一種無(wú)鉻磚及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及耐火材料及其制備方法,具體涉及一種無(wú)鉻磚及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 1957年德國(guó)蒂森鋼鐵公司發(fā)明真空循環(huán)脫氣一 RH法,隨后的七十年代和八十年 代,日本先后開(kāi)發(fā)了 RH-OB法、RH-KTB法以及RH-PB法,不斷完善RH的精煉功能。隨著市 場(chǎng)對(duì)鋼的潔凈度要求越來(lái)越高,同時(shí)對(duì)高品質(zhì)鋼需求的的增加,國(guó)內(nèi)外多數(shù)鋼廠均配置了 RH精煉裝置。RH內(nèi)襯普遍采用鎂鉻磚,然而在高溫氧化氣氛中Cr (III)與渣中CaO反應(yīng)生 成Cr (VI ),造成環(huán)境污染。隨著環(huán)保要求越來(lái)越嚴(yán),必須開(kāi)發(fā)無(wú)鉻磚替代鎂鉻磚,消除鉻污 染,推動(dòng)綠色鋼鐵發(fā)展。
[0003] 申請(qǐng)?zhí)枮?CN201310552471. 9",發(fā)明名稱為"一種RH真空爐內(nèi)襯耐火材料及其制 備方法與RH真空爐",公開(kāi)了一種RH真空爐內(nèi)襯耐火材料及其制備方法與RH真空爐。該 內(nèi)襯耐火材料由電熔鎂砂、處理過(guò)的人造石墨、抗氧化劑、酚醛樹(shù)脂按重量份比例配料,經(jīng) 混碾、壓力成型、熱處理工藝得到RH真空爐內(nèi)襯耐火材料。該專利涉及一種低碳鎂碳磚,存 在增碳風(fēng)險(xiǎn)。
[0004] 申請(qǐng)?zhí)枮? CN201110091063. 9 ",發(fā)明名稱為" 一種具有高抗侵蝕性、高抗熱震性 的RH爐用鎂鋯磚及其生產(chǎn)工藝",公開(kāi)了一種具有高抗侵蝕性、高抗熱震性的RH爐用鎂鋯 磚及其生產(chǎn)工藝,該磚質(zhì)量百分比為MgO 76-90%,Zr02 5-21%,燒成溫度1680-1840°C。 工藝為:鎂砂和氧化鋯經(jīng)預(yù)處理合成鎂鋯砂;合成鎂鋯砂、電熔鎂砂破碎成5-3mm、3-lmm、 I-Omm的顆粒;按比例將顆粒料、150-200目的鎂砂和鎂鋯砂粉料、200-250目氧化鋯粉料、 添加劑CaO和Y203、粘結(jié)劑紙漿廢液強(qiáng)力均化混合壓制成型;120°C烘烤24-72h ;升溫在 1680-1840°C下保溫3-5h燒成。該專利中燒結(jié)溫度為1680-1840°C,能耗高。
[0005] 申請(qǐng)?zhí)枮?CN201110234230. 0",發(fā)明名稱為"RH精煉爐內(nèi)襯用磚及其制備方法", 公開(kāi)了一種主要組分及重量百分比為:粒度為0. 1~5毫米的鎂砂骨料:55~70%,粒度 < 0. 1毫米的基質(zhì):30~45%,外加占上述原料總重量百分比2~5%的溶膠結(jié)合劑;制 備步驟:將粒度為0. 1~5毫米的鎂砂骨料與溶膠結(jié)合劑混勻;加入粒度< 0. 1毫米的基 質(zhì)并混勻;成型;烘烤;燒制;保溫;自然冷卻至室溫,然后出爐待用。該專利發(fā)明了一種 MgO-ZrO2-CaO磚,有助于提高抗渣侵和滲透,但存在CaO水化問(wèn)題。
[0006] 申請(qǐng)?zhí)枮?CN201310475475. 1",發(fā)明名稱為"一種鎂尖晶石磚及其制備方法",公 開(kāi)了一種鎂尖晶石磚,由60~80重量份的鎂砂、10~20重量份的二鈣砂、10~20重量份 的預(yù)混料與2~5重量份的樹(shù)脂形成;所述預(yù)混料包括:富鎂尖晶石、活性氧化鋁與金屬硅 粉;所述鎂砂包括兩種或兩種以上粒徑不同的鎂砂。該專利引入金屬硅粉,開(kāi)發(fā)了一種含金 屬粉末的鎂尖晶石磚,采用二次成型提高致密度。
