一种利用废弃Al2O3‑C生产鱼雷罐用Al2O3‑SiC‑C耐火砖及其制备方法技术

本发明专利技术属于钢铁冶金用耐火材料领域，具体为一种利用废弃Al2O3‑C材料生产鱼雷罐用Al2O3‑SiC‑C耐火砖及其制备方法。其原料按重量百分比配比如下：粒径为5‑3mm特级铝矾土熟料颗粒10‑40%、粒径为3‑1mm特级铝矾土熟料颗粒10‑30%、粒径为1‑0.088mm刚玉颗粒5‑20%、粒径小于0.088mm刚玉细粉5‑20%、粒径为1‑0.088mm碳化硅颗粒2‑8%、粒径小于0.088mm碳化硅细粉2‑8%、粒径小于0.088mm废弃Al2O3‑C材料细粉 10‑25%、粒径小于0.088mm氧化铝微粉5‑15%、粒径小于0.088mm结合粘土细粉3‑10%、粒径小于0.088mm鳞片石墨粉1‑10%、粒径小于0.088mm沥青粉0.5‑5%、外加酚醛树脂 4‑8%。

The invention relates to a method of using Al2O3 SiC C refractory brick and method for using waste Al2O3 C torpedo production

The invention belongs to the metallurgical refractory material, in particular to a method for preparing Al2O3 SiC C refractory brick and method for using waste Al2O3 C material for the production of torpedo. The raw materials by weight percentage ratio is as follows: particle size of 5 3mm high grade bauxite clinker particles of 10 40%, particle size of 3 1mm high grade bauxite clinker particles of 10 30%, particle size of 1 0.088mm 5 20% corundum, corundum powder particle size less than 0.088mm 5, size 20% 1 0.088mm 2 SiC particle size less than 0.088mm 8%, 8%, 2 silicon carbide fine powder with particle size less than 0.088mm Al2O3 C abandoned material powder 10 25%, particle size less than 0.088mm 15%, 5 alumina particle size less than 0.088mm with 3 clay powder 10%, flake graphite particle size less than 0.088mm 1 powder 10%, particle size less than 0.088mm 5%, plus 0.5 asphalt powder phenolic resin 4 8%.

