本发明专利技术公开了一种优化型高寿命低耗材冶炼钢包，包括钢包壳体，所述钢包壳体内壁砌筑有永久层，所述永久层内壁浇注有循环型工作层，所述循环型工作层内壁砌筑有消耗型工作层，所述循环型工作层的浇注料按原料的重量份数比计由55～70份的烧结微孔刚玉骨料、5～10份的铝镁尖晶石骨料、10～25份的细粉、2～8份的微粉、3～8份的结合剂、0.1～0.5份的防爆剂、0.05～2份的减水剂和0.01～0.1份的发泡剂组成；本发明专利技术中浇注成型的循环型工作层提高了冶炼钢包使用的安全系数，具有良好的整体性，有效阻断了钢水从永久层砖缝的渗透：且其热导率低、保温性能良，可大幅度降低吨钢耐火材料的消耗量。
【技术实现步骤摘要】
优化型高寿命低耗材冶炼钢包
本专利技术涉及对中国专利技术专利申请公布号为CN103464735A中所记载的冶炼钢包的 进一步改进，具体地指一种优化型高寿命低耗材冶炼钢包。
技术介绍
传统冶炼钢包内衬用耐火结构主要分为两层，即永久层和工作层，永久层通常不 与钢水直接接触，厚度约为80?150mm，其主要作用是隔热保温，防止钢包温度下降过快而 影响浇钢质量。大多数永久层采用高铝矾土砖砌筑成型或者采用矾土质浇注料浇注成型， 这些耐火材料的耐火度相对较低、高温使用强度较低、耐钢水冲刷性能和抗渣侵蚀性能较 差。工作层与钢水直接接触，厚度约为150?240mm。在特殊情况下，工作层可能因意外损 毁造成永久层直接与钢水接触，所以在正常冶炼工况下，还要求永久层能承受1?2炉次钢 水的侵蚀与冲刷。为实现钢包冶炼的功能，需要工作层具有良好的抵抗钢水与钢渣的侵蚀 与冲刷性能。 目前，国内钢厂80%以上大中型钢包的工作层均采用砖制品砌筑而成。在特殊情 况下，如LF、RH等炉外精炼过程中，由于冶炼温度较高、冲刷和侵蚀更为严重等恶劣使用条 件出现时，工作层消耗过快，永久层的安全性得不到保障。因此，在工作层消耗到一定程度 时钢包就要停止使用，更换工作层，以保障永久层及钢包的使用安全。实际操作中，工作层 剩余残砖厚度在50?70mm时钢包结束使用，即为一个包役，这样严重影响了冶炼钢包的使 用寿命。而且，工作层残砖在每个包役结束钢包大修时均以废旧耐火材料形式丢弃。据统 计，我国每年丢弃的钢包工作层残砖高达百万吨以上，造成极大的资源浪费。 为了解决上述问题，本 申请人:在公布号为CN103464735A的专利技术专利申请说明书 中，提出了一种高寿命低耗材冶炼钢包，其将传统冶炼钢包的工作层设计成两层复合结构， 由浇注的循环型工作层和砌筑的消耗型工作层组合而成。这样，较好地解决了工作层残砖 资源浪费的难题，大幅降低了冶炼每吨钢水所需耐火材料的消耗量，有效延长了钢包的使 用寿命，降低了钢包运行成本。 但是，上述技术方案不仅要求所浇注的循环型工作层必须具备非常优异的高强 度、耐高温性能，而且必须具备优异的耐钢水冲刷、抗钢渣侵蚀性能，以及较低的热导率、良 好的热震稳定性等，而目前本
还没有开发出专门用于上述循环工作层的浇注材 料，也没有见到类似上述循环工作层浇注料的相关报道。为了进一步提高上述冶炼钢包的 使用效率并降低冶炼钢包的材料消耗，行业内迫切希望专利技术一款用于上述冶炼钢包循环工 作层的浇注材料。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要对上述冶炼钢包的循环型工作层浇注料进行专门研究，提供 一种优化型高寿命低耗材冶炼钢包，使其循环型工作层具备如下优异特性： 1)具有很高的高温工作强度、优异的耐钢水冲刷性能，使得冶炼钢包使用的安全 系数提高至少3?5倍； 2)具有优异的整体性，可有效阻断钢水从永久层砖缝渗透至钢壳的可能性； 3)具有较低的热导率、良好的保温性能； 4)可提高工作层和永久层使用寿命，大幅度降低钢包吨钢耐火材料的消耗量。 