一种CA6-MA-Cr2O3-Al2O3钢包内衬浇注料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种CA6‑MA‑Cr2O3‑Al2O3钢包内衬浇注料及其制备方法。其技术方案是：先以65～75wt％的CA6‑MA‑Cr2O3‑Al2O3颗粒、5～8wt％的α‑Al2O3微粉、3～6wt％的铝酸钙水泥、7～10wt％的镁铝尖晶石细粉和8～12wt％的板状刚玉细粉为原料，外加聚羧酸盐类减水剂和水，搅拌，成型，脱模，烘烤，制得CA6‑MA‑Cr2O3‑Al2O3钢包内衬浇注料。CA6‑MA‑Cr2O3‑Al2O3颗粒的制备方法是：将60～70wt％的CA6、4～8wt％的氧化铬、10～20wt％的MA和10～15wt％的氧化铝混合，球磨，加水，造粒，烘干，1650～1750℃煅烧，破碎，筛分，分别制得三个粒径级别的CA6‑MA‑Cr2O3‑Al2O3颗粒。本发明专利技术所制制品强度高、热导率低、热震稳定性好、抗侵蚀性能优异和节能环保。

A CA6-MA-Cr2O3-Al2O3 ladle lining castable and its preparation method

The invention relates to a CA6*MA*Cr2O3*Al2O3 ladle lining castable and a preparation method thereof. The technical scheme is as follows: firstly, using 65-75wt% CA6_MA_Cr2O3_Al2O3 particles, 5-8wt% alpha Al2O3 micro powder, 5-8wt% alpha Al2O3 micro powder, 3-6wt% calcium aluminate cement, 3-6wt% calcium aluminate cement, 7-10wt% magnesium alumina spinel fine powder and 8-12wt% plate corundum fine powder as raw materials, adding polycarboxylate water reducer and water, stirring, forming, demoulding, baking, CA6_MACr2O3 alualualualumina alumina alumina alumina alumina alumina alumina alumina alumina alumina alumina alumina alumina aluLining castable. The preparation methods of CA6 MA_Cr2O3 Al2O3 particles are as follows: mixing 60-70wt% CA6, 4-8wt% chromium oxide, 10-20wt% MA and 10-15wt% aluminium oxide, ball milling, adding water, granulating, drying, calcining at 1650-1750 degrees C, crushing and sieving, three particle sizes of CA6 Cr2O3 Al2O3 particles are obtained respectively. The product has high strength, low thermal conductivity, good thermal shock stability, excellent corrosion resistance, energy saving and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种CA6-MA-Cr2O3-Al2O3钢包内衬浇注料及其制备方法
本专利技术属于钢包内衬浇注料
尤其涉及一种CA6-MA-Cr2O3-Al2O3钢包内衬浇注料及其制备方法。
技术介绍
