一种钢包底阻漩块用材料及利用其制备钢包底阻漩块的方法技术

本发明专利技术公开了一种钢包底阻漩块用材料，采用的原料包括坯体粉料和浸渍溶液，其中坯体粉料中各组分及其所占质量百分比包括：六方氮化硼粉45～75％，Si3N4粉5～10％、AlN和AlON粉料15～50％，助烧剂0.5～5％；浸渍溶液为由硼酸、尿素配制而成的水溶液。本发明专利技术所述钢包底阻漩块具有寿命长、寿命高、抗热震性好以及良好的抗熔渣侵蚀性能的特点；可充分保证在使用过程中具有良好的强度和抗侵蚀性能而不至于损毁；相对于现有控渣方法，该方法更加直接有效；且适用性广，具有重要的推广应用价值。具有重要的推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种钢包底阻漩块用材料及利用其制备钢包底阻漩块的方法


[0001]本专利技术属于耐火材料
，具体涉及一种钢包底阻漩块用材料及利用其制备钢包底阻漩块的方法。

技术介绍

[0002]钢包又称大包，是连铸工艺流程中用于盛放钢液并进行精炼和浇铸的容器。在连续铸钢的生产过程中，当钢包中含氧化铁、氧化锰和氧化硅的炉渣流入中间包后，会造成钢水中铝和钛等易氧化合金元素的烧损，并产生氧化铝夹杂物，从而影响钢水的洁净度，并容易造成钢材表面质量问题。此外，钢水中的氧化铝夹杂还会造成水口堵塞，影响结晶器内的流场以及中间包连浇炉数。为了避免钢包中的炉渣进入中间包，在生产洁净度要求非常严格的钢种如汽车板时，有些钢厂采用钢包留钢操作，这样虽然满足了质量要求，但钢水的收得率低。目前，如何提高钢包浇注过程钢水的收得率是困扰不少炼钢厂的一个难题，如何采取措施来削弱甚至消除汇流漩涡是控制钢包下渣并提高钢水收得率的关键所在。因此，开发高效、低成本的控制钢包下渣装置显得十分重要和迫切。
[0003]目前，已有一定控制大包下渣方法的报道，如：专利CN205110763U公开了一种挡渣球，该挡渣球由实心球体和包覆在实心球体外的耐火材料层构成，耐火材料层表面开设有两条凹槽所在位置的截面均经过挡渣球的球心，挡渣球的直径为170
‑
190mm，报道称可有效消除钢包的漩涡卷渣；专利CN106588005A公开了一种钢包用均质挡渣球，其组成中包括ZrO
2 62～80wt％、Al2O
3 14～32wt％、SiO
2 2～6wt％、SiC 2～4wt％，外加硅溶胶3.0～6.5wt％，报道称可有效防止钢包中炉渣进入中间包；专利CN209477279U公开了一种钢包底部砌筑结构，该结构中为一斜面包底，包底内壁凹设有漏斗状的凹槽，钢包水口连通于凹槽的最低点，下水口顶端低于钢包本体包壁底部5cm，报道称通过漏斗状底部增加钢水和钢渣短时间的流动速度差，减少余钢量；专利CN104525929A公开了一种通过钢包底部环出钢口吹氩气控制钢包下渣的方法，通过在钢包底部出钢口周围设置透气宽度为50～300mm的环形透气砖，在钢包浇注过程中，当钢包内钢水浇注液面高度为150～400mm时，控制吹氩压力为0.2～0.7MPa，使氩气通过环形透气砖吹入钢液，控制钢包下渣；报道称该专利技术能够有效抑制钢包浇注过程中汇流漩涡和排流沉坑所引起的下渣，并能够进一步提高钢水的收得率；专利CN107649671A公开了一种利用电磁感应检测连铸钢包水口下渣的装置，包括在钢包包底上设置着包底上水口，在包底上水口的底面上配合安装着液压缸控制的滑动水口，在包底上水口的外围通过传感器固定座安装着电磁传感器；报道称该专利技术结构合理，利用电磁感应的原理检测钢水含渣量，可以提高钢水的洁净度，减少除渣操作，避免水口堵塞；专利CN101905302A公开了一种连铸钢包下渣检测方法，包括信号采集装置、信号处理装置和控制输出装置；可避免因仅仅依靠振动幅值大小判断下渣而带来的误判和漏判，提高了系统下渣检测的准确性。
[0004]由上述报道可以看出：目前下渣控制主要集中于磁场检测控制和斜面包底结构控制，磁场检测只能判断下渣时间，不能有效减少下渣量，而斜面包底结构只能在一定程度上
提高钢水收得率。因此，进一步研究和开发性能良好的耐火材料并将其用于钢包底部控制下渣对于洁净钢的生产以及提高钢水收得率具有显著作用。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题在于针对目前下渣控制中不能有效减小下渣量进而造成钢水污染和夹杂等问题，提供一种用于钢包底部的阻漩块用材料及其制备方法，所得阻漩块具有较好的强度、抗冲刷性能和抗渣性能，将其应用于钢包包底后能够实现与水口座砖同寿命，有望推广进行大规模的生产应用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种钢包底阻漩块用材料，采用的原料包括坯体粉料和浸渍溶液，其中坯体粉料中各组分及其所占质量百分比包括：六方氮化硼粉45～75％，Si3N4粉5～10％、AlN和AlON粉料15～50％，助烧剂0.5～5％；浸渍溶液为由硼酸、尿素配制而成的水溶液。
