一种高成型强度的钢包无碳砖及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高成型强度的钢包无碳砖及其制备方法，无碳砖是由下列重量份数的原料制备而成：烧结板状刚玉或电熔白刚玉60～85份、电熔二钙镁砂3～10份、烧结镁铝尖晶石10～24份、复合助结合剂2～7份、复合氧化物添加剂1～5份、复合金属添加剂1～5份、硅烷偶联剂表面改性剂溶液1～5份、无碱短切玻璃纤维0.05～0.5份、结合剂溶液2～8份。本发明专利技术通过优化无碳砖生产工艺，优化结合剂系统组成，引入增强增韧措施，保证无碳砖成型出模后半成品坯体，获得类似树脂结合一样的高强度，坯料成型出模外观良好，边角整齐，不仅适合人工搬运，也适合机械手搬运，为无碳砖的全自动无人化生产提供保证。证。证。

【技术实现步骤摘要】
一种高成型强度的钢包无碳砖及其制备方法


[0001]本专利技术涉及钢铁冶炼中精炼钢包包壁无碳砖耐材领域，尤其涉及一种高成型强度的钢包无碳砖及其制备方法。

技术介绍

[0002]精炼钢包工作衬用无碳砖，是钢厂目前冶炼纯净钢(如低碳钢、超低碳钢等)用无碳钢包必备的新的功能型耐火材料，一般由优质氧化铝质材料，如烧结刚玉、或电熔刚玉、烧结尖晶石或电熔尖晶石，镁质材料、添加剂和结合剂机压制成。与另一种无碳钢包用浇注料或预制块相比，生产效率高，成本低，外形尺寸优良，尤其是现场施工方便，对施工环境要求比较低，因此近年来在我国北方的钢厂得到了普遍应用，个别南方钢厂也有应用。
[0003]由于钢包无碳砖应用的结合剂，基本上历经卤化物
‑
树脂
‑
络合物(溶胶)
‑
有机溶液结合剂的发展，其中树脂结合的无碳砖强度较高，但由于树脂结合剂在无碳砖中残留2％左右的固定碳，因此钢厂不认为它是真正的无碳砖，因此推广较难，而其他几种结合剂，虽然基本不含固定碳，但是成型强度较低，导致成品收得率低，外形效果不佳，对现有技术中几种不同结合剂的无碳砖进行测试(结果见表1)，除了树脂结合，其他方式结合的无碳砖，成型出模后强度都在10MPa左右，外观质量很差，人工搬运须小心翼翼，更谈不上采用机械手实现自动化。因此在不考虑树脂做结合剂的前提下，寻找一种使成型后无碳砖坯体获得较高强度的方案和方法，势在必行。
[0004]表1
[0005]无碳砖结合剂种类成型后坯体耐压强度，MPa干燥后坯体耐压强度，MPa卤化物(MgCl2，MgSO4)结合剂无碳砖14.645.9树脂结合剂无碳砖40.3
‑
45.670.6
‑
77.8铝溶胶结合剂无碳砖13.839.8纤维素溶液结合剂无碳砖8.940.2
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种高成型强度的钢包无碳砖及其制备方法，通过优化无碳砖生产工艺，优化结合剂系统组成，以及引入增强增韧措施，以保证新的无碳砖成型出模后半成品坯体，获得类似树脂结合一样的高强度，坯体由于具有良好的强度，成型出模外观良好，边角整齐，不仅适合人工搬运，也适合机械手搬运，为无碳砖的全自动无人化生产提供保证。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
[0008]一种高成型强度的钢包无碳砖，所述无碳砖是由下列重量份数的原料制备而成：烧结板状刚玉或电熔白刚玉60～85份、电熔二钙镁砂3～10份、烧结镁铝尖晶石10～24份、复合助结合剂2～7份、复合氧化物添加剂1～5份、复合金属添加剂1～5份、硅烷偶联剂表面
改性剂溶液1～5份、无碱短切玻璃纤维0.05～0.5份、结合剂溶液2～8份。
[0009]所述复合助结合剂为a
‑
氧化铝微粉、二氧化硅微粉和煅烧氧化铝微粉的混合物，其中：a
‑
氧化铝微粉：二氧化硅微粉：煅烧氧化铝微粉＝(1～8)：(0.2～2)：(1～8)。
[0010]所述复合氧化物添加剂为混合稀土氧化物、氧化铬粉和氧化钇稳定氧化锆中两种以上的混合物，混合物中混合稀土氧化物：氧化铬粉：氧化钇稳定氧化锆＝(0～2)：(0～4)：(0～4)。
[0011]所述复合金属添加剂为氮化硅铁粉、铝钛合金粉和二硼化钛中两种以上的混合物，其中：氮化硅铁粉：铝钛合金粉：二硼化钛粉＝(0～2)：(0～4)：(0～4)。
[0012]所述结合剂溶液为羟乙基甲基纤维素和聚醚酰亚胺(简称PEI)的混合物，其中羟乙基甲基纤维素：PEI＝(0.1～2)：(0.1～1)。
[0013]所述烧结板状刚玉或电熔白刚玉中：小于等于6mm大于等于3mm的颗粒占20～25份、小于3mm大于等于1mm的颗粒占20～25份、小于1mm大于等于0.088mm的细粉颗粒占10～15份、200目细粉占5～10份、325目细粉占5～10份。
[0014]所述电熔二钙镁砂中MgO含量为97wt％～98wt％；电熔二钙镁砂的粒度占比为：粒度为1～0.088mm部分占1～5份，粒度小于0.088mm部分占2～5份。
[0015]所述烧结镁铝尖晶石中：粒度为1～0.088mm部分占5～12份，粒度小于0.074mm部分占5～12份。
