本发明专利技术公开了一种高性能无碳低碳钢包砖，包括按重量份计的以下原料：刚玉40‑70份、石墨0‑3份、铝矾土30‑40份、红柱石0‑10份、碳化硅1‑3份和酚醛树脂2‑4份。该无碳低碳钢包砖采用的原料少，工艺简单，制备的产品气孔率低，强度高，抗热震性、抗侵蚀性、耐冲刷性和耐氧化性能优异，使用寿命长。
High performance carbon free low carbon steel package brick and preparation method thereof
The invention discloses a high performance carbon free low carbon brick package, which comprises the following raw materials by weight: 70, 40 corundum graphite 0 3 copies, 40 copies, 30 bauxite andalusite 0 10 copies, 3 copies and 1 SiC phenolic resin 2 4. The carbon free low carbon steel package brick has the advantages of less raw material, simple process, low porosity, high strength, excellent thermal shock resistance, erosion resistance, erosion resistance and oxidation resistance, and has long service life.
【技术实现步骤摘要】
一种高性能无碳低碳钢包砖及其制备方法
本专利技术涉及高温材料与冶金
，尤其是涉及一种高性能无碳低碳钢包砖及其制备方法。
技术介绍
随着炼钢工业的发展，无碳低碳钢包砖已成为钢铁工业的重要革新技术之一，钢包砖在使用过程中，由于需要长期承受高温钢液的化学侵蚀和物理冲刷，经受激烈且瞬变的热冲击和机械磨损作用，使用条件极为苛刻，因此钢包砖必须具有高强度、耐磨损、耐渣蚀和热震稳定性好等特性。目前使用的钢包砖为含碳钢包砖，这种钢包砖的缺点是：对洁净钢增碳严重，同时由于碳的氧化对大气或多或少造成了一定的污染。中国专利申请号201110406028.1公开了一种无碳钢包砖及其制备方法，即以高铝矾土熟料、刚玉系原料、氧化镁、氧化铝微粉为主要原料，加入氧化铁、氯化镁溶液、六偏磷酸钠、黄糊精进行制备，经特殊步骤混料后，困料30分钟后压制成型，在200℃下干燥24小时即可制得本专利技术的产品。本专利技术能使骨料和粉料的间隙存在有氧化铁和氧化铝微粉，中高温时会生成热膨胀率较低的铁铝尖晶石，同时又不会使过多的氧化铁进入基质中，能使钢包砖有较好的高温稳定性和抗剥落性能。但是该专利采用的原料较多，相对来说制备工艺复杂。中国专利申请号201410223262.4公开了一种再生刚玉尖晶石不烧钢包砖，该钢包砖的原料组份按重量份数比计包括：40～70份的刚玉再生料和2～10份的结合剂，其中，刚玉再生料为刚玉再生预制块和刚玉再生尖晶石块中任意一种或二种，该方法首先按重量份数比计称取刚玉再生料和结合剂，备用；再将称取的原料经混碾机混碾，然后放入压砖机成型，在150～250℃条件下热处理12～36h小时，最后经拣选、检验、包装、入库，即得到再生刚玉尖晶石不烧钢包砖。该专利技术采用的原料成本比较高，且刚玉再生料粒径不同，但是在制备产品过程中直接混合，混合均匀度不够，制备的产品气孔率偏高，导致产品的抗侵蚀以及抗震性能较弱。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种高性能无碳低碳钢包砖，该无碳低碳钢包砖采用的原料少，工艺简单，制备的产品气孔率低，强度高，抗热震性、抗侵蚀性、耐冲刷性和耐氧化性能优异，使用寿命长。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高性能无碳低碳钢包砖，包括按重量份计的以下原料：刚玉40-70份、石墨0-3份、铝矾土30-40份、红柱石0-10份、碳化硅1-3份和酚醛树脂2-4份。进一步的，所述刚玉是粒径为粒径≤0.074mm刚玉、粒径为0.5-1mm刚玉、1-3mm刚玉以及粒径为3-5mm刚玉按照重量比为6：2-3：0-1：0-3混合而成。进一步的，所述铝矾土是粒径为0.5-1mm铝矾土、粒径为1-3mm铝矾土和粒径为3-5mm铝矾土按重量比为0-1：1-1.5：0-1.5混合而成。进一步的，所述刚玉为棕刚玉95级、板状刚玉或白刚玉中的一种。进一步的，所述石墨为鳞片石墨，级别为-397、-399或-396，粒径为0.048-0.15mm。进一步的，所述碳化硅粒径为0.074-0.15mm。一种高性能无碳低碳钢包砖的制备方法，包括以下步骤：（1）将粒径为0.5-5mm的刚玉、铝矾土和红柱石混合后混炼4-7min；（2）然后加入酚醛树脂继续混炼4-7min；（3）最后加入石墨、碳化硅和粒径≤0.074mm的刚玉继续混炼12-18min，出料后，压制成型，然后在200-240℃条件下处理20-26h，即得产品。进一步的，所述步骤（1）和步骤（2）中混炼速度为30-50r/min。