一种品种钢冶炼用中间包用纤维增强镁质干式料制造技术

本发明专利技术公开了一种品种钢冶炼用中间包用纤维增强镁质干式料。属于品种钢冶炼用耐火材料；包括镁砂、造粒镁砂、镁橄榄石、活性碱式磷酸盐粉和纤维；本发明专利技术采用高纯耐火原料，保障衬料具有较高的耐火度和使用温度；其作为低温结合剂制备了一种环保型干式衬料，不仅提供结合强度，还有利于周围环境的保护和作业人员的健康安全；另外，其以造粒镁砂方式在干式料中间接引入镁砂粉，避免了镁砂粉与空气中水份直接接触的机会，降低镁砂水化反应对钢液的增氢影响；还引入高软化点的纤维物质，高温下形成零星分散的液相，利于材料微观结构均匀性和致密性，提高材料的强度、抗侵蚀性能和抗热震性能；且不会增加冷面处材料的烧结性，影响用后翻包。翻包。

【技术实现步骤摘要】
一种品种钢冶炼用中间包用纤维增强镁质干式料


[0001]本专利技术涉及品种钢冶炼用耐火材料，涉及了一种品种钢冶炼用中间包用纤维增强镁质干式料。

技术介绍

[0002]氢元素会对影响钢的品质，过量的氢可在应力作用下形成白点，引起氢脆，恶化钢的物理特性如钢轨的机械性能、抗疲劳性能等。常见中间包干式料是以镁砂为原料、酚醛树脂为低温结合剂的耐火材料，经高温自烧结以及添加剂的助烧作用可获得一定的高温性能，满足存放和周转钢水的功能。但树脂型结合镁质干式料存在一些缺点，如烘烤时树脂会释放甲醛、酚等刺激性气体产生，污染环境；使用期间会释放出CO2、CO、CH4、H2、H2O以等含碳氢气体，对钢水产生增碳/增氢效应，不利于品种钢的冶炼生产。
[0003]干式料的使用特点是与高温钢液接触的热面处形成结构相对致密的高温材料，利于材料的高温使用和抵抗钢液/熔渣的侵蚀；与永久衬接触的冷面处烧结程度相对较低，结构松散，方便用后翻包。干式料属于一种非均质散料，高温过程中随着冶炼时间的延长，热面处不同部位因材料组分/结构均匀差异造成干式料的使用效果不同，如欠烧会导致局部疏松致使钢液/熔渣侵蚀、渗透过快；过烧则会加剧镁质材料形成裂纹导致材料抗热震性能下降，两种情况下都会造成中间包快速下线停用。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术的目的是提供了一种品种钢冶炼用中间包用纤维增强镁质干式料。
[0005]技术方案：本专利技术所述的一种品种钢冶炼用中间包用纤维增强镁质干式料，包括镁砂、造粒镁砂、镁橄榄石、活性碱式磷酸盐粉和纤维；
[0006]所述各材料的粒度和质量百分比为：粒度为0.5
‑
5mm的镁砂：45
‑
60％；粒度大于0mm小于0.5mm的镁砂：5
‑
15％；粒度大于0mm小于0.5mm的造粒镁砂：10
‑
30％；镁橄榄石粉：10
‑
30％；活性碱式磷酸盐粉：0
‑
2％，(活性碱式磷酸盐粉可以加，也可以不加，这里加入0
‑
2％可以使实施例的产品更好更佳)；上述原料总重为100％；
[0007]其中，纤维为外加，占原料总质量的0.05
‑
0.3％。
[0008]进一步的，所述镁砂为高纯烧结镁砂或电熔镁砂的任何一种，其中MgO≥95％。
[0009]进一步的，所述造粒镁砂包括镁砂粉、硅微粉、活性碱式磷酸盐粉、羧甲基纤维素；
[0010]其制备步骤如下：
[0011]一、将含有MgO≥95％、D0.9≤74um的镁砂粉，SiO2≥95％、D
0.9
≤5um的硅微粉，K2O≥13％、Na2O≥13％、P2O5≥58％、D
0.9
≤10um、体积密度≤1000g/l、软化点200～250℃的活性碱式磷酸盐粉及羧甲基纤维素(纯度≥95％，2％浓度25℃粘度≥600mPa
·
s)按照质量配比进行球磨预混得到混合粉料；
[0012]二、将制得的混合粉料和预备的含有SiO2≥20％，PH≥8的硅溶胶按照质量比在高
速混练机内混合进行裹覆造粒，硅溶胶在混炼时一次性加入；
[0013]三、造粒结束后进行自然晾干；
[0014]四、之后进行烘烤，烘烤后自然冷却；
[0015]五、过筛，获得造粒镁砂。
[0016]进一步的，在步骤一中，所述镁砂粉、硅微粉、活性碱式磷酸盐粉及羧甲基纤维素的质量配比为：10
‑
15：1：1
‑
3：0
‑
0.05；
[0017]在步骤二中，所述混合粉料与硅溶胶的质量配比为：100：5
‑
10；
[0018]在步骤四中，所述烘烤的温度是：80～150℃；时间：≥6h；
[0019]在步骤五中，所述获得的造粒镁砂的粒径小于0.5mm。
