磚的理化指標(biāo)如下：mgo≥86.7％，200℃烘后體積密度≥3.14g/cm3，顯氣孔率≤3％，耐壓強(qiáng)度≥40mpa，線變化率0～1.0％。
所述的對(duì)磚進(jìn)行標(biāo)記的方法是，在壓磚機(jī)上蓋板靠近大端10-20mm處焊接圓柱形鋼條，鋼條高度為3-5mm，以便在磚大端上產(chǎn)生標(biāo)記。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
鋼包用渣線磚以電熔鎂砂和鱗片狀石墨為主要原料，酚醛樹脂為結(jié)合劑，采用新型的制備方法，制備出能有效解決渣線磚饅頭狀侵蝕情況的鎂碳磚。鋼包用渣線磚采用潤(rùn)濕性及保濕性較好的酚醛樹脂，嚴(yán)格控制泥料溫度，避免溫度過高造成混好的泥料干的太快；增加臨界顆粒尺寸，適當(dāng)控制金屬或合金粉的加入量，提高石墨的加入量，引入微量添加劑，緩沖熱應(yīng)力，提高渣線磚熱震穩(wěn)定性；對(duì)磚進(jìn)行標(biāo)記，在砌筑時(shí)按標(biāo)記對(duì)磚進(jìn)行正反相互交替砌筑，以減少出模稍對(duì)磚縫影響；對(duì)鋼包用渣線磚邊角強(qiáng)度加以強(qiáng)化，使渣線磚在使用過程中能夠均勻侵蝕，延長(zhǎng)了一套渣線磚的爐役，保證鋼包能夠在一個(gè)爐役內(nèi)安全穩(wěn)定周轉(zhuǎn)，對(duì)于節(jié)能降耗、環(huán)境保護(hù)、增加經(jīng)濟(jì)效益具有重要的意義。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地描述，但是應(yīng)該指出本發(fā)明的實(shí)施不限于以下的實(shí)施方式。
一種鋼包用渣線磚，包括以下重量份數(shù)的原料：3mm≤粒度＜5mm的電熔鎂砂10-40份；1mm≤粒度＜3mm的電熔鎂砂5-30份；粒度小于1mm的電熔鎂砂10-20份；鎂碳廢磚細(xì)粉5-20份；鱗片狀石墨12-16份；結(jié)合劑1-3份；添加劑4份以下。
其中，鎂碳廢磚細(xì)粉的粒度小于0.088mm。鱗片狀石墨的粒度小于0.088mm，其中含碳質(zhì)量百分比為：c≥93.0％。結(jié)合劑為酚醛樹脂。
電熔鎂砂的理化指標(biāo)：mgo≥97％，cao≤1.4％，sio2≤1.0％，fe2o3≤0.8％，體積密度≥3.45g/㎝3。鎂碳廢磚細(xì)粉的粒度小于0.088mm。
結(jié)合劑為酚醛樹脂，其理化指標(biāo)為：固含量≥80％，殘?zhí)肌?6％，游離酚≤10％，水分≤3.0％，ph值6-7。
添加劑為硅粉、鋁粉、硅粉-鋁粉復(fù)合粉、瀝青粉、碳化硅、碳化硼、鎂鋁合金粉的一種以上的混合物，粒級(jí)≤320目。
鋼包用渣線磚的制備方法，具體包括以下步驟：
1)配料：將添加劑與粒度小于1mm的電熔鎂砂在振動(dòng)磨中干混均勻，制成共磨粉備用；
2)混練：將3mm≤粒度＜5mm、1mm≤粒度＜3mm的預(yù)熱電熔鎂砂與40-50℃的結(jié)合劑進(jìn)行混合攪拌，使結(jié)合劑均勻包裹在電熔鎂砂顆粒表面，再3加入鎂碳廢磚細(xì)粉及鱗片狀石墨混合攪拌，最后加入共磨粉以1000-1500轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下混合8-12min，再以500-800轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速混合10-15min后出料，保證出料溫度40-50℃，且為避免干料生產(chǎn)，控制泥料等待時(shí)間，泥料出碾到開始成型的時(shí)間控制在30min以內(nèi)，以保證泥料濕度；
3)成型：采用四角扒料、四角摁料、高壓成型，先輕后重；并對(duì)磚進(jìn)行標(biāo)記，以區(qū)分磚的大端和小端，在砌筑時(shí)按標(biāo)記對(duì)磚進(jìn)行大端、小端相互交替砌筑，以減少出模稍對(duì)磚縫影響；