进一步的，所述步骤（3）中混炼速度为200-300r/min。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术为了改善高性能无碳低碳钢包砖的性能，从原材料、原材料粒径以及制备方法方面进行改进，制备的产品显气孔率为6-8%，体积密度为3.26-3.42g/cm3，常温耐压强度65-95MPa，高温抗折强度24-35MPa，可耐1790-1890℃高温，寿命为125-150炉，抗热震性、抗侵蚀性、耐冲刷性和耐氧化性能优异。2、制备本专利技术产品采用的原料中的刚玉是粒径为粒径≤0.074mm刚玉、粒径为0.5-1mm刚玉、1-3mm刚玉以及粒径为3-5mm刚玉按一定的比例混合而成，而铝矾土是粒径为0.5-1mm铝矾土、粒径为1-3mm铝矾土和粒径为3-5mm铝矾土按一定比例混合而成的，粒径大于1mm的的作为骨料，粒径小于1mm的作为基质，疏密结合，制成的无碳低碳钢包砖高温烧结后能形成致密的耐火材料，能有效降低气孔率，从而提高产品的抗热震性、抗侵蚀性和耐冲刷性，并提高无碳低碳钢包砖的施工性能。3、另外为了增加最终产品的性能，在原料中添加了石墨和碳化硅，其中碳化硅的作用是为了提高产品抗氧化性、热震稳定性和抗磨损性，而添加石墨，是由于最终产品是在摩擦压力机上制备，添加石墨增加润滑，便于成型。4、另外本专利技术中的刚玉为棕刚玉95级、板状刚玉或白刚玉，原料的致密性比较好，可以增加产品的性能；石墨为鳞片石墨，级别为-397、-399或-396，粒径为0.048-0.15mm，这几种石墨的润滑性，柔韧性以及耐热性较好，成本低，且石墨的粒度足够小降低成型难度，降低制品的显气孔率。5、在制备高性能无碳低碳钢包砖时，采用分步骤混炼工艺，首先是将粒径为0.5-5mm的刚玉、铝矾土和红柱石混合后混炼，后续再加入石墨、碳化硅和粒径≤0.074mm的刚玉继续混炼，在混炼时将粒径相近的一起混合，更容易各种粒度的原料充分混合均匀，增加产品的性能。而且在步骤（1）和步骤（2）中混炼速度比较慢，即在酚醛树脂浸润原料之前采用低速混炼，以防止起烟尘，导致原料损失。当酚醛树脂树脂完全浸润原料后，即到步骤（3）时调为高速，加快生产效率。另外由于原料中添加的石墨量比较少，因此制备的产品含碳量低，能有效减少和降低对钢水的增碳污染。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步描述。实施例1一种高性能无碳低碳钢包砖，包括按重量份计的以下原料：刚玉45份、石墨3份、铝矾土40份、红柱石10份、碳化硅2份和酚醛树脂3份。其中刚玉是粒径≤0.074mm刚玉、粒径为0.5-1mm刚玉和1-3mm刚玉按照重量比为6：2：1混合而成。其中铝矾土是粒径为0.5-1mm铝矾土、粒径为1-3mm铝矾土和粒径为3-5mm铝矾土按重量比为1：1.5：1.5混合而成。其中刚玉为棕刚玉95级。其中石墨为鳞片石墨，级别为-397，粒径为0.048-0.15mm。其中碳化硅粒径为0.074-0.15mm。一种高性能无碳低碳钢包砖的制备方法，包括以下步骤：（1）将粒径为0.5-1mm刚玉、1-3mm刚玉以及粒径为3-5mm刚玉、铝矾土和红柱石混合后放入行星式混炼机混炼5min，混炼速度为40r/min；（2）然后加入酚醛树脂继续混炼5min，混炼速度为40r/min；（3）最后加入石墨、碳化硅和粒径≤0.074mm的刚玉继续混炼15min，其中混炼速度为250r/min，混炼后出料，在1000t摩擦压力机上压制成型，然后在200℃条件下处理26h，即得产品。实施例2一种高性能无碳低碳钢包砖，包括按重量份计的以下原料：刚玉69份、铝矾土30份、碳化硅1份和酚醛树脂3份。其中刚玉是粒径≤0.074mm刚玉、粒径为0.5-1mm刚玉以及粒径为3-5m本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高性能无碳低碳钢包砖，其特征在于：包括按重量份计的以下原料：刚玉40‑70份、石墨0‑3份、铝矾土30‑40份、红柱石0‑10份、碳化硅1‑3份和酚醛树脂2‑4份。
【技术特征摘要】
1.一种高性能无碳低碳钢包砖，其特征在于：包括按重量份计的以下原料：刚玉40-70份、石墨0-3份、铝矾土30-40份、红柱石0-10份、碳化硅1-3份和酚醛树脂2-4份。2.根据权利要求1所述的一种高性能无碳低碳钢包砖，其特征在于：所述刚玉是粒径为粒径≤0.074mm刚玉、粒径为0.5-1mm刚玉、1-3mm刚玉以及粒径为3-5mm刚玉按照重量比为6：2-3：0-1：0-3混合而成。3.根据权利要求1所述的一种高性能无碳低碳钢包砖，其特征在于：所述铝矾土是粒径为0.5-1mm铝矾土、粒径为1-3mm铝矾土和粒径为3-5mm铝矾土按重量比为0-1：1-1.5：0-1.5混合而成。4.根据权利要求1所述的一种高性能无碳低碳钢包砖，其特征在于：所述刚玉为棕刚玉95级、板状刚玉或白刚玉中的一种。5.根据权利要求1所述的一种高性能无碳低碳钢包砖，其特征在于：所述石墨为鳞片石墨...
【专利技术属性】
技术研发人员：李伟锋，李书成，高武斌，
申请(专利权)人：河南省西保冶材集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41
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