[0007] 申請(qǐng)?zhí)枮?CN201110124748.9",發(fā)明名稱為"一種不燒鋁鎂尖晶石磚",公開(kāi)了一 種不燒鋁鎂尖晶石磚,其各組分的質(zhì)量百分配比為:剛玉50~80 %,鋁鎂尖晶石5~30 %, 鎂砂粉2~5%,氧化鋁粉3~10%,余量為單質(zhì)硅粉、金屬鋁粉、碳化硼粉中的至少一種, 所述不燒鋁鎂尖晶石磚的各組分通過(guò)一外加的結(jié)合劑結(jié)合。該專利涉及一種含金屬硅粉、 鋁粉、B4C的鋁鎂尖晶石不燒磚。
[0008] 申請(qǐng)?zhí)枮?CN201110392586. 7",發(fā)明名稱為"精煉爐爐襯用超微粉結(jié)合抗?jié)B尖晶 石磚及制備方法",公開(kāi)了一種無(wú)鉻、高溫性能優(yōu)異、熱震穩(wěn)定性和耐磨性好,抗熔渣滲透溶 蝕性能優(yōu)異,使用壽命長(zhǎng)的精煉爐用超微粉結(jié)合抗?jié)B尖晶石磚及制備方法。所用主胚體材 料為電熔富鋁尖晶石62-66份、預(yù)合成的尖晶石19-23份、氧化鋁微粉13-17份;外加結(jié)合 劑的加入量分別占主胚體材料的總重量的比例為:結(jié)合劑3-5% ;高壓成型,高溫活化燒結(jié) 而成。該專利利用超細(xì)粉結(jié)合,高溫?zé)杉饩?A1203磚,成本較高。
[0009] 申請(qǐng)?zhí)枮?CN201110289991.6",發(fā)明名稱為"精煉爐爐襯用金屬?gòu)?fù)合防滲不燒鎂 尖晶石磚及其制備方法",公開(kāi)了一種無(wú)鉻、高溫性能優(yōu)異、氣孔率低、抗侵蝕性強(qiáng)、熱震穩(wěn) 定性和耐磨性好,抗熔渣滲透性能優(yōu)異的精煉爐爐襯用金屬?gòu)?fù)合防滲不燒鎂尖晶石磚。本 發(fā)明的主坯體材料由燒結(jié)鎂砂(MgO含量多94% )和電熔鎂砂(MgO含量在多94% ) -種 或幾種,添加預(yù)合成的尖晶石(電熔以及燒結(jié)尖晶石一種或幾種,Al2O3含量60-90% ),1-6 種金屬物一種或幾種作為添加劑,有機(jī)物作為結(jié)合劑。該專利引入金屬Ti、Si、Zn等,形成 防滲透不燒鎂尖晶石磚。
[0010] 綜合以上專利可知,現(xiàn)有技術(shù)中添加物大多以粉體方式加入,與大顆粒接觸不夠 充分,從而燒結(jié)過(guò)程兩者之間難以形成高強(qiáng)度結(jié)合。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011] 為了解決上述問(wèn)題,本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種強(qiáng)度、致密度 和抗渣侵性能均較高的無(wú)鉻磚。
[0012] 本發(fā)明一種無(wú)鉻磚,由以下重量份組分制備而成:
[0013] 電熔鎂砂粗顆粒 15~18份 電熔鎂砂細(xì)顆粒 20~25份 電熔鎊砂細(xì)粉 20~25份 輕燒氧化鎂粉 2~5份 α -氧化鋁微粉 3~6份
[0014] 金屬鋁 5~10份 電熔富鋁尖晶石粉 10~15份 電熔鋯剛玉 1〇~15份 液態(tài)酴醛樹(shù)脂 3~5份;
[0015] 其中,5mm <電恪鎂砂粗顆粒粒徑< 8mm,3mm <電恪鎂砂細(xì)顆粒粒徑< 5mm,Imm < 電熔鎂砂細(xì)粉粒徑< 3mm。
