一种钢水不浸润的铝硅铬质透气元件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钢水不浸润的铝硅铬质透气元件及其制备方法。铝硅铬质透气元件包括板状本体，由以下质量百分比的原料通过机压成型得到，设置锯齿状通气结构：复相刚玉颗粒51％～72％，锆刚玉1％～10％，莫来石颗粒7％～18％，氧化铝微粉10％～20％，氧化铬微粉1％～6％，结合剂1％～3％。本发明专利技术不采用水泥，成型方式为机压成型，基质细粉部分为较纯净的氧化铝一元体系，极大减少透气元件在高温状态低融相的产生，具有显著较低的气孔率。该透气元件有高强度和优良的热震稳定性能和抗钢水浸润性能，解决了传统透气砖热震稳定性差导致砖芯断裂制约服役寿命，易受钢水浸润而导致狭缝堵塞透气砖底吹不通等问题。堵塞透气砖底吹不通等问题。堵塞透气砖底吹不通等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种钢水不浸润的铝硅铬质透气元件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及耐火材料
，具体涉及一种钢水不浸润的铝硅铬质透气元件及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着钢材品种开发的深入，特别是低碳钢、超低碳钢和各种合金钢、特种钢的开发，对钢包精炼提出了更严苛的要求。
[0003]透气砖是钢水精炼底吹氩工艺的关键功能耐火材料。氩气经由透气砖吹入钢包搅拌钢水，起到传质和传热等作用，均化钢水的温度和成分，并通过气泡泵原理，去除钢液中的气体和非金属夹杂物。
[0004]目前常规透气砖材质(浇注成型铬刚玉质砖芯)，在使用过程中因承受反复冷热冲击，而发生砖芯断裂，同时钢水渗入狭缝导致吹氩失败等现象，严重影响透气砖的吹通率，影响透气砖精炼效果。
[0005]公开号为CN 112897994 A的专利说明书公开了一种可作为透气砖基础原料的刚玉尖晶石复相材料制备方法，该刚玉尖晶石复相材料的各原料组成的粒径均小于0.2mm。
[0006]现有技术的透气砖浇注料材质通常采用水泥作为结合剂，水泥中含有氧化钙和氧化铝，加水搅拌后浇注成型。例如，公开号为CN 107188576 A的专利说明书公开了一种高强透气抗急冷耐火浇注料，以莫来石为主要原料之一，添加锆刚玉废砖块和CA
‑
75纯铝钙水泥。
[0007]水泥作为浇注料材质的结合剂具有良好的施工性能，并且水泥结合铬刚玉质透气砖取得了优良的使用效果。但是该材质体系由于水泥中氧化钙的引入，在使用过程中产生大量的低融相，导致砖芯断裂，以及钢水浸润性增大而导致钢水渗入狭缝导致吹氩失败等，严重影响了透气砖使用寿命。随着对透气砖性能要求的提升，需要开发具有更优良使用寿命和吹通率的透气砖材质。

技术实现思路

[0008]为了解决传统透气砖热震稳定性差导致砖芯断裂制约服役寿命，易受钢水浸润而导致狭缝堵塞透气砖底吹不通等问题，本专利技术提供了一种不含有水泥的铝硅铬质材质，具有良好的热震稳定性能和抗钢水浸润性能，所制备的透气元件具有良好的吹通率(可以实现免烧氧操作)和显著增加的使用寿命。
[0009]具体技术方案如下：
[0010]一种钢水不浸润的铝硅铬质透气元件，所述钢水不浸润的铝硅铬质透气元件包括板状本体，由以下质量百分比的原料通过机压成型得到，设置锯齿状通气结构：
[0011][0012]所述复相刚玉颗粒的粒度大于0.088mm且小于5mm；
[0013]所述复相刚玉颗粒中的主要物相为75wt％～95wt％的刚玉相和5wt％～12wt％的铝镁尖晶石相；
[0014]所述锆刚玉以粒度≤0.088mm的细粉形式加入，或者，以粒度大于0.088mm且小于5mm的颗粒和粒度≤0.088mm的细粉混合形式加入；
[0015]所述莫来石颗粒的粒度大于0.088mm且小于5mm；
[0016]所述结合剂为磷酸、磷酸二氢铝、PVA(聚乙烯醇)、木质素磺酸钙中的一种或两种以上；
[0017]所述钢水不浸润的铝硅铬质透气元件1600℃
×
3h抗折强度大于35MPa，1600℃
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3h耐压强度大于150MPa。
[0018]本专利技术采用特定的复相刚玉颗粒为骨料，无尖晶石细粉，骨料中特定比例的刚玉相和铝镁尖晶石相复相结构为材料整体提供了良好的强度和抵抗裂纹扩展能力，引入特定量的莫来石颗粒和锆刚玉颗粒，利用莫来石的针状晶体结构和锆刚玉晶相转变形成的微裂纹，为材料提供优良的热震稳定性能，解决砖芯在使用过程中因冷热冲击造成的断裂。并且，本专利技术不采用水泥做结合剂，成型方式由常规浇注成型调整为机压成型，基质细粉部分为较纯净的氧化铝，不引入传统透气砖材质中惯用的氧化钙，极大减少透气元件在高温状态低融相的产生。同时，本专利技术采用机压成型，相较于传统透气砖材质，具有显著较低的气孔率。这些因素耦合作用，赋予了该透气元件高强度和优良的热震稳定性能和抗钢水浸润性能。