随着绿色环保的日益重视，高能耗的钢铁冶金等高温工业面临巨大的节能减排压力。作为冶金工业的重要容器之一，钢包起着储存、运输和处理钢水的作用，同时还要进行炉外精炼的任务。因而，钢包内衬耐火材料面临多重压力：一方面，随着转炉寿命的提高，连铸比的增加和炉外精炼技术的进步，钢包内衬材料面临日益苛刻的使用环境；另一方面，钢包内衬耐火材料对钢包的节能减排具有重要作用，内衬材质热导率高导致炉壳温度过高，造成大量温度损失和热损耗，不能满足节能减排的需求。目前，钢包内衬和包底主要采用Al2O3-MgO或Al2O3-MA系浇注料，其中致密刚玉颗粒热导率高导致最终制品的导热系数升高，一方面对隔热保温层材质提出了更高的要求；另一方面导致更多热能损耗，不利于节能减排和钢水稳定冶炼。因此，开发性能优异的新型钢包内衬浇注料受到本领域技术人员的关注。“钢包用高强度铝镁尖晶石浇注料的制法”(CN102295460A)专利技术，制得刚玉-尖晶石浇注料，较传统纯Al2O3浇注料使用效果虽有明显改善，但不能完全满足日益苛刻的钢包冶炼条件，尤其是在节能和抗渣侵蚀/渗透方面还有待提高。“一种轻质六铝酸钙-镁铝尖晶石复合微孔耐火骨料及制备方法”(CN102161591A)专利技术，公开了以石灰、菱镁矿和工业氧化铝为起始物料，经压坯煅烧后破碎得到轻质CA6-MA复合微孔骨料，具有提高抗热震性和降低能耗的潜力。“二步法低温制备轻质六铝酸钙-镁铝尖晶石复相耐火材料的方法”(CN104119089A)专利技术，公开了一种二步法低温制备CA6-MA复相耐火材料的方法，所制制品具有隔热保温的效果。但上述两个专利技术制备的多孔轻质CA6-MA复合材料并未考虑所制备的复合材料在高温条件下与钢水和渣的作用，不能满足钢包内衬材料抗渣侵蚀和渗透的使用要求。“致密六铝酸钙-镁铝尖晶石复相耐火原料”(CN102351552A)专利技术，以氧化铝粉和白云石粉末为原料，混匀后经1550～1900℃烧制保温5～20h，制得CA6-MA复相材料具有密度大致密度高以及抗热震性优良的特点；“一种六铝酸钙-镁铝尖晶石复相材料及其制备方法”(CN104072170A)专利技术，采用类似的原料和工艺制得CA6-MA复相材料，其体积密度为2.8～3.3g/cm3。上述两个专利技术均主要针对制备致密六铝酸钙-尖晶石骨料，但是对材料的抗渣侵蚀和节能保温方面并未涉及。“一种轻量刚玉-尖晶石浇注料及其制备方法”(CN105236995A)专利技术，将微孔刚玉骨料和Cr2O3复合引入刚玉-尖晶石浇注料中，制品具有热导率低和抗渣侵蚀能力强的特点。“铬刚玉尖晶石浇注料及其生产方法”(CN103121851A)专利技术，同样以Cr2O3直接引入刚玉-尖晶石浇注料，虽能进一步改善材料的抗渣侵蚀和渗透性，但在生产和使用过程中不可避免会形成六价铬，不能满足绿色环保的要求，也不具有推广潜力。综合可以看出，目前公开的轻量化耐火材料还不能同时满足节能减排和抗渣侵蚀的要求。另外，在绿色环保的要求下，在钢包浇注料中直接引入Cr2O3还面临六价铬环境污染的危害。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种热导率低、强度高、抗渣侵蚀和渗透性能优良、能满足钢包内衬节能减排和绿色环保的CA6-MA-Cr2O3-Al2O3钢包内衬浇注料及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：先以65～75wt％的CA6-MA-Cr2O3-Al2O3颗粒、5～8wt％的α-Al2O3微粉、3～6wt％的铝酸钙水泥、7～10wt％的镁铝尖晶石细粉和8～12wt％的板状刚玉细粉为原料，外加所述原料0.1～0.2wt％的聚羧酸盐类减水剂，混合均匀；再外加所述原料5～6wt％的水，搅拌均匀，成型，养护2～3天，脱模，烘烤，制得CA6-MA-Cr2O3-Al2O3钢包内衬浇注料。所述CA6-MA-Cr2O3-Al2O3颗粒的制备方法是：先将60～70wt％的CA6、4～8wt％的氧化铬、10～20wt％的MA和10～15wt％的氧化铝混合，球磨4～8h，得到球磨粉；再加入所述球磨粉6～10wt％的水，造粒，制得粒径为15～20mm的预制球体，在110℃条件下烘干24～36h；再将烘干后的预制球体在1650～1750℃条件下煅烧3～8h，破碎，筛分，分别制得粒径大于等于0.1mm且小于1mm、粒径大于等于1mm且小于3mm、粒径大于等于3mm且小于5mm的CA6-MA-Cr2O3-Al2O3颗粒。所述CA6-MA-Cr2O3-Al2O3颗粒的颗粒级配是：粒径大于等于3mm且小于5mm的占CA6-MA-Cr2O3-Al2O3颗粒40～50wt％，粒径大于等于1mm且小于3mm的占CA6-MA-Cr2O3-Al2O3颗粒25～40wt％，粒径大于等于0.1mm且小于1mm的占CA6-MA-Cr2O3-Al2O3颗粒10～25wt％。所述板状刚玉细粉的粒径≤0.088mm；所述板状刚玉细粉的Al2O3含量≥99wt％。所述镁铝尖晶石细粉的粒径≤0.088mm；所述镁铝尖晶石细粉中Al2O3含量≥72wt％。所述α-Al2O3微粉的粒径≤5μm；所述α-Al2O3微粉的Al2O3含量≥99wt％。所述铝酸钙水泥中的Al2O3含量≥71wt％。所述氧化铬的Cr2O3的含量≥95wt％。所述氧化铝的Al2O3的含量≥99wt％。