[發明專利]一種鐵水包爐襯用耐材及其制備方法

在審

• 申請號: 201410411797.4
• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN105461322A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 張磊
• 申請（專利權）人: 青島煒燁鍛壓機械有限公司
• 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

本發明屬于耐火材料技術領域，具體地是一種鐵水包爐襯用耐材及其制備方法。

背景技術

在煉鋼廠鐵水包是用來運輸鐵水到轉爐、電爐的容器，因為在鐵水包內鐵水不需要特殊的冶金過程，鐵水包內鐵水的溫度一般在1300～1450℃，溫度不算太高。鐵水包盛裝鐵水時，鐵水包爐襯受到高溫鐵水的沖刷磨損和強烈的熱震而產生很大的熱應力；鐵水包在盛鐵水期間受到鐵水和渣的化學侵蝕以及空氣的氧化，當鐵水倒入時，受到鐵水的沖刷和高溫氧化；鐵水包內的鐵水倒空后，溫度急劇下降而使爐襯急冷，同時也使爐襯暴露到空氣中而氧化。鐵水包在這種反復的使用過程中，鐵水包爐襯反復經受急冷急熱和渣鐵的侵蝕以及空氣的氧化和鐵水的沖刷。因此，鐵水包爐襯應選用抗熱震性能好、耐沖刷和抗氧化的耐材。

目前鐵水包爐襯主要是采用標準粘土磚、高鋁磚、Al2O3-SiC-C磚襯砌，對于小型鐵水包也有高鋁料澆鑄成爐襯。一般用標準粘土磚襯砌的爐襯，使用壽命在200爐次左右，抗震性能差，成本低，壽命短。高鋁磚襯砌的爐襯，使用壽命會達到300～400爐次左右，抗震性能差，易粘渣，也不耐用，勞動強度大，且成本較高，因為Al2O3是一種對各種處理劑和鐵鱗都有極強抗侵蝕性的氧化物，但單純的Al2O3膨脹系數大，耐剝落性差，尤其選用單純的Al2O3作基質時，基質部分易被熔渣滲透熔損，導致骨料暴，剝落而蝕損，這是高鋁磚在鐵水包上使用壽命低的主要原因。小型鐵水包用高鋁料澆鑄成爐襯，勞動強度小，但僅適用于小型鐵水包。現在鐵水包爐襯有明顯向高檔次耐火材料方向發展的趨勢，如使用Al2O3-SiC-C磚的比例在不斷增加。

已有的研究表明，石墨是強度隨溫度升高而增大的少數材料之一，它具有優良的導熱性和耐火性能。石墨熔點高達3500℃，熱膨脹率低(1000℃時為1.4x10-6/℃)，導熱系數高(840-2100w/m·℃)，耐急冷急熱性好，與Al2O3、SiC、SiO2無共熔關系，對爐渣的浸潤角相當大，能夠阻止渣向制品內滲透，同時，碳將熔渣中氧化鐵還原成為金屬的化學反應使熔渣高粘度化，可減少熔渣成分向磚內遷移，從而達到減少侵蝕的效果。SiC本身是一種很好的耐火材料，具有耐高溫(2200℃分解升華)、化學穩定性好的特點，比Al2O3的導熱系數高，熱膨脹率只有Al2O3的一半左右，而且研究表明SiC高溫強度大、抗沖刷性強，同時不易被金屬熔體潤濕、抗金屬蒸汽侵蝕。另外，SiC還可以起到防石墨氧化的作用。Al2O3-SiC-C磚襯砌的爐襯，一次性使用壽命能達到800爐次左右，通過修補等維護，使用壽命可以達到1500爐次以上，但其成本很高，抗震性能差，且勞動強度大。如果將使用后的Al2O3-SiC-C磚經過加工處理作為二次資源得到充分的利用，不單會降低產品的成本，而且更有意義的是會為我國節約大量的資源，提高社會效益，特別對改善和保護環境起到重要的作用。

發明內容

本發明的主要目的是：克服現有鐵水包爐襯使用抗震性能差、壽命短、勞動強度大、成本高的缺點。提供一種鐵水包爐襯用耐材及其制備方法，具有抗震性能好、抗滲透性好、抗侵蝕性好、使用壽命長、勞動強度小、施工簡單、烘烤方便、拆包容易、成本低等特點，同時有利于節約大量資源，提高社會效益，特別對改善和保護環境起到重要作用。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

它是由下述重量配比的原料制備而成：粒度為10-5mm的Al₂O₃-SiC-C磚再生料10-20％；粒度為5-2mm的Al₂O₃-SiC-C磚再生料25-35％；粒度為2-0mm的Al₂O₃-SiC-C磚再生料20-30％；粒度≤0.09mm的高鋁礬土細粉10-20％；粒度≤5μm的高鋁礬土微粉5-10％；Al(OH)₃粉1-3％；高鋁水泥3-5％；六偏磷酸鈉0.3-0.5％；抗氧化劑1～3%。

所述的粒度≤0.09mm的高鋁礬土細粉的Al₂O₃含量≥75％；所述的粒度≤5μm的高鋁礬土微粉的Al₂O₃含量≥80％。