一种钢包用耐高温保温永久衬制造技术

本发明专利技术公开了一种钢包用耐高温保温永久衬，原始料为刚玉、空心球、纤维类材料、氧化铝微粉、氧化硅微粉、纯铝酸钙水泥和膨胀性原料；本发明专利技术这种高温节能钢包永久衬，解决钢包永久衬不耐高温、浪费能源的问题，提高永久衬材料的耐火性能，良好的绝热性能赋予材料低热导率，减少钢水降温幅度，杜绝钢壳变形，可短时间代替工作衬，降低钢水穿包的危险，确保设备及人员安全，同时能使工作衬残存厚度大幅减少，充分发挥工作衬的性能，减少工作衬的使用量及修衬次数，延长钢包使用寿命，节约自然资源和能源，提高经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种钢包用耐高温保温永久衬
本专利技术涉及钢铁冶炼钢包用永久衬材料，尤其涉及一种钢包用耐高温保温永久衬。
技术介绍
目前钢铁冶炼用钢包主要由永久层和工作层组成，工作衬主要是刚玉尖晶石浇注料或砖组成，渣线部位采用镁碳砖或铝镁碳砖，工作层可以采用套浇工艺延长使用寿命，减少工作衬用量。永久衬一般采用矾土低水泥浇注料或黏土砖，不能接触钢水，由于采用材料无论纯度及质量都较低、耐火性能差，当工作衬残余较少时容易造成永久衬过烧熔化，进而烧穿钢包，造成穿包事故，钢铁行业每年都有企业出现穿包造成设备损坏和人员损伤，存在安全隐患。现有钢包永久衬材料存在如下问题：1、耐火度低、存在安全隐患。现有材料主要是矾土浇注料或粘土砖，矾土作为一种天然原料通常伴生有铁矿石、黏土、石灰岩及云母等低熔点矿物，这些材料通过煅烧有一部分残留在矾土熟料中，为了提高矾土浇注料的强度及流动性而加入的矾土水泥和硅灰，造成耐火性能降低，高温下出现过烧收缩，当永久衬接触1650℃钢水时高温会烧穿永久衬，产生穿包事故，造成人员伤亡和设备损毁，存在极大的安全隐患。2、导热系数大，节能效果差。钢包永久衬矾土浇注料通常使用低水泥浇注料，加入硅灰降低水泥加入量，提高流动性，硅灰微米还可以充填在颗粒微孔中，增加材料的致密性，赋予材料高的强度和密度，满足材料在钢包中的使用条件，但高的致密度带来导热系数高、导热性增加，当工作衬变薄时致使外部钢壳温度过高甚至发红，产生机械形变，引起衬体材料和钢壳剥离，产生危险，引发重大事故，同时还会引起钢水降温过快，影响后续工艺，产生额外费用，增加企业的生产成本。3、修炉周期短、材料用量大、增加生产成本。由于黏土砖耐火度低，不能和钢水（1650℃）接触，为安全考虑，当工作衬残余厚度达到一定极限时，必须要拆掉工作衬重新砌筑或套浇，造成修补周期较短，同时拆掉的工作衬报废成为垃圾，增加工作衬的用料量，企业生产成本增高。浇注料作为工作衬使用到一定厚度后，必须打掉粘渣的工作衬进行套浇，破坏了永久衬浇注料的整体性，会产生破损和裂纹，增加钢水穿包的风险，因为永久衬存在的硬伤造成工作衬只能使用一部分，还有一部分浪费掉了，增加了企业的生产成本，工人劳动强度随之增加，影响企业的经济效益。因此，改进钢包永久衬质量、提高使用温度、节能环保是钢铁企业的迫切要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种钢包用耐高温保温永久衬，为解决现有钢包永久衬存在的不耐高温、导热系数大、浪费能源诸多问题，降低钢包穿包风险，本专利技术这种钢包用耐高温保温永久衬提高了使用温度，可达1700℃，导热系数低，满足钢包永久衬的要求，可短时间代替工作衬，减少工作衬的使用量及修衬次数，节能环保，降低企业生产成本。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案为：一种钢包用耐高温保温永久衬，原始料为刚玉、空心球、纤维类材料、氧化铝微粉、氧化硅微粉、纯铝酸钙水泥和膨胀性原料，原始料加入的重量份数为：刚玉，3-5mm粒度的10-25份，1-3mm粒度的5-15份，0-1mm粒度的0-10份，200目的5-15份；空心球，1-3mm粒度的0-10份，﹤1.0mm粒度的15-25份；纤维类材料5-12份；氧化铝微粉﹤5.0um粒度的5-8份、氧化硅微粉﹤1.0um粒度的0-5份，﹤150nm粒度的0-5份，纯铝酸钙水泥180目的0-12份，﹤0.074mm粒度的0-10份；膨胀性原料﹤0.1mm粒度的2-5份；引起型高效分散剂加入比例为原始料总重量的0.1-1.2%。本专利技术的这种粒度配比，可以保证材料在高温条件下，更好完全形成刚玉和六铝酸钙高温相，耐火性能和荷重软化温度不降低，从而确保使用的安全。其中，刚玉采用电熔白刚玉、亚白刚玉、致密刚玉、锆刚玉和板状刚玉中的一种或两种以上。其中，电熔白刚玉：Al2O3≥98％，R2O≤0.3％，体积密度≥3.80g/cm3；亚白刚玉：Al2O3≥96％，密度≥3.7g/cm3，不粉化酸洗过；致密刚玉：Al2O3≥98％，C≤0.14％，密度≥3.6g/cm3；锆刚玉：ZrO2≤33％，R2O≤0.7％；板状刚玉：Al2O3≥99.5％，Fe2O3≤0.05％，密度≥3.6g/cm3。其中，空心球采用氧化铝空心球、氧化锆空心球中的一种或两种；其中氧化铝空心球：Al2O3≥98％，R2O≤0.4％，破碎率≤5％；氧化锆空心球：ZrO2≥92％，稳定率≥70％，破碎率≤5％。其中，纤维类材料为多晶莫来石纤维、多晶氧化铝纤维和氧化锆纤维中的一种或两种以上；不能使用C和SiC纤维，防止钢水增碳和氧化降低强度；本专利技术要求纤维长径比大于5，因为这样才能保证破坏时产生拔出功和裂纹桥联作用，形成耦合机制，提高强度和韧性。纤维类材料为采用短切纤维，无团聚和缠绕成球；多晶莫来石纤维：Al2O3≥75％，纤维直径2.7um；多晶氧化铝纤维：Al2O3≥95％，纤维直径5um；氧化锆纤维：ZrO2y2O3≥99％，纤维直径﹤8um；其中，氧化铝微粉：Al2O3≥98％，d50≤5.0um，双峰或多峰活性。其中，氧化硅微粉采用纳米级硅灰，非疏水型，SiO2≥97％，d50=100-150nm；其中，纯铝酸钙水泥：Al2O3≥68％，存放期不超过三个月，采用粒度为多峰分布，以提高后期强度；其中，引起型高效分散剂为聚羧酸、烷基磺酸盐、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、FDN、乳酸铝中的一种或两种以上。引起型高效分散剂可以提高气孔率和流动性。其中FDN为一种市场销售高效减水剂，学名萘磺酸盐甲醛，建筑行业常用减水剂。其中，膨胀性原料为耐高温的硅线石，硅线石高温产生膨胀，生成莫来石和石英，石英和刚玉粉料反应生成二次莫来石，抵消高温烧成产生的收缩，不降低气孔率，保证导热性不增加，要求Al2O3≥58％，粒度0.1-0.05mm，太细作用有限，Fe2O3≤0.6％。本专利技术的生产和施工按照一般浇注料工艺即可。本专利技术为了提高永久衬材料材质等级，使用刚玉材料替代矾土材料，降低浇注料水泥的含量，提高水泥等级，以纯铝酸钙水泥代替一般的矾土水泥；用高纯硅灰取代一般硅灰，使之形成更多高温结晶相，减少高温玻璃相，提高永久衬材料的耐火性能，可以短时间代替工作衬，充分使用工作衬，减少残留量，节约原料成本。本专利技术添加氧化铝、氧化锆空心球是为了减轻材料比重、提供封闭气孔，降低材料导热率，减少钢水热量损失和界面应力，同时延长工作衬使用寿命。本专利技术引入纤维类材料一方面减少体积密度隔断传热路径，减少因传导造成的热损失，保持钢水温度恒定，降低工序成本；另一方面通过纤维增强机制，产生桥联，增加断裂表面能和拔出功，提高材料的强度和韧性，避免产生贯穿型裂纹，杜绝钢水渗漏风险，提高安全等级。本专利技术利用空心球和高温纤维复合可以减轻钢包永久衬的重量，降低热导率，减少钢水降温幅度和热损失，提高冶炼效率优化工艺，增加经济效益。本专利技术优化细粉部分颗粒配比，杜绝紧密堆积，形成多孔结构材料，同时保证强度和韧性，降低材料导热系数，节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢包用耐高温保温永久衬，其特征在于：原始料为刚玉、空心球、纤维类材料、氧化铝微粉、氧化硅微粉、纯铝酸钙水泥和膨胀性原料，原始料加入的重量份数为：刚玉，3-5mm粒度的10-25份，1-3mm粒度的5-15份，0-1mm粒度的0-10份，200目的5-15份；空心球，1-3mm粒度的0-10份，﹤1.0mm粒度的15-25份；纤维类材料5-12份；氧化铝微粉﹤5.0um粒度的5-8份、氧化硅微粉﹤1.0um粒度的0-5份，﹤150nm粒度的0-5份，纯铝酸钙水泥180目的0-12份，﹤0.074mm粒度的0-10份；膨胀性原料﹤0.1mm粒度的2-5份；引起型高效分散剂加入比例为原始料总重量的0.1-1.2%。/n