【技术实现步骤摘要】
一种利用废弃Al2O3-C生产鱼雷罐用Al2O3-SiC-C耐火砖及其制备方法
本专利技术属于钢铁冶金用耐火材料领域，尤其涉及铁水预处理生产过程中鱼雷罐工作衬使用的Al2O3-SiC-C砖领域，具体为一种利用废弃Al2O3-C材料生产鱼雷罐用Al2O3-SiC-C耐火砖及其制备方法。
技术介绍
铁水预处理是钢铁冶金过程中的重要环节，它对于提高产品质量、优化生产流程和降低生产成本起着至关重要的作用，所以与之匹配铁水预处理用耐火材料的性能和使用寿命则至关重要。工作时，鱼雷罐内衬除受到铁水的热冲击和熔损、高温铁水反复浸泡外，还经受着熔渣的剧烈冲刷和侵蚀，所以目前鱼雷罐工作层普遍采用高温强度大、耐冲刷、抗热震稳定性好，抗熔渣、抗铁水侵蚀与渗透性优良的Al2O3-SiC-C砖砌筑。传统的Al2O3-SiC-C砖一般采用高铝矾土、刚玉、碳化硅、石墨、氧化铝微粉等作为主要原料，酚醛树脂作为结合剂，经配料、混碾、机压成型、热处理后而成。功能耐火材料是随着钢铁冶金连铸技术的发展而形成的一类特种耐火材料，其中连铸三大件是实现高效连铸的关键，其使用性能直接影响连铸效率和钢坯质量。使用时,连铸三大件反复、频繁经受钢液热冲击和渣液的强侵蚀作用，因此，要求连铸三大件必须具有优异的高温强度，高的抗热震性和抗剥落性、高抗侵蚀性。目前，连铸三大件都选择高温强度大、耐冲刷、抗热震稳定性好、抗熔渣、抗钢水侵蚀性优良的Al2O3-C材质，一般选择刚玉、石墨、氧化铝微粉、抗氧化剂等作为主要原料，酚醛树脂作为结合剂，经配料、混碾、等静压成型、热处理、焙烧、X-探伤检测后制成。为保证制品的优异性能，连铸三大件均采用高档次原料，且原料粒度极限小，成型后制品须进行X-探伤检测以排除制品内部缺陷，不合格产品必须弃之不用，生产现场堆砌了大量的不合格产品，资源浪费严重。因此，需要将大量的原料性能优异的废弃Al2O3-C材料进行合理的二次利用。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种利用废弃Al2O3-C材料生产鱼雷罐用Al2O3-SiC-C耐火砖及其制备方法，公开了一种部分原料采用性能优异的废弃Al2O3-C材料生产鱼雷罐工作内衬用Al2O3-SiC-C耐火砖的方法，所生产的Al2O3-SiC-C耐火砖可满足鱼雷罐的使用要求，明显提高其使用寿命。为了实现上述目的，本专利技术提供的利用废弃Al2O3-C材料生产鱼雷罐用Al2O3-SiC-C耐火砖，其原料按重量百分比配比如下：粒径为5-3mm特级铝矾土熟料颗粒10-40%、粒径为3-1mm特级铝矾土熟料颗粒10-30%、粒径为1-0.088mm刚玉颗粒5-20%、粒径小于0.088mm刚玉细粉5-20%、粒径为1-0.088mm碳化硅颗粒2-8%、粒径小于0.088mm碳化硅细粉2-8%、粒径小于0.088mm废弃Al2O3-C材料细粉10-25%、粒径小于0.088mm氧化铝微粉5-15%、粒径小于0.088mm结合粘土细粉3-10%、粒径小于0.088mm鳞片石墨粉1-10%、粒径小于0.088mm沥青粉0.5-5%、外加酚醛树脂4-8%。所述特级铝矾土熟料颗粒中氧化铝质量百分比含量不低于88%。所述刚玉颗粒和刚玉细粉同时采用电熔棕刚玉、板状刚玉、致密刚玉中的一种，其中电熔棕刚玉氧化铝质量百分比含量不低于94%，板状刚玉氧化铝质量比含量不低于99%，致密刚玉氧化铝质量百分比含量不低于98%。所述碳化硅颗粒和细粉中碳化硅质量百分比含量不低于97%。所述废弃Al2O3-C材料为以Al2O3-C材料为原料的废弃连铸三大件（长水口、浸入式水口、整体塞棒）中的一种；其中，氧化铝质量百分比含量50-65%，碳质量百分比含量15-30%，二氧化硅质量百分比含量8-10%，氧化锆质量百分比含量0-15%。所述氧化铝微粉中氧化铝质量百分比含量不低于99%。所述结合粘土粉中氧化铝质量百分比含量25-35%。所述鳞片石墨粉中碳质量百分比含量不低于97%。所述沥青粉中残碳质量百分比含量不低于45%。所述结合剂酚醛树脂为热固性树脂，其中残碳质量百分比含量不低于45%，常温下为液体。为了实现上述目的，本专利技术提供的利用废弃Al2O3-C材料生产鱼雷罐用Al2O3-SiC-C耐火砖的制备方法，具体包括以下步骤。步骤1、废弃Al2O3-C材料的选择及预处理。将不合格连铸三大件（长水口、浸入式水口、整体塞棒）产品分类存放，人工将表面粘附的灰尘去除，经粗碎、细碎、细磨工序制备成粒径小于0.088mm的细粉料，然后经磁选机去除单质铁，备用。步骤2、原料配比及耐火砖的制备。按所需重量百分比称取各种原料后（使Al2O3-SiC-C耐火砖碳质量比量为6-8%），先将特级铝矾土熟料颗粒、刚玉颗粒、碳化硅颗粒加入强制混砂机中混炼5-10分钟；然后加入酚醛树脂再继续混炼5-10分钟，再加入鳞片石墨粉混炼5-10分钟；最后加入刚玉细粉、碳化硅细粉、废弃Al2O3-C材料细粉、氧化铝微粉、结合粘土细粉和沥青粉,混炼30-35分钟，得到混合均匀的泥料；然后将泥料在压砖机上压制成型，成型后的砖坯在180-200℃条件下热处理24h，制得成品耐火砖。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果。本专利技术生产的铁水预处理鱼雷罐用Al2O3-SiC-C砖加入废弃物料，节约了制砖成本，相对于传统的工艺成本可降低40-60%；Al2O3-SiC-C砖在应用时，基质部分最易受到铁水的冲刷侵蚀而破坏，因此，要提高Al2O3-SiC-C砖的使用寿命，必须强化基质性能；连铸三大件所用原料板状刚玉、棕刚玉、致密刚玉均为高档原料，粒度极限为0.5mm，粉料用量大于50%，生产时采用混料，造粒，机压成型，等静压成型的特殊工艺，得到的制品密度均匀、成分均匀，致密化程度高、常温强度大，因此，本专利技术选择将含有高档原料的废弃Al2O3-SiC-C材料磨成细粉加入Al2O3-SiC-C砖中以提高基质性能。YB/T164-2009规定铁水预处理用Al2O3-SiC-C砖铁水区C含量不低于6%，渣线区C含量不低于8%，本专利技术生产的Al2O3-SiC-C砖用于鱼雷罐铁水区，工作时主要经受高温铁水的冲刷和侵蚀作用，所以本专利技术生产的Al2O3-SiC-C砖控制其碳质量比量为6-8%。研究发现，将不合格的连铸三大件磨成细粉加入到Al2O3-SiC-C砖中相当于加入高密度Al2O3-C均质料，与现有的Al2O3-SiC-C砖相比，高温下基质中生成的Al4C3、SiC等非氧化物明显增多，晶体发育长大程度更好，分布均匀程度更高，显著提高耐火砖的高温抗折强度，特别是废弃浸入式水口里含有的高熔点氧化锆会明显提高Al2O3-SiC-C砖的高温抗折强度，还会显著改善耐火砖的抗渣铁侵蚀性及抗热震性，与现有的鱼雷罐用Al2O3-SiC-C砖相比，高温抗折强度提高30-55%；采用废弃连铸三大件作为耐火材料为原料，实现资源的循环利用，同时大大节约了棕刚玉、板状刚玉、致密刚玉等优质耐火原料，减少了冶炼棕刚玉、板状刚玉、致密刚玉时的能源消耗和二氧化碳气体的排放，实现了资源开发与环境保护的协调发展。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步的描述。实施例1。利用废弃Al2O3-C材料生产鱼雷罐用Al2O3-SiC-C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用废弃Al2O3‑C材料生产鱼雷罐用Al2O3‑SiC‑C耐火砖，其特征在于，其原料包括：粒径为5‑3mm特级铝矾土熟料颗粒10‑40%、粒径为3‑1mm特级铝矾土熟料颗粒10‑30%、粒径为1‑0.088mm刚玉颗粒5‑20%、粒径小于0.088mm刚玉细粉5‑20%、粒径为1‑0.088mm碳化硅颗粒2‑8%、粒径小于0.088mm碳化硅细粉2‑8%、粒径小于0.088mm废弃Al2O3‑C材料细粉 10‑25%、粒径小于0.088mm氧化铝微粉5‑15%、粒径小于0.088mm结合粘土细粉3‑10%、粒径小于0.088mm鳞片石墨粉1‑10%、粒径小于0.088mm沥青粉0.5‑5%、外加酚醛树脂 4‑8%。

