[發(fā)明專利]一種非晶鋼冶煉爐用石英質(zhì)耐火澆注料的制備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410117714.0
• 申請(qǐng)日: 2014-03-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103864447A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮海霞;柳軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鋼集團(tuán)洛陽(yáng)耐火材料研究院有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/66
• 分類號(hào): C04B35/66
• 代理公司: 洛陽(yáng)明律專利代理事務(wù)所 41118
• 代理人: 李路平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種石英質(zhì)耐火澆注料，其適用于抗熱震性苛刻，且需要具備一定抗沖刷性能的非晶鋼冶煉爐用耐火材料。

背景技術(shù)

非晶態(tài)合金的研發(fā)始于1960年P(guān).Duwez等人用熔融金屬急冷法制備Au70?Si30非晶合金薄帶。最近十年大塊非晶合金的制備及其性能研究取得了突破性的進(jìn)展，和其他金屬基大塊非晶一樣，鐵基大塊非晶得到了迅速而蓬勃的發(fā)展。當(dāng)前，一般把室溫下是非磁性且針對(duì)結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用的鐵基大塊非晶合金稱為無(wú)磁非晶鋼，簡(jiǎn)稱非晶鋼。盡管傳統(tǒng)的晶態(tài)結(jié)構(gòu)的鋼材已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)上，但大塊非晶鋼集眾多更優(yōu)異的工程性能于一身，具有更高的強(qiáng)度和硬度，更好的抗腐蝕能力，因此，在一些關(guān)鍵性的結(jié)構(gòu)和功能應(yīng)用領(lǐng)域顯示出巨大的潛力來(lái)替代晶態(tài)鋼材。

非晶鋼冶煉爐要求材料具有良好的抗沖刷性能，抗熱震性能和保溫性能。非晶鋼冶煉爐的烘烤溫度在800~1000℃，甚至更低，而出鋼時(shí)鋼液的瞬時(shí)溫度最高可達(dá)1450℃以上，鋼襯材料需要經(jīng)歷較大的抗熱震沖擊，同時(shí)鋼液也會(huì)內(nèi)襯材料造成一定的強(qiáng)沖刷。薄帶生產(chǎn)時(shí)鋼液的流動(dòng)也在時(shí)刻侵蝕、沖刷內(nèi)襯材料，因此，爐內(nèi)材料需具備良好的抗沖刷性能和抗熱震性能。一般來(lái)講，冶煉鋼液的溫度要高于非晶鋼液相線溫度T_l以上，在滿足冶煉需求的前提下，冶煉溫度越低，冶煉的生產(chǎn)成本更低。當(dāng)前冶煉熔爐內(nèi)襯材料主要為純碳化硅（SiC）質(zhì)，通常采用搗打成型制備成承鋼裝置。然而隨著冶煉工藝要求的進(jìn)一步提高以及經(jīng)濟(jì)效益的考衡，需要研發(fā)一種抗熱震性能，抗沖刷性能，保溫性能都更好，且能降低噸鋼成本的材料來(lái)替代當(dāng)前材料。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)非晶鋼冶煉爐用耐火材料提出了一種石英質(zhì)耐火澆注料。所述澆注料的原料及質(zhì)量百分比為：

骨料：???????????

熔融石英顆粒??5?mm≥粒徑＞3mm????20%-35%

熔融石英顆粒??3?mm?≥粒徑＞1mm???15%-25%

熔融石英顆粒??1?mm≥粒徑＞0.088mm??8%-15%

碳化硅顆粒?????1-0.088mm????????????8%-13%

基質(zhì)：

熔融石英細(xì)粉????88-44um???????????10%-15%

碳化硅細(xì)粉??????88-44um????????????3%-8%

а-Al₂O₃微粉??????5-0.1um????????????3%-5%

硅灰???????????????????????????????3%-5%

結(jié)合劑?????????????????????????????3%-6%

原料的總重量為100%；

減水劑為外加，減水劑的加入量為原料重量的0%-0.5%?；???????????????????

水為外加，水的加入量為原料重量的5%-10%。

本發(fā)明所述結(jié)合劑為水合氧化鋁、鋁溶膠中的一種或水合氧化鋁與鋁溶膠的組合；所述水合氧化鋁為ρ-Al₂O₃或Alphabond。

所述減水劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、聚乙二醇型縮聚物FS-20中的一種或組合。

本發(fā)明屬于以熔融石英為主原料的澆注料體系，由于熔融石英的導(dǎo)熱系數(shù)λ非常低，僅為SiC的1/50左右，賦予了材料更好的保溫性能；同時(shí)又可以降低初始鋼液的溫度，保證生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)降本增效。根據(jù)下述公式可知，R值越大，表征材料抗應(yīng)力斷裂的能力越強(qiáng)。當(dāng)其它參數(shù)一定時(shí)，降低熱膨脹系數(shù)α值，R越大，材料的抗熱震性能更好。由于熔融石英材料的熱膨脹系數(shù)較小，約有0.49-0.59×10^-6℃^-1，僅為SiC的1/10左右，該技術(shù)方案保障了石英質(zhì)澆注料具有更低的熱膨脹性，由此推斷其抗熱震性能也要優(yōu)于純碳化硅質(zhì)搗打材料。?

公式中：R——第一熱應(yīng)力斷裂抵抗因子

σ_f———材料中產(chǎn)生的熱應(yīng)力；μ——泊松比；α——熱膨脹系數(shù)；E——彈性模量