[0019]在一优选例中，所述的钢水不浸润的铝硅铬质透气元件中，氧化铝含量60wt％～90wt％，氧化硅含量1wt％～10wt％，氧化铬含量1wt％～6wt％，氧化锆含量1wt％～5wt％。
[0020]在一优选例中，所述的钢水不浸润的铝硅铬质透气元件，所述复相刚玉颗粒中Al2O3含量≥94.0wt％，MgO含量≤5wt％，Al2O3+MgO含量≥98.5wt％。
[0021]在一优选例中，所述的钢水不浸润的铝硅铬质透气元件，所述锆刚玉中Al2O3含量≥70.0wt％，ZrO2含量≥20.0wt％。
[0022]在一优选例中，所述的钢水不浸润的铝硅铬质透气元件，所述莫来石颗粒为70级高纯电熔莫来石或烧结莫来石中的一种或两种。
[0023]在一优选例中，所述的钢水不浸润的铝硅铬质透气元件，所述氧化铝微粉为中位粒径D50为0.5～1μm、1～2μm、4～5μm煅烧氧化铝微粉中的一种或两种以上。
[0024]在一优选例中，所述的钢水不浸润的铝硅铬质透气元件，所述氧化铬微粉中Cr2O3含量≥98.0wt％，中位粒径D50≤10μm。
[0025]一种优选的钢水不浸润的铝硅铬质透气元件，所述钢水不浸润的铝硅铬质透气元件包括板状本体，由以下质量百分比的原料通过机压成型得到，设置锯齿状通气结构：
[0026][0027]所述复相刚玉颗粒的粒度大于0.088mm且小于5mm；
[0028]所述复相刚玉颗粒中的主要物相为75wt％～95wt％的刚玉相和5wt％～12wt％的铝镁尖晶石相；
[0029]所述复相刚玉颗粒中Al2O3含量≥94.0wt％，MgO含量≤5wt％，Al2O3+MgO含量≥98.5wt％；
[0030]所述锆刚玉以粒度≤0.088mm的细粉形式加入；
[0031]所述锆刚玉中Al2O3含量≥70.0wt％，ZrO2含量≥20.0wt％；
[0032]所述莫来石颗粒的粒度大于0.088mm且小于5mm；
[0033]所述莫来石颗粒为Al2O3含量≥70.0wt％的电熔莫来石；
[0034]所述氧化铝微粉为D50为2μm的活性氧化铝微粉；
[0035]所述氧化铬微粉中Cr2O3含量≥98.0wt％，中位粒径D50≤10μm；
[0036]所述结合剂为PVA。
[0037]上述优选的一种钢水不浸润的铝硅铬质透气元件，具有更为优异的热震稳定性(水冷热震断裂次数为12次)和抗渣性能，同时仍能维持高机械强度，1600℃
×
3h抗折强度大于35MPa，1600℃
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3h耐压强度大于150MPa。
[0038]本专利技术还提供了所述的钢水不浸润的铝硅铬质透气元件的制备方法，包括：先将除结合剂外的所有原料混合均匀，再加入结合剂，混合均匀后采用机压成型，制得透气元件本体，经1600℃以上高温烧成后，在透气元件本体单面上机加工获得多条锯齿状通气槽。
[0039]在一优选例中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢水不浸润的铝硅铬质透气元件，其特征在于，所述钢水不浸润的铝硅铬质透气元件包括板状本体，由以下质量百分比的原料通过机压成型得到，设置锯齿状通气结构：所述复相刚玉颗粒的粒度大于0.088mm且小于5mm；所述复相刚玉颗粒中的主要物相为75wt％～95wt％的刚玉相和5wt％～12wt％的铝镁尖晶石相；所述锆刚玉以粒度≤0.088mm的细粉形式加入，或者，以粒度大于0.088mm且小于5mm的颗粒和粒度≤0.088mm的细粉混合形式加入；所述莫来石颗粒的粒度大于0.088mm且小于5mm；所述结合剂为磷酸、磷酸二氢铝、PVA、木质素磺酸钙中的一种或两种以上；所述钢水不浸润的铝硅铬质透气元件1600℃
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3h抗折强度大于35MPa，1600℃
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3h耐压强度大于150MPa。2.根据权利要求1所述的钢水不浸润的铝硅铬质透气元件，其特征在于，所述钢水不浸润的铝硅铬质透气元件中，氧化铝含量60wt％～90wt％，氧化硅含量1wt％～10wt％，氧化铬含量1wt％～6wt％，氧化锆含量1wt％～5wt％。3.根据权利要求1所述的钢水不浸润的铝硅铬质透气元件，其特征在于，所述复相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉龙，曹亚平，魏国平，刘光平，沈明科，尹明强，
申请(专利权)人：浙江自立高温科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：