为解决上述技术问题，本专利技术提供的一种优化型高寿命低耗材冶炼钢包，包括钢 包壳体，所述钢包壳体内壁砌筑有永久层，所述永久层内壁浇注有循环型工作层，所述循环 型工作层内壁砌筑有消耗型工作层，所述循环型工作层的浇注料按原料的重量份数比计由 55?70份的烧结微孔刚玉骨料、5?10份的铝镁尖晶石骨料、10?25份的细粉、2?8份 的微粉、3?8份的结合剂、0. 1?0. 5份的防爆剂、0. 05?2份的减水剂和0. 01?0. 1份 的发泡剂组成；其中，所述细粉由A组份与B组份组成，所述A组份为电熔白刚玉和烧结板 状刚玉中任意一种，所述B组份为铝镁尖晶石、镁砂中任意一种；所述微粉是SiO 2微粉与活 性a -Al2O3微粉的混合物或SiO2微粉与烧结板状刚玉微粉的混合物。 进一步地，所述烧结微孔刚玉骨料中，Al2O3含量彡99. 5 %、体积密度为3. 0? 3. 4g/cm3、闭口气孔率彡10%、颗粒内部平均孔径彡I. 0 μ m，其粒径彡25mm。烧结微孔刚玉 骨料具有良好的高温使用强度和体积稳定性；其内部存在大量微气孔，可以有效降低浇注 料的热导率，提高浇注料的保温性能；相对于普通烧结刚玉（体积密度约为3. 60?3. 65g/ cm3)，该原料具有非常低的体积密度，可进一步降低吨钢耐火材料的消耗量。 再进一步地，所述烧结微孔刚玉骨料按粒径大小分为：12mm <粒径< 25mm、7mm <粒径< 12謹、3謹 <粒径< 7mm、1mm <粒径< 3謹和Omm <粒径< 1謹五个级配；其重量 百分比分别为：13?17%、28?32%、18?22%、18?22%和13?15%。 再进一步地，所述铝镁尖晶石骨料中，MgO含量为10?40%，Al2O 3含量为60? 90%，其粒径彡3mm;所述镁砂为MgO含量> 97%的电熔镁砂或者MgO含量> 97%的烧结 镁砂。 再进一步地，所述细粉中A组份与B组份的粒径< 0. 088mm ;所述A组份与B组份 的重量比为1?6 : 1。 再进一步地，所述SiO2微粉中，SiO2含量彡92%、D50粒径彡5μπι ;所述Ci-Al2O3 微粉中，Q-Al2O3含量彡99%，D50粒径彡5μπι;所述烧结板状刚玉微粉中，Al 2O3含量 彡99. 5%，D50粒径=L 7?3. 4 μ m，比表面积BET = L 0?4. ImVg ;其中，所述SiO2微 粉与活性Q-Al2O3微粉的重量比为I : 10?20;所述SiO2微粉与烧结板状刚玉微粉的重 量比为1 : 10?20。 再进一步地，所述结合剂为纯铝酸钙水泥、P -Al2O3结合剂、铝凝胶中任意一种或 两种；所述纯铝酸钙水泥中，Al2O 3含量彡69%;所述P-Al2O3结合剂中，Al2O 3含量彡85%。 再进一步地，所述防爆剂为低熔点管状有机纤维和水溶性有机纤维的混合物， 其中，所述低熔点管状有机纤维的熔点< 115°c，长度< 4mm，直径=60?80 μ m，密度 < 0. 56g/cm3 ;所述水溶性有机纤维长度< 4mm，直径=20?40 μ m，所述低熔点管状有机纤 维和水溶性有机纤维的重量比例为1.5?2 : 1。 所述低熔点管状有机纤维和水溶性有机纤维均购于沈阳斯帝恩化学纤维有限公 司。水溶性有机纤维在加水搅拌及振动成型过程中发生溶解，残留一定的气孔，有效阻断裂 纹的扩展，进而提高浇注料的抗热震稳定性；低熔点管状有机纤维在浇注料成型后进行烘 烤时具有排气功能，当烘烤温度提高时又发生熔化，残后一定的气孔，进一步增强浇注料的 排气功能。