[發(fā)明專利]納米AL2O3薄膜包裹的碳-鋁尖晶石耐火澆注料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810079799.2
• 申請日: 2008-11-19
• 公開（公告）號: CN101417884A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發(fā)明（設計）人: 高樹森
• 申請（專利權）人: 高樹森
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

[技術領域]

本發(fā)明屬于耐火材料技術領域，尤其涉及一種煉鋼二次精煉整體鋼包用納米氧化鋁薄膜 包裹的碳-鋁尖晶石耐火澆注料及其制備方法。

[背景技術]

隨著潔凈鋼產(chǎn)量的增加，二次精煉技術的應用也越來越普遍，為了跟上潔凈鋼發(fā)展步伐， 二次精煉技術得到了快速發(fā)展。LF爐外精煉法是目前國內(nèi)外采用較多的一種精煉方法，其內(nèi) 襯材料采用鎂碳磚或鋁鎂碳磚砌筑鋼包是目前精煉鋼包較為普遍的一種形式。采用含磷片狀 石墨的鎂碳磚是一種性能優(yōu)良的耐火材料，在鋼包中得到廣泛應用。但是，最近幾年在煉鋼 過程中使用鎂碳磚出現(xiàn)了一些問題：磷片狀石墨高的導熱率引起隔熱效果下降，從而造成熱 損失率增加，導致鋼包爐殼變形和使用壽命降低；鎂碳磚中的碳會進入鋼水中造成鋼水增碳， 尤其是在鋼水二次精煉后，嚴重影響鋼水質量，因此，鋼鐵行業(yè)強烈要求降低鎂碳磚中的碳 含量，為此，研究人員正在重點開發(fā)碳含量少于5％的新型鎂碳磚。通過使用納米級碳顆粒及 混合碳黑，能夠將傳統(tǒng)結構基質改變?yōu)榧{米結構基質，成功地開發(fā)出了具有高抗熱震性、高 耐侵蝕性及較好隔熱性能的MgO包裹的鎂碳磚。[Shigeyuki?Takanaga.納米技術耐火材料- IIIMgO包裹鎂碳磚的開發(fā)，第九屆聯(lián)合國際耐火材料學術會議(UNTECR′05)論文選譯“國 外耐火材料科技的最新進展”P27-31]。在鎂碳磚和鋁碳磚的研究發(fā)展基礎上，研究開發(fā)了鋁 鎂碳磚和鋁尖晶石碳磚，并且在精煉鋼包中得到了普遍應用。但是，鋁鎂碳磚在二次精煉爐 中使用，其使用壽命普遍不高，存在著使用壽命偏低的問題。太鋼第四煉鋼廠180t精煉鋼包 原設計包壁使用鎂鋁碳磚、包底用鋁尖晶石碳磚，其一次平均使用壽命為75爐次左右；渣線 用鎂碳磚，一次性平均使用壽命為45爐次左右，這個使用壽命水平，在國內(nèi)LF精煉鋼包中 使用是很有代表性的水平。另一方面，采用鋁鎂碳磚和鎂碳磚砌筑鋼包，還存在施工時間長、 勞動強度大、容易造成鋼水污染等問題。所以，與二次精煉技術發(fā)展不相適應，不能滿足二 次精煉技術發(fā)展要求。與定型耐火制品相比，不定形耐火澆注料在生產(chǎn)、勞動生產(chǎn)率、施工 效率、材料消耗、改善施工條件、節(jié)約能源等方面的優(yōu)點，在國內(nèi)外都得到了迅速發(fā)展。近 年來，由于優(yōu)質高性能原料的出現(xiàn)，各種高新技術的引用，機械化新的施工方法的應用使耐 火澆注料在材質、品種、施工和應用等方面得到了迅速發(fā)展。用耐火澆注料代替耐火制品， 即使在一些極端的條件下使用也能夠完全勝任，因此對耐火澆注料性能和使用要求越來越高， 所以采用高材質、高質量耐火澆注料澆注的整體精煉鋼包成為二次精煉鋼包用耐火材料的主 要發(fā)展方向。

目前在國內(nèi)外，特別是在日本，普遍采用耐火澆注料整體鋼包技術，在整體內(nèi)襯使用材質 方面廣泛使用鋁鎂澆注料和鋁-尖晶石澆注料，從澆注料材質方面考慮，日本鋼包用澆注料， 基本上適應了二次精煉整體鋼包使用要求。但是，隨著精煉鋼種的增加，二次精煉鋼的應用 也越來越普遍，目前廣泛使用的這種類型的澆注料自身在性能上還存在一些缺點，比如包壁 用鋁鎂澆注料因渣滲透性差引起的化學侵蝕和結構剝落損壞；包底用鋁-尖晶石澆注料因抗熱 震性，特別是抗渣滲透性不適應要求引起的裂紋和剝落損毀，都是嚴重影響精煉鋼包使用壽 命的主要原因，所以從材質方面仍然顯示出鋼包使用壽命與精煉技術發(fā)展要求不相適應的局 面。[Mitsuo?Sugawara日本澆注料技術的最新進展，第九屆聯(lián)合國際耐火材料學術會議 (UNTECR′05)論文選譯“國外耐火材料科技的最新進展”P303-309]。

碳具有不易被鋼水和熔渣所濕潤、低的熱膨脹性、高的導熱率以及在高溫下長期使用不 會發(fā)生軟化，所以將碳加入到以氧化物為主的耐火澆注料中，能使結構和性能得到根本改善。 因此，目前含碳澆注料的研究與開發(fā)已成為國內(nèi)外耐火材料行業(yè)中一個十分觀注的熱點課題。 然而，在含碳澆注料的生產(chǎn)與應用中，仍然存在一系列的難題，諸如：碳的潤濕性和分散性 差的問題；碳源和高效防氧化劑的選擇問題；高溫下的氧化問題；氧化物與碳之間在熱力學 上是不穩(wěn)定的，產(chǎn)生氧化還原反應而導致組織結構劣化問題；碳的親水性、流變性、用水量 等問題，這些問題都已成為制約含碳澆注料進一步發(fā)展和應用的重大難題。因此，直到目前 含碳澆注料仍未進行工業(yè)化大生產(chǎn)和在二次精煉中得到實際應用，所以如何解決這些問題， 研發(fā)出納米AL₂O₃薄膜包裹的碳-鋁尖晶石耐火澆注料是煉鋼二次精煉技術發(fā)展的關鍵問題。

[發(fā)明內(nèi)容]