[0008]上述方案中，所述AlN粉料和AlON粉料的质量比为(6～1):1。
[0009]上述方案中，所述六方氮化硼粉和Si3N4粉的粒径均为3μm以下。
[0010]上述方案中，所述AlN、AlON粉料和助烧剂的粒径均为2μm以下。
[0011]上述方案中，所述助烧剂为SiO2、B2O3、CaC2、CaO、YC2、CaCN2中的一种或几种。
[0012]优选的，所述助烧剂为CaC2与SiO2、B2O3、CaO、YC2、CaCN2中一种或几种的组合，其中CaC2在助烧剂中所占质量百分比为30％以上，优选为40％以上。
[0013]上述方案中，所述浸渍溶液中硼酸、尿素、水的质量比为1:(2～4):(2～4)。
[0014]上述一种钢包底阻漩块的制备方法，包括如下步骤：
[0015]1)按钢包底阻漩块用材料的配比要求称取各原料；将称取的六方氮化硼粉、Si3N4粉、AlN、AlON粉料和助烧剂混合均匀，将所得粉料置于丙酮或己烷中，混合处理、干燥、研磨，再将所得混合料进行压制，得坯体；
[0016]2)将硼酸、尿素和水按比例混合均匀，配制浸渍溶液；然后在真空加热条件下加入坯体，进行浸渍处理，干燥，重复上述浸渍和干燥步骤；
[0017]3)将步骤2)所得坯体在真空或保护气氛下进行预烧处理，再进行压力烧结，加工至所述形状，即得所述钢包底阻漩块。
[0018]上述方案中，步骤1)中所述混合处理时间为18～48h。
[0019]上述方案中，步骤1)中所述干燥温度为100～200℃。
[0020]上述方案中，步骤1)中所述压制成型步骤采用的压力为10～200MPa。
[0021]上述方案中，步骤2)中所述真空加热温度为50
‑
100℃，浸渍处理时间为15～100min。
[0022]优选的，所述浸渍处理采用搅拌条件。
[0023]上述方案中，步骤2)中所述干燥温度为80～150℃，时间为3
‑
10h。
[0024]上述方案中，步骤2)所述重复次数为2
‑
5次。
[0025]上述方案中，所述预烧处理采用的温度为850～1300℃，时间为2～5h；采用的保护气氛可选用N2等，利用N2气氛预烧时控制N2流量为0.3～1L/min。
[0026]上述方案中，所述压力烧结采用热压或热等静压工艺，其中采用的烧结温度(终烧温度)为1700～2000℃，保护气体为N2或Ar；具体烧结过程中，从800℃开始加压和通气氛保
护，800
‑
1300℃时保持载荷压力10～30MPa，气体流量0.3～1L/min；1300～终烧温度，保持压力25～70MPa，气体流量1～5L/min。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢包底阻漩块用材料，其特征在于，采用的原料包括坯体粉料和浸渍溶液，其中坯体粉料中各组分及其所占质量百分比包括：六方氮化硼粉 45~75%，Si3N4粉 5~10%、AlN和AlON粉料 15~50%，助烧剂 0.5~5%；浸渍溶液为由硼酸、尿素配制而成的水溶液。2.根据权利要求1所述的钢包底阻漩块用材料，其特征在于，所述AlN粉料和AlON粉料的质量比为(6~1):1。3.根据权利要求1所述的钢包底阻漩块用材料，其特征在于，所述助烧剂为SiO2、B2O3、CaC2、CaO、YC2、CaCN2中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的钢包底阻漩块用材料，其特征在于，所述浸渍溶液中硼酸、尿素、水的质量比为1:(2~4):(2~4)。5.权利要求1~4任一项所述钢包底阻漩块用材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）按钢包底阻漩块用材料的配比要求称取各原料；将称取的六方氮化硼粉、Si3N4粉、AlN、AlON粉料和助烧剂混合均匀，将所得粉料置于丙酮或己烷中，混合处理、干燥、研磨，再将所得混合料进行压制，得坯体；2）将硼酸、尿素和水按比例混合均匀，配制浸渍溶液；然后在真空加热条件下加入坯体，进行浸渍处理，干燥，重复上述浸渍...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘孟，叶途明，孔勇江，张剑君，万菲，彭著刚，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：