两者作用互补，搭配使用，可确保浇注料在低温、中温、高温的防爆裂和抗热震稳 定性均有显著的提高。 再进一步地，所述发泡剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠和金属铝粉中任 意一种或几种，其中，所述金属铝粉的粒径为0. 15?0. 3mm。 上述循环型工作层的浇注料的制备方法本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种优化型高寿命低耗材冶炼钢包，包括钢包壳体(1)，所述钢包壳体(1)内壁砌筑有永久层(2)，所述永久层(2)内壁浇注有循环型工作层(3)，所述循环型工作层(3)内壁砌筑有消耗型工作层(4)，其特征在于：所述循环型工作层(3)的浇注料按原料的重量份数比计由55～70份的烧结微孔刚玉骨料、5～10份的铝镁尖晶石骨料、10～25份的细粉、2～8份的微粉、3～8份的结合剂、0.1～0.5份的防爆剂、0.05～2份的减水剂和0.01～0.1份的发泡剂组成；其中，所述细粉由A组份与B组份组成，所述A组份为电熔白刚玉和烧结板状刚玉中任意一种，所述B组份为铝镁尖晶石、镁砂中任意一种；所述微粉是SiO2微粉与活性α‑Al2O3微粉的混合物或SiO2微粉与烧结板状刚玉微粉的混合物。
【技术特征摘要】
1. 一种优化型高寿命低耗材冶炼钢包，包括钢包壳体（1)，所述钢包壳体（1)内壁砌筑 有永久层（2)，所述永久层（2)内壁浇注有循环型工作层（3)，所述循环型工作层（3)内壁 砌筑有消耗型工作层（4)，其特征在于：所述循环型工作层（3)的浇注料按原料的重量份数 比计由55?70份的烧结微孔刚玉骨料、5?10份的铝镁尖晶石骨料、10?25份的细粉、 2?8份的微粉、3?8份的结合剂、0. 1?0. 5份的防爆剂、0. 05?2份的减水剂和0. 01? 〇. 1份的发泡剂组成；其中，所述细粉由A组份与B组份组成，所述A组份为电熔白刚玉和 烧结板状刚玉中任意一种，所述B组份为铝镁尖晶石、镁砂中任意一种；所述微粉是Si0 2微 粉与活性α -A1203微粉的混合物或Si02微粉与烧结板状刚玉微粉的混合物。2. 根据权利要求1所述的优化型高寿命低耗材冶炼钢包，其特征在于：所述烧结微孔 刚玉骨料中，A120 3含量彡99. 5%、体积密度为3. 0?3. 4g/cm3、闭口气孔率彡10%、颗粒内 部平均孔径彡1. 〇 μ m，其粒径彡25mm。3. 根据权利要求1或2所述的优化型高寿命低耗材冶炼钢包，其特征在于：所述烧结 微孔刚玉骨料按粒径大小分为：12mm <粒径< 25mm、7mm <粒径< 12mm、3mm <粒径< 7mm、 1mm <粒径< 3mm和0_ <粒径< 1_五个级配；其重量百分比分别为：13?17%、28? 32%、18 ?22%、18 ?22%和 13 ?15%。4. 根据权利要求1或2所述的优化型高寿命低耗材冶炼钢包，其特征在于：所述铝镁 尖晶石骨料中，MgO含量为10?40 %，A1203含量为60?90 %，其粒径彡3mm ;所述镁砂为 MgO含量> 97 %的电熔镁砂或者MgO含量> 97 %的烧结镁砂。5. 根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：洪学勤，田先明，王志强，雷中兴，周辉，易碧辉，阮祥波，曹志明，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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