[0020]进一步的，所述镁橄榄石粉为高品位原料，其中粒度D0.9≤74um，MgO≥45％；SiO2≥30％；灼碱≤3％。
[0021]进一步的，所述纤维为含SiO2组分的任意一种纤维物质，其中SiO2≥10％；直径在9
‑
12um；长度在1
‑
10mm；初始软化点≥1000℃；体积密度≥2.8g
·
cm
‑3。
[0022]有益效果：本专利技术与现有技术相比，本专利技术的特点是：1、本专利技术采用高纯耐火原料，保障衬料具有较高的耐火度和使用温度；2、本专利技术以造粒镁砂料引入活性碱式磷酸盐粉取代传统酚醛树脂作为干式料的低温结合剂，亦可在干式料中补充加入，进一步保障干式料的烘烤结合强度；且使用过程中不会产生污染性气体，有利于周围环境的保护和作业人员的健康安全。更重要的是能够消除传统酚醛树脂释放的含氢有机气体小分子对钢液产生的增碳和增氢，保障钢液的高品质；3、本专利技术中以造粒镁砂方式在干式料中间接引入镁砂粉，有效避免了镁砂粉与空气中水份直接接触的机会，降低镁砂水化反应对钢液的增氢影响；4、本专利技术引入高软化点的纤维物质，高温下形成零星分散的液相，利于材料微观结构均匀性和致密性，提高材料的强度、抗侵蚀性能和抗热震性能；且不会增加冷面处材料的烧结性，影响用后翻包。
具体实施方式
[0023]下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明。
[0024]为了更加适应品种钢的冶炼生产需求，减少干式料对钢液中的增氢影响；并且为了进一步优化干式料高温条件下的微观结构，提高干式料的高温使用性能，同时冷面处依然保持比较好的非烧结性，需要开发一种综合结构性能更加优异的中间包镁质干式料。
[0025]实施例
[0026]首先制备造粒镁砂，之后将造粒镁砂、镁砂、镁橄榄石、活性碱式磷酸盐粉和纤维等干混15分钟后在三联模中捣打成型，并在200℃/24h烘烤脱模，之后进行1500℃热处理，其性能指标见表1。
[0027]表1实施例干式料的性能指标对比
[0028][0029]实施例1：
[0030]造粒镁砂方案示例1：
[0031]烧结镁砂粉、硅微粉、活性碱式磷酸粉盐按照10：1：2的质量比先通过球磨罐预混2h后，之后加入总混合料总重的6％硅溶胶(SiO2＝30wt％，PH＝9.8)在高速混炼机进行造粒，混炼机的速度按照慢快慢快交替进行，每个速度共混5min，待自然晾干后在110℃烘烤12h，之后进行过筛，选取粒径小于0.5mm的造粒镁砂。
[0032]干式衬料配比示例1：
[0033][0034]上述原料的总重量为100％；
[0035]铝硅质纤维(SiO2含量20％)外加0.1％，长度5mm，软化点大于1150℃。
[0036]实施例2：
[0037]造粒镁砂方案示例2：
[0038]烧结镁砂粉、硅微粉、活性碱式磷酸盐粉、聚甲基纤维素按照15：1：3：0.05的质量比先通过球磨罐预混4h后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种品种钢冶炼用中间包用纤维增强镁质干式料，其特征在于，包括镁砂、造粒镁砂、镁橄榄石、活性碱式磷酸盐粉和纤维；所述各材料的粒度和质量百分比为：粒度为0.5
‑
5mm的镁砂：45
‑
60％；粒度大于0mm小于0.5mm的镁砂：5
‑
15％；粒度大于0mm小于0.5mm的造粒镁砂：10
‑
30％；镁橄榄石粉：10
‑
30％；活性碱式磷酸盐粉：0
‑
2％；上述原料总重为100％；其中，纤维为外加，占原料总质量的0.05
‑
0.3％。2.根据权利要求1所述的一种品种钢冶炼用中间包用纤维增强镁质干式料，其特征在于，所述镁砂为高纯烧结镁砂或电熔镁砂的任何一种，其中MgO≥95％。3.根据权利要求1所述的一种品种钢冶炼用中间包用纤维增强镁质干式料，其特征在于，所述造粒镁砂包括镁砂粉、硅微粉、活性碱式磷酸盐粉、羧甲基纤维素；其制备步骤如下：一、将含有MgO≥95％、D0.9≤74um的镁砂粉，SiO2≥95％、D
0.9
≤5um的硅微粉，K2O≥13％、Na2O≥13％、P2O5≥58％、D
0.9
≤10um、体积密度≤1000g/l、软化点200～250℃的活性碱式磷酸盐粉及羧甲基纤维素按照质量配比进行球磨预混...

【专利技术属性】
技术研发人员：林鹏程，柳军，李权辉，冯海霞，陶镳，王刚，
申请(专利权)人：中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：