由于采用上述技术方案，本专利技术与现有技术相比具有如下积极效果：首先，本专利技术采用浇注的施工方式，避免了定型制品的成型和高温烧成等复杂工艺。在浇注料中采用的CA6具有六方片状晶体结构，与刚玉化学相容性好，热膨胀系数相近，且CA6在高温还原气氛下稳定，在碱性环境中也有足够的抗侵蚀能力。制备的CA6-MA-Cr2O3-Al2O3颗粒中还含有10～15wt％的Al2O3，其与基质中添加的铝酸钙水泥反应生成CA6结合相，CA6结合相的形成能进一步提高基质强度以及基质和骨料的结合，在改善制品的力学性能的同时还提高了抗渣侵蚀能力。其次，本专利技术制备的CA6-MA-Cr2O3-Al2O3颗粒有助于缓解应力集中，从而能大幅提高抗热震性。更重要的是，CA6导热系数低(1.7W/(m·K))和热膨胀系数小(8.0×10-6/℃(0～1000℃))，能够显著降低CA6-MA-Cr2O3-Al2O3颗粒的热导率，并最终降低所制备的CA6-MA-Cr2O3-Al2O3钢包内衬浇注料的热导率，实现节能的目的。再次，本专利技术为了提高CA6-MA-Cr2O3-Al2O3颗粒的抗渣侵蚀能力，在该颗粒中引入4～8wt％Cr2O3和10～20wt％MA，利用两者优异的化学稳定性和对渣中氧化物的吸收作用确保优异的抗渣侵蚀能力。另外，考虑到引入氧化铬可能面临的六价铬污染问题，将氧化铬与CA6、MA和Al2O3在高温下形成固溶作用提高三价铬的稳定性是本专利技术的另一个创新之处，从而可制备出在生产、使用和废料处理过程中六价铬含量均远低于标准的含氧化铬颗粒，满足钢包内衬浇注料抗渣侵蚀/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CA6‑MA‑Cr2O3‑Al2O3钢包内衬浇注料的制备方法，其特征在于：先以65～75wt％的CA6‑MA‑Cr2O3‑Al2O3颗粒、5～8wt％的α‑Al2O3微粉、3～6wt％的铝酸钙水泥、7～10wt％的镁铝尖晶石细粉和8～12wt％的板状刚玉细粉为原料，外加所述原料0.1～0.2wt％的聚羧酸盐类减水剂，混合均匀，再外加所述原料5～6wt％的水，搅拌均匀，成型，养护2～3天，脱模，烘烤，制得CA6‑MA‑Cr2O3‑Al2O3钢包内衬浇注料；所述CA6‑MA‑Cr2O3‑Al2O3颗粒的制备方法是：先将60～70wt％的CA6、4～8wt％的氧化铬、10～20wt％的MA和10～15wt％的氧化铝混合，球磨4～8h，得到球磨粉；再加入所述球磨粉6～10wt％的水，造粒，制得粒径为15～20mm的预制球体，在110℃条件下烘干24～36h；再将烘干后的预制球体在1650～1750℃条件下煅烧3～8h，破碎，筛分，分别制得粒径大于等于0.1mm且小于1mm、粒径大于等于1mm且小于3mm、粒径大于等于3mm且小于5mm的CA6‑MA‑Cr2O3‑Al2O3颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种CA6-MA-Cr2O3-Al2O3钢包内衬浇注料的制备方法，其特征在于：先以65～75wt％的CA6-MA-Cr2O3-Al2O3颗粒、5～8wt％的α-Al2O3微粉、3～6wt％的铝酸钙水泥、7～10wt％的镁铝尖晶石细粉和8～12wt％的板状刚玉细粉为原料，外加所述原料0.1～0.2wt％的聚羧酸盐类减水剂，混合均匀，再外加所述原料5～6wt％的水，搅拌均匀，成型，养护2～3天，脱模，烘烤，制得CA6-MA-Cr2O3-Al2O3钢包内衬浇注料；所述CA6-MA-Cr2O3-Al2O3颗粒的制备方法是：先将60～70wt％的CA6、4～8wt％的氧化铬、10～20wt％的MA和10～15wt％的氧化铝混合，球磨4～8h，得到球磨粉；再加入所述球磨粉6～10wt％的水，造粒，制得粒径为15～20mm的预制球体，在110℃条件下烘干24～36h；再将烘干后的预制球体在1650～1750℃条件下煅烧3～8h，破碎，筛分，分别制得粒径大于等于0.1mm且小于1mm、粒径大于等于1mm且小于3mm、粒径大于等于3mm且小于5mm的CA6-MA-Cr2O3-Al2O3颗粒。2.根据权利要求1所述的CA6-MA-Cr2O3-Al2O3钢包内衬浇注料的制备方法，其特征在于所述CA6-MA-Cr2O3-Al2O3颗粒的颗粒级配是：粒径大于等于3mm且小于5mm的占CA6-MA-Cr2O3-Al2O3颗粒40～50wt％，粒径大于等于1mm且小于3mm的占CA6-MA-Cr2O3-Al2O3颗粒25～40wt％，粒径大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚伟，廖宁，米顿·纳什，桑绍柏，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42