【技术特征摘要】
1.一种钢包用耐高温保温永久衬，其特征在于：原始料为刚玉、空心球、纤维类材料、氧化铝微粉、氧化硅微粉、纯铝酸钙水泥和膨胀性原料，原始料加入的重量份数为：刚玉，3-5mm粒度的10-25份，1-3mm粒度的5-15份，0-1mm粒度的0-10份，200目的5-15份；空心球，1-3mm粒度的0-10份，﹤1.0mm粒度的15-25份；纤维类材料5-12份；氧化铝微粉﹤5.0um粒度的5-8份、氧化硅微粉﹤1.0um粒度的0-5份，﹤150nm粒度的0-5份，纯铝酸钙水泥180目的0-12份，﹤0.074mm粒度的0-10份；膨胀性原料﹤0.1mm粒度的2-5份；引起型高效分散剂加入比例为原始料总重量的0.1-1.2%。


2.根据权利要求1所述的一种钢包用耐高温保温永久衬，其特征在于：空心球采用氧化铝空心球、氧化锆空心球中的一种或两种；其中氧化铝空心球：Al2O3≥98％，R2O≤0.4％，破碎率≤5％；氧化锆空心球：ZrO2≥92％，稳定率≥70％，破碎率≤5％。


3.根据权利要求1所述的一种钢包用耐高温保温永久衬，其特征在于：纤维类材料为多晶莫来石纤维、多晶氧化铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：李要现，化人杰，
申请(专利权)人：河南好运祥耐材有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41