[0016] 進(jìn)一步的,作為更優(yōu)選的技術(shù)方案,上述所述一種無(wú)鉻磚,由以下重量份組分制備 而成:
[0017] 電熔鎂砂粗顆粒 16份 電熔鎂砂細(xì)顆粒 23份 電熔鎂砂細(xì)粉 22份 輕燒氧化鎂粉 3份 α -氧化鋁微粉 4份 金屬鋁 8份 電熔富鋁尖晶石粉 13份 電熔鋯剛玉 14份 液態(tài)酚醛樹(shù)脂 4份。
[0018] 上述所述一種無(wú)絡(luò)磚,其中電恪鎂砂中MgO > 97wt %,CaO < Iwt %,SiO2C Iwt %; 輕燒氧化鎂粉粒徑< 〇. 〇74mm,且其中MgO彡80wt%,CaO < 2wt%,SiO2S 2wt% ;金屬錯(cuò) 純度> 98% ;電熔富鋁尖晶石粉粒徑< 0. 074mm ;0. 074mm彡電熔鋯剛玉彡1mm。
[0019] 本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種制備上述無(wú)鉻磚的方法。
[0020] 制備上述所述無(wú)鉻磚的方法,包括以下步驟:
[0021] a、將電熔鎂砂粗顆粒、電熔鎂砂細(xì)顆粒和電熔鎂砂細(xì)粉混勻,預(yù)熱至550°C以上, 得到鎂砂混合料;
[0022] b、將金屬鋁在700~720°C下熔融后,加入到鎂砂混合料中,混勻,直至全部鎂砂 顆粒表面涂覆上薄層金屬鋁為止;
[0023] c、依次加入電熔鋯剛玉、電熔富鋁尖晶石粉、α -氧化鋁微粉以及輕燒氧化鎂粉, 混勾40~60min,再加入液態(tài)酸醛樹(shù)脂,再混35~45min,得到無(wú)絡(luò)磚混合料;
[0024] d、將c步驟得到的無(wú)鉻磚混合料在800MPa壓力下壓制成無(wú)鉻磚磚坯,經(jīng)100~ 120°C干燥20~36h后,在200~300°C熱處理10~15h,即得無(wú)鉻磚。
[0025] 進(jìn)一步,上述所述的制備無(wú)絡(luò)磚的方法,為了減少工作量,節(jié)約時(shí)間和成本,同時(shí) 使得混合物料混合更均勾,a步驟中混勾優(yōu)選采用在轉(zhuǎn)速80~150rpm的砂衆(zhòng)攪拌機(jī)中混 料 IOmin0
[0026] 上述所述的制備無(wú)鉻磚的方法,d步驟中無(wú)鉻磚磚坯優(yōu)選經(jīng)IKTC干燥24h。
[0027] 本發(fā)明通過(guò)在電熔鎂砂顆粒表面選擇性涂一層金屬或者金屬合金,高溫氧化后形 成原位反應(yīng),促進(jìn)顆粒與基質(zhì)間的燒結(jié),達(dá)到提高強(qiáng)度和致密度的目的,與此同時(shí)引入含鋯 原料提高抗渣侵性能。相比現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明制備的RH內(nèi)襯用無(wú)鉻磚不僅生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單, 還具有抗渣侵好、高溫強(qiáng)度大、致密度較高等特點(diǎn),因?yàn)樵喜缓t,對(duì)環(huán)境友好,不會(huì)對(duì)環(huán) 境和人畜造成傷害,其綜合使用性能優(yōu)于鎂鉻磚。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 本發(fā)明一種無(wú)鉻磚,由以下重量份組分制備而成:
[0029] 電熔鎂砂粗顆粒 1.5~18份 電熔鎂砂細(xì)顆粒 20~25份 電熔鎂砂細(xì)粉 20~25份 輕燒氧化鎂粉 2~5份 α -氧化鋁微粉 3~6