【技术特征摘要】
1.一种利用废弃Al2O3-C材料生产鱼雷罐用Al2O3-SiC-C耐火砖，其特征在于，其原料包括：粒径为5-3mm特级铝矾土熟料颗粒10-40%、粒径为3-1mm特级铝矾土熟料颗粒10-30%、粒径为1-0.088mm刚玉颗粒5-20%、粒径小于0.088mm刚玉细粉5-20%、粒径为1-0.088mm碳化硅颗粒2-8%、粒径小于0.088mm碳化硅细粉2-8%、粒径小于0.088mm废弃Al2O3-C材料细粉10-25%、粒径小于0.088mm氧化铝微粉5-15%、粒径小于0.088mm结合粘土细粉3-10%、粒径小于0.088mm鳞片石墨粉1-10%、粒径小于0.088mm沥青粉0.5-5%、外加酚醛树脂4-8%。2.如权利要求1所述的利用废弃Al2O3-C材料生产鱼雷罐用Al2O3-SiC-C耐火砖，其特征在于，所述特级铝矾土熟料颗粒中氧化铝质量比含量不低于88%；所述碳化硅颗粒和细粉中碳化硅质量百分比含量不低于97%。3.如权利要求1所述的利用废弃Al2O3-C材料生产鱼雷罐用Al2O3-SiC-C耐火砖，其特征在于，所述刚玉颗粒和刚玉细粉同时采用电熔棕刚玉、板状刚玉、致密刚玉中的一种，其中电熔棕刚玉氧化铝质量百分比含量不低于94%，板状刚玉氧化铝质量比含量不低于99%，致密刚玉氧化铝质量百分比含量不低于98%。4.如权利要求1所述的利用废弃Al2O3-C材料生产鱼雷罐用Al2O3-SiC-C耐火砖，其特征在于，所述废弃Al2O3-C材料为以Al2O3-C材料为原料的废弃连铸三大件（长水口、浸入式水口、整体塞棒）中的一种；其中，氧化铝质量百分比含量50-65%，碳质量百分比含量15-30%，二氧化硅质量百分比含量8-10%，氧化锆质量百分比含量0-15%。5.如权利要求1所述的利用废弃Al2O3-C材料生产鱼雷罐用Al2O3-SiC-C耐火砖，其特征在于所述氧化铝微粉中氧化铝质量百分比含量不低于99%；所述结合粘土粉中氧化铝质量百分比含量25-35%；所述鳞片石墨粉中碳质量百分比含量不低于97%；所述沥青粉中残碳质量百分比含量不低于45%；所述结合剂酚醛树脂为热固性树脂，其中残碳质量百分比含量不低于45%，常温下为液体。6.如权利要求1所述的利用废弃Al2O3-C材料生产鱼雷罐用Al2O3-SiC-C耐火砖，其特征在于，其原料按重量百分比配比如下：粒径为5-3mm特级铝矾土熟料颗粒30%、粒径为3-1mm特级铝矾土熟料颗粒15%、粒径为1-0.088mm刚玉颗粒15%、粒径小于0.088mm刚玉细粉9.5%、粒径为1-0.088mm碳化硅颗粒5%、粒径小于0.088mm碳化硅细粉3%、粒径小于0.088mm废弃长...

【专利技术属性】
技术研发人员：李心慰，刘洋，李志坚，杨洋，孙诺达，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21