[0016]几种主要原材料技术参数及采购见表2；
[0017]表2
[0018][0019]一种所述的高成型强度的钢包无碳砖的制备方法，包括如下步骤：
[0020]步骤一，对主材骨料部分进行表面性能改性：
[0021]1)配制表面改性剂溶液：表面改性剂溶液的配制原料按重量百分比计为：45％～60％的硅烷偶联剂KH
‑
560、10％～20％的丙醇、10％～20％的乙醇、20％～35％的30～50℃纯净水；将上述原料放入1000型搅拌桶搅拌，10
‑
15min，直至均匀，出料装入洁净的容器，封闭待用，做好防火防护；
[0022]2)对骨料进行表面改性：也就是增黏性处理，先将烧结板状刚玉或电熔白刚玉小于等于6mm大于等于3mm的颗粒、烧结板状刚玉或电熔白刚玉小于等于3mm大于等于1mm的颗粒的两种骨料放入搅拌机搅拌，约2
‑
4min，直至均匀，再一次性加入表面改性剂溶液，再次湿混3
‑
5min，出料装入晾干装置，可辅助轴流风机强化空气流通，促进晾干效果，之后用6mm、3mm的振动筛进行筛分，通过筛分将粘接的颗粒分开，筛上料反复振动筛分，直至合格，分别装入吨袋，按6
‑
3mm，3
‑
1mm区分标注，封闭待用，做好防火防护；选用强制式750搅拌机作为混合设备。
[0023]步骤二，生产复合添加剂：
[0024]1)生产复合助结合剂：选用1000型双螺旋锥形混合机作为混合设备，将a
‑
氧化铝微粉、二氧化硅微粉和煅烧氧化铝微粉一次性放入混合机混合，先混合约10min，停机，将出料口部位没有混合均匀的物料放出(约20公斤)，并将这20公斤料再次放入混合机中，再次
开机二次混合10
‑
20min，直至均匀，出料装入吨袋，封闭待用；
[0025]2)生产复合氧化物添加剂：选用1000型双螺旋锥形混合机作为混合设备，将复合氧化物添加剂的原料一次性放入混合机混合，先混合约10min，停机，将出料口部位没有混合均匀的物料放出(约20公斤)，并将这20公斤料再次放入混合机中，再次开机二次混合10
‑
20min，直至均匀，出料装入吨袋，封闭待用；
[0026]3)生产复合金属添加剂：选用1000型双螺旋锥形混合机作为混合设备，将复合金属添加剂的原料一次性放入混合机混合，先混合约10min，停机，将出料口部位没有混合均匀的物料放出(约20公斤)，并将这20公斤料再次放入混合机中，再次开机二次混合10
‑
20mi本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高成型强度的钢包无碳砖，其特征在于，所述无碳砖是由下列重量份数的原料制备而成：烧结板状刚玉或电熔白刚玉60～85份、电熔二钙镁砂3～10份、烧结镁铝尖晶石10～24份、复合助结合剂2～7份、复合氧化物添加剂1～5份、复合金属添加剂1～5份、硅烷偶联剂表面改性剂溶液1～5份、无碱短切玻璃纤维0.05～0.5份、结合剂溶液2～8份。2.根据权利要求1所述的一种高成型强度的钢包无碳砖，其特征在于，所述复合助结合剂为a
‑
氧化铝微粉、二氧化硅微粉和煅烧氧化铝微粉的混合物，其中：a
‑
氧化铝微粉：二氧化硅微粉：煅烧氧化铝微粉＝(1～8)：(0.2～2)：(1～8)。3.根据权利要求1所述的一种高成型强度的钢包无碳砖，其特征在于，所述复合氧化物添加剂为混合稀土氧化物、氧化铬粉和氧化钇稳定氧化锆中两种以上的混合物，混合物中混合稀土氧化物：氧化铬粉：氧化钇稳定氧化锆＝(0～2)：(0～4)：(0～4)。4.根据权利要求1所述的一种高成型强度的钢包无碳砖，其特征在于，所述复合金属添加剂为氮化硅铁粉、铝钛合金粉和二硼化钛中两种以上的混合物，其中：化硅铁粉：铝钛合金粉：硼钛合金粉＝(0～2)：(0～4)：(0～4)。5.根据权利要求1所述的一种高成型强度的钢包无碳砖，其特征在于，所述结合剂溶液为羟乙基甲基纤维素和聚醚酰亚胺的混合物，其中羟乙基甲基纤维素：聚醚酰亚胺＝(0.1～2)：(0.1～1)。6.根据权利要求1所述的一种高成型强度的钢包无碳砖，其特征在于，所述烧结板状刚玉或电熔白刚玉中：小于等于6mm大于等于3mm的颗粒占20～25份、小于3mm大于等于1mm的颗粒占20～25份、小于1mm大于等于0.088mm的细粉颗粒占10～15份、200目细粉占5～10份、325目细粉占5～10份。7.根据权利要求1所述的一种高成型强度的钢包无碳砖，其特征在于，所述电熔二钙镁砂中MgO含量为97wt％～98wt％；电熔二钙镁砂的粒度占比为：粒度为1～0.088mm部分占1～5份，粒度小于0.088mm部分占2～5份。8.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙逊，李瑞鹏，刘亚茹，陈百杨，王玉清，张季泽，冯冠吉，
申请(专利权)人：鞍山钢铁冶金炉材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：