[發明專利]一種潔凈鋼冶煉用氧化鈣質材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410405430.1
• 申請日: 2014-08-18
• 公開（公告）號: CN104177100A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 魏耀武;葉昌松;姜亞清
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明屬于氧化鈣質材料技術領域。尤其涉及一種潔凈鋼冶煉用氧化鈣質材料及其制備方法。

背景技術

根據鋼鐵工業“十二五”規劃中有關創新發展的要求，國家將加大特殊鋼產品升級開發的力度，努力替代進口和滿足國內裝備制造業提升的新增市場需求。因而，在鋼鐵冶煉過程中嚴格控制鋼水質量就顯得尤為重要。中間包是鋼水連鑄前最后一個盛鋼水的容器，其工作層耐火材料的組成、結構和性能對于保證鋼水的質量具有重要意義。

現有的中間包工作襯多數為涂料，主要是由鎂砂、軟質粘土、氧化硅微粉、硅酸鈉、紙纖維和三聚磷酸鈉等組成。由于施工時加水量在20wt%左右，故在使用初期常出現裂紋和剝落現象，進而增加了鋼中的氧化物夾雜量。同時，在連鑄過程中，由于軟質粘土、氧化硅微粉、硅酸鈉等礦物原料屬于酸性氧化物，對鋼水的供氧潛能高，會持續增加鋼水中的總氧含量；其次，涂料中使用的三聚磷酸鈉等磷酸鹽礦物在和鋼水接觸過程中會增加鋼中磷的含量，不利于鋼質量的提高；再者，鎂砂的主要化學成分是氧化鎂，它對鋼水中的夾雜物吸附能力不強。總之，現有中間包涂料的礦物組成和制備工藝已無法滿足越來越苛刻的潔凈鋼冶煉的需要。

發明內容

本發明旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種雜質含量低、強度適合、對鋼水的總氧含量幾乎沒有影響和能吸附鋼中氧化物夾雜的潔凈鋼冶煉用氧化鈣質材料。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：將35~40wt%的石灰石顆粒、30~35wt%的石灰石細粉、8~22wt%的鎂鋁溶膠和5~20wt%的混合料混合，攪拌均勻，涂抹或澆注成型，即得潔凈鋼冶煉用氧化鈣質材料。?

其中：所述石灰石顆粒的粒徑為7~0.1mm；所述石灰石細粉的粒徑為0.05~100μm；所述混合料是按氧化鋁微粉︰鎂砂細粉︰木質素磺酸鈣的質量比為10︰(3~5)︰(0.7~1.5)混合而成。

所述石灰石顆粒的CaCO₃含量≥92wt%。

所述石灰石細粉的CaCO₃含量≥92wt%。

所述鎂鋁溶膠中的鎂︰鋁的摩爾比為1︰(0.4~2.2)。

所述氧化鋁微粉中的Al₂O₃含量≥98wt%，粒徑為1~20μm。

所述鎂砂細粉中的MgO含量≥95wt%。

由于采用上述技術方案，本發明與現有技術相比具有如下積極效果：

本發明在混合過程中將鎂鋁溶膠包裹在礦物原料表面，鎂鋁溶膠在后續的預熱和使用過程中轉變為鎂鋁尖晶石，使得材料基質中的尖晶石分布均勻；同時由于混合粉中氧化鋁和氧化鎂生成鎂鋁尖晶石生成所帶來的體積效應，彌補了由于石灰石分解所產生的收縮效應，從而提高了材料抗熔鋼滲透的性能。由于鎂鋁溶膠和乳酸鋁溶膠在預熱時的凝膠化，在材料內部形成微細的網絡通道用以排出內部產生的氣體，從而避免復合材料在使用前期的預熱過程中發生爆裂現象。另一方面，在氧化鈣、氧化鎂、鎂鋁尖晶石和氧化鋁中，前三者為堿性氧化物，氧化鋁為中性氧化物，對鋼水的供氧潛能遠低于酸性耐火礦物，不會增加鋼水的總氧含量和氧化物夾雜數量，有利于潔凈鋼的冶煉。

本發明在制備材料過程中直接引入石灰石，即CaCO₃，使石灰石在烘烤與使用過程中原位分解并形成CaO和氣孔。使得材料在烘烤之前完全不含游離CaO，徹底避免了因游離CaO存在引起的水化問題，不但能保證中間包工作襯具有一定的氣孔率以滿足鋼水保溫及澆鑄后翻包的需要，同時石灰石高溫分解得到的CaO具有很高的活性，對鋼水中的夾雜物具有很強的吸附能力，能起到凈化鋼水的作用；另一方面，CaO是目前已知的在高溫下最穩定的氧化物，不會在鋼水中分解，高溫下比MgO更穩定。所以，CaO與鋼水接觸的過程中不但不會增加鋼水中的氧含量，而且還會吸附鋼水中的夾雜物，有利于脫S、脫P和吸附鋼中夾雜，適用于制備潔凈鋼冶煉用中間包的工作襯。

因此，本發明所制備的潔凈鋼冶煉用氧化鈣質材料雜質含量低、強度適合、對鋼水的總氧含量幾乎沒有影響，同時可吸附鋼中氧化物夾雜，適用于制備潔凈鋼冶煉用中間包的工作襯。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明做進一步的描述，并非對其保護范圍的限制。

為避免重復，先將本具體實施方式所涉及的技術參數統一描述如下，實施例中不再贅述：

所述石灰石顆粒的粒徑為7~0.1mm，石灰石顆粒的CaCO₃含量≥92wt%；