加热炉步进梁用低导热高强度六铝酸钙质浇注料制造技术

本发明专利技术公开了一种加热炉步进梁用低导热高强度六铝酸钙质浇注料，由浇注料主料和适量添加剂混合而成，其特征在于：所述浇注料主料由以下原料按质量份数组成：六铝酸钙

【技术实现步骤摘要】
加热炉步进梁用低导热高强度六铝酸钙质浇注料


[0001]本专利技术涉及加热炉用耐火材料
，具体地指一种加热炉步进梁用低导热高强度六铝酸钙质浇注料
。

技术介绍

[0002]随着我国钢铁冶金工业的不断发展，中国已成为钢铁生产大国，加热炉作为轧制前坯料加热的重要设备，已经成为为钢铁企业轧钢工序中的关键高温设备
。
热轧的能耗占钢铁冶金的
10
‑
15
％，其中约
70
‑
80
％的能耗用于钢坯加热炉
。
但是加热炉的热效率大多为
50
‑
60
％，提高加热炉的能效一直受到研究者和工程技术人员的重点关注
。
步进梁柱中的冷却水带走的热量约占总热损失的
14
‑
25
％，因此，提高加热炉步进梁包扎用耐火材料的隔热性，改进其结构性能对减少冷却水造成的热损失至关重要
。
步进梁包扎耐火浇注料在高温使用过程中会出现开裂和脱落现象，进而导致隔热衬失效
、
水冷钢管直接暴露在高温环境中，从而大幅增加水冷热损失，降低加热炉热效率
、
增加能源消耗的同时，还带来生产的安全问题
。
步进梁包扎耐火浇注料的破损原因除了材料自身强度和抗热震能力不足以及现场施工质量波动大外，从加热钢坯表面掉落的氧化铁皮会与铝硅质浇注料反应生成低熔相，特别是某些硅含量高的钢坯加热尤为显著，导致氧化铁皮铺满纵梁上表面甚至高于高温垫块，使得钢坯的压力通过氧化铁皮传递到步进梁耐火浇注料上，造成耐火浇注料的损毁
。
[0003]国内普遍应用于加热炉步进梁的包扎耐火材料为重质铝硅质浇注料，其强度较高，但热导率大
。
国标
《
轧钢加热炉用耐火浇注料
》(GB/T22590
‑
2021)
中对水冷管用浇注料的热导率也未作要求
。
国外六铝酸钙轻质原料的成本极高，虽然隔热效果不错，但其轻质浇注料耐压强度较低，并不能完全满足加热炉步进梁隔热高温防护的实际使用的要求
。
设计加热炉步进梁用低导热浇注料的难点在于如何平衡强度
、
隔热
、
抗侵蚀和施工性之间的关系
。
[0004]六铝酸钙
(CaO
·
6Al2O3，
CA6
，矿物名称：黑铝钙石，
Hibonite)
是
CaO
‑
Al2O3系中
Al2O3含量最高的铝酸钙相，其熔点高达
1875℃。
六铝酸钙具有很高的耐火度，在含铁熔渣中的溶解度低，在还原气氛中稳定性高，在碱性环境中稳定性好，对金属熔体和熔渣的润湿性低等优良性能
。
由于
CA6
材料有着大量的微米级气孔，故其热导率在高温下仍保持在较低水平，这使其成为一种独特的新型隔热耐火材料
。
再加上其优良的抗热震性和抗渣等性能，使六铝酸钙耐火材料在钢铁
、
陶瓷
、
玻璃和石化等高温工业中有广泛的应用前景
。
[0005]公开号为
CN107500747A
的专利技术专利公开了一种致密的六铝酸钙浇注料，包括以下重量百分比的原料：粒径为3～
5mm
的六铝酸钙原料
15
～
45
％，粒径为1～
3mm
的六铝酸钙原料
10
～
30
％，粒径为
0.088
～
1mm
的六铝酸钙原料0～
20
％，粒径为
0.088
～
1mm
的刚玉原料0～
20
％，粒径小于
88
μ
m
的六铝酸钙原料0～
30
％，粒径小于
88
μ
m
的烧结刚玉粉0～
30
％，
α
‑
Al2O3微粉0～
10
％，纯铝酸盐水泥5～
15
％，尖晶石0～
20
％
。
该专利技术用于钢包工作衬的制作，与
1530
‑
1620℃
钢水直接接触，在高温下反应生成的矿物相均为高熔点相，具有较高的强度和耐火度，良好的抗侵蚀