渣線磚一般為一端相對(duì)大，另一端相對(duì)小的結(jié)構(gòu)，大端與小端差別不大，在砌筑時(shí)經(jīng)常有砌反的現(xiàn)象，因此，對(duì)磚進(jìn)行標(biāo)記是很必要的。對(duì)磚進(jìn)行標(biāo)記的方法是，在壓磚機(jī)上蓋板靠近大端10-20mm處焊接圓柱形鋼條，鋼條高度為3-5mm，直徑3-6mm，以便在磚大端上產(chǎn)生標(biāo)記。
4)熱處理：用隧道窯進(jìn)行熱處理，從常溫到110℃加熱8h，從110℃加熱到200℃加熱8h，200℃保溫6h，出窯揀選，完成對(duì)鋼包用渣線磚的制備。
經(jīng)上述方法制備的鋼包渣線磚的理化指標(biāo)如下：mgo≥86.7％，200℃烘后體積密度≥3.14g/cm3，顯氣孔率≤3％，耐壓強(qiáng)度≥40mpa，線變化率0～1.0％。
實(shí)施例：
上述實(shí)施例的添加劑為硅粉、鋁粉、硅粉-鋁粉復(fù)合粉、瀝青粉、碳化硅、碳化硼、鎂鋁合金粉的一種以上的混合物。
實(shí)施例1-7鋼包用渣線磚的制備方法：
1)配料：將添加劑與電熔鎂砂細(xì)粉在振動(dòng)磨中干混均勻，制成共磨粉備用，將各粒度鎂砂，結(jié)合劑，添加劑按配比稱好備用；
2)混練：混練：將3mm≤粒度＜5mm、1mm≤粒度＜3mm的預(yù)熱電熔鎂砂與40-50℃的酚醛樹脂進(jìn)行混合，優(yōu)選45℃，攪拌3-5min，使結(jié)合劑均勻包裹在電熔鎂砂顆粒表面，再加入細(xì)粉及鱗片狀石墨混合攪拌1-2min，最后加入共磨粉高速混合8-12min，轉(zhuǎn)速1000-1500轉(zhuǎn)/分鐘，再低速混合10-15min后出料，轉(zhuǎn)速500-800轉(zhuǎn)/分鐘，保證出料溫度40-50℃，且為避免干料生產(chǎn)，嚴(yán)格控制泥料等待時(shí)間，要求泥料出碾到開始成型的時(shí)間控制在30分鐘以內(nèi)，以保證泥料濕度；
3)成型：強(qiáng)調(diào)四角扒料、四角摁料、高壓成型，先輕后重，在壓磚機(jī)上蓋板靠近大端10-20mm處焊接長(zhǎng)3-5mm直徑5mm左右小圓柱，以便在磚大端上產(chǎn)生記號(hào)，同時(shí)對(duì)記號(hào)進(jìn)行標(biāo)記，在砌筑時(shí)按標(biāo)記對(duì)磚進(jìn)行正反相互交替砌筑，以減少出模稍對(duì)磚縫影響。
4)熱處理：用隧道窯進(jìn)行熱處理，從常溫到110℃加熱8h，從110℃加熱到200℃加熱8h，200℃保溫6h，出窯揀選，以完成對(duì)鋼包用渣線磚的制備。
所制備的渣線磚主要理化指標(biāo)如下：mgo≥86.7％，200℃烘后體積密度≥3.14g/cm3，顯氣孔率(200℃×24h)≤3％，耐壓強(qiáng)度(200℃×24h)≥40mpa，線變化率(1600℃×3h)0～1.0％，碳含量在14％-16％之間。
本發(fā)明以電熔鎂砂、以電熔鎂砂和鱗片狀石墨為主要原料，酚醛樹脂為結(jié)合劑，硅粉、鋁粉、硅粉-鋁粉復(fù)合粉、瀝青粉、碳化硅、碳化硼、鎂鋁合金粉的一種或一種以上的混合物為添加劑，經(jīng)過在傳統(tǒng)混練，成型，熱處理等制備方法的基礎(chǔ)加以改進(jìn)。制備出能有效解決渣線磚饅頭狀侵蝕情況的鎂碳磚，在某鋼廠100t鋼包渣線區(qū)使用，平均使用次數(shù)達(dá)75爐，解決了目前渣線磚在使用過程中頻繁出現(xiàn)饅頭狀，邊緣殘厚薄嚴(yán)重影響到后期的判包，同時(shí)也嚴(yán)重影響到鋼廠的安全生產(chǎn)等問題。提出了一種新的制備渣線磚途徑，對(duì)于節(jié)能降耗、環(huán)境保護(hù)、增加經(jīng)濟(jì)效益具有重要的意義。