[發明專利]一種用于精煉鋼包工作襯的含碳澆注料

有效

• 申請號: 201410329712.8
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN104072169A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 陳俊紅;李斌;宿金棟;李曉萍;劉文娜;楊樹磊;孫秀芹;杜雨潔;閆明偉;祁圣堃
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

?本發明涉及一種用于LF精煉鋼包的工作襯含碳材料，屬于耐火材料技術領域。

背景技術

鋼包精煉是高質量鋼生產的關鍵環節，常用的精煉方式有LF精煉、RH、VD等，其中LF精煉是鋼廠使用量較高的一種精煉方式，也是對鋼包工作襯材料損毀較為嚴重的精煉工藝。如何提高耐火材料的長壽性一直是LF精煉鋼包的發展方向。

LF精煉包括電弧加熱、鋼水脫硫等工藝。由于電弧加熱，鋼水溫度較高，一般高達1650-1750℃。鋼水脫硫時常用的脫硫造渣劑有石灰、螢石等，其中螢石是熔點較低的化渣劑，對鋼包包襯耐火材料的損毀也是最嚴重的。LF精煉渣的特點就是高溫粘度非常稀，在耐火材料的滲透深度比較深，而隨著精煉渣的滲入，與耐火材料發生反應，產生溶蝕；而在溫度降低到常溫時，精煉渣又由于其中的氧化鈣含量較高而呈現粉狀，無法對耐火材料形成保護。

因此，用于LF精煉的鋼包用材料一般采用鎂碳磚等含碳材料或采用基于板狀剛玉、電熔白剛玉的鋁鎂系澆注料或剛玉尖晶石澆注料等高純體系材料。鎂碳磚及鋁鎂碳磚，含有石墨組分，鋼水和熔渣都不易潤濕，因此，鎂碳和鋁鎂碳磚等材料比較適合于LF精煉鋼包。高純鋁鎂系澆注料或剛玉尖晶石澆注料則是依靠其自身的高純性來抵抗熔渣侵蝕，但是由于精煉渣粘度較低，在鋁鎂或剛玉尖晶石中的滲透層較深，導致該體系的澆注料使用中常出現滲透層較厚、繼而變質、剝落等，或是由于熔渣與耐火材料的化學反應導致變質層的熔點降低，高溫性能變差，有地導致該高純澆注料的使用壽命大大降低。

相對鎂碳磚和鋁鎂碳磚，高純體系的鋁鎂或剛玉尖晶石澆注料的生產成本較低，現場澆注的工作襯整體性好，但是，由于不能有效抵抗熔渣的滲入，材料變質嚴重，鋁鎂及剛玉尖晶石質材料的優勢無法得到充分體現。

為抑制精煉渣在高純鋁鎂或剛玉尖晶石澆注料中的滲透，國內外曾進行過含碳的高純鋁鎂或剛玉尖晶石澆注料的研發，碳組分的引入方式主要有石墨、炭黑、瀝青等。

石墨的抗氧化性較為出色。為改善石墨在水中的潤濕性，國內外在石墨的表面處理、包覆處理等方面進行了較多工作，但由于仍然無法使石墨均勻分散于澆注料中而未取得應用。炭黑和瀝青可以較好地分散于澆注料中，也有將炭黑和瀝青引入澆注料的先例，但由于炭黑和瀝青的炭化產物都是無定型炭，極易氧化，因此，以瀝青和炭黑為碳源的澆注料都無法取得較好的使用效果。目前用于鋼水精煉的鋼包工作襯的不定形材料仍然為無碳的鋁鎂或剛玉尖晶石系材料。

發明內容

為開發一種有效抑制LF精煉渣在澆注料中的滲透，改善澆注料抗熔渣的滲透和侵蝕性能的材料，本發明的目的在于提供一種既可以使石墨在水中有效分散，又具有較好抗氧化性的含碳的鋼包包襯澆注料。?

一種精煉鋼包工作襯的含碳澆注料，其化學成分及質量百分數為：Al₂O₃?75-92%，MgO?4-20%，C?0.3-5%。

進一步的，所述精煉鋼包工作襯的含碳澆注料是由12-90%的含氧化鋁的原料，預制含碳復合料5-50%，鎂鋁尖晶石原料0-20%；3-10%的鋁酸鹽水泥、3-18%的活性氧化鋁微粉、0.10-0.15%的減水劑構成的混合料；所述精煉鋼包工作襯的含碳澆注料由顆粒料和粉料兩部分組成，且顆粒料和粉料的質量比為1:1~4:1；其中，所述含氧化鋁的原料的Al₂O₃?含量高于60%，粒度小于30mm。

進一步的，所述精煉鋼包工作襯的含碳澆注料中的碳組分是以預先制備好的含碳復合料的形式引入的，所述含碳復合料包括含碳復合顆粒和含碳復合粉體，其中，所述含碳復合顆粒的粒徑小于5mm。

優選的，所述精煉鋼包工作襯的含碳澆注料的顆粒料的成分和質量百分數配比為：含氧化鋁的原料的顆粒料30~75%、預制的含碳復合顆粒料5~60%、鎂鋁尖晶石顆粒料0~35%；且各種顆粒粒徑均小于5mm。所述精煉鋼包工作襯的含碳澆注料的粉料的成分和質量百分數配比包括：預制的含碳復合粉10~45%，含氧化鋁的原料粉20~70%，氧化鋁活性微粉為10~25%，純鋁酸鹽水泥為0~15%，硅微粉為2~10%，鎂鋁尖晶石0~30%，氧化鎂0~20%，分散劑3~10%、防爆劑0.05~0.5%；細粉粒度為200目。所述的含氧化鋁的原料是高鋁礬土、棕剛玉、亞白剛玉、白剛玉、燒結剛玉中的一種或幾種。