、
抗剥落性能，并且对钢液有净化作用，但是材料密度较大
、
导热系
数相对较高，且在轧钢加热炉
900
‑
1300℃
炉温下难以充分形成六铝酸钙相，难以用于加热炉步进梁隔热
。
[0006]公开号为
CN104086192A
的专利技术专利公开了一种轻质保温六铝酸钙浇注料，包括以下重量百分比的原料：粒径为3～
6mm
超轻质六铝酸钙
(
堆积密度
0.4
～
0.5g/cm3)25
～
35
％，粒径为1～
3mm
的超轻质六铝酸钙
10
～
15
％，粒径为
0.088
～
1mm
的超轻质六铝酸钙
15
～
20
％，粒径＜
88
μ
m
的超轻质六铝酸钙0～
25
％，粒径＜
88
μ
m
的刚玉细粉0～
25
％，
α
‑
Al2O3微粉0～
10
％，和纯铝酸钙水泥5～
20
％；外加入上述原料总重量的
0.12
～
0.18
％的减水剂
。
该专利技术轻质保温六铝酸钙浇注料用于钢包永久衬保温层，体积密度小
(0.22
～
0.35g/cm3)
，保温隔热性能好，但是强度较差
(2.9
～
6.2MPa)
，不能作为热态工作面长期使用，无法用于加热炉步进梁热面隔热
。
[0007]公开号为
CN114874003A
的专利技术专利公开了一种含六铝酸钙的低导热钢包永久层浇注料，其原料组成及
wt
％为：粒度
≥5mm
至＜
20mm
微孔莫来石骨料：
25
～
30
％
、
粒度
≥1mm
至＜
5mm
六铝酸钙骨料：
15
～
35
％
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种加热炉步进梁用低导热高强度六铝酸钙质浇注料，由浇注料主料和适量添加剂混合而成，其特征在于：所述浇注料主料由以下原料按质量份数组成：六铝酸钙
43
‑
87
份
、
微孔刚玉骨料0‑
20
份
、
氧化铝空心球
0.5
‑5份
、
煅烧氧化铝粉6‑
10
份
、
活性氧化铝微粉4‑9份
、
纳米氧化铝0‑1份
、
铝酸钙水泥原料
2.5
‑
12
份，且各原料的质量份数之和为
100
份；所述添加剂为减水剂和复合烧结助剂，所述减水剂占所述浇注料主料总重量的
0.05
‑
0.25
％，所述复合烧结助剂占所述浇注料主料总重量的0‑
0.5
％
。2.
根据权利要求1所述的加热炉步进梁用低导热高强度六铝酸钙质浇注料，其特征在于：所述复合烧结助剂占所述浇注料主料总重量的
0.15
％
‑
0.35
％
。3.
根据权利要求1或2所述的加热炉步进梁用低导热高强度六铝酸钙质浇注料，其特征在于：所述六铝酸钙中不同粒度颗粒的质量份数配比为：
3mm
＜粒度
≤5mm
的六铝酸钙骨料3‑
12
份，
1mm
＜粒度
≤3mm
的六铝酸钙骨料7‑
30
份，0＜粒度
≤1mm
的六铝酸钙细粉
33
‑
45
份，其中，0＜粒度
≤1mm
的六铝酸钙细粉中粒度＜
0.074mm
的六铝酸钙细粉为
18
‑
24
份；
3mm
＜粒度
≤5mm
和
1mm
＜粒度
≤3mm
的六铝酸钙骨料的体积密度均为
2.60
‑
3.05g/cm3，堆积密度均为
1.45
‑
1.60g/cm3。4.
根据权利要求3所述的加热炉步进梁用低导热高强度六铝酸钙质浇注料，其特征在于：所述六铝酸钙的原料组分及质量百分比含量为：
Al2O
3 88
‑
92
％，
CaO7
‑
11
％，
SiO2＜
0.5
％，
Fe2O3...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗巍，曹炳雷，向云畔，丁翠娇，朱善合，雷廷，杨超，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：