[發(fā)明專利]一種用于鋼包的耐火材料襯體及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710834930.0 | 申請日： | 2017-09-15 |
| 公開（公告）號： | CN107617732B | 公開（公告）日： | 2019-11-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 陳俊紅;劉忠江;李斌;侯新梅;杜玨玉;馮廣 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京科技大學(xué);武漢威林科技股份有限公司 |
| 主分類號： | B22D41/02 | 分類號： | B22D41/02 |
| 代理公司： | 11401 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 | 代理人： | 楊采良<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入 |
| 地址： | 100083*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 用于 鋼包 耐火材料 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種用于鋼包的耐火材料襯體及其制備方法，所述耐火材料襯體包括工作襯和永久襯，工作襯位于永久襯內(nèi)側(cè)，所述工作襯采用重質(zhì)六鋁酸鈣材料，用于耐高溫；所述永久襯采用中重質(zhì)或輕質(zhì)六鋁酸鈣材料，用于保溫和隔熱。所述工作襯和永久襯均可以采用現(xiàn)場澆注、預(yù)制件或耐火磚的方法制成。本發(fā)明提供的用于鋼包的耐火材料襯體，能夠解決鋼包耐火材料對鋼水的夾雜和影響問題，在使用過程中不會向鋼水引入任何夾雜，同時能夠捕捉鋼中夾雜、凈化鋼水品質(zhì)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于鋼包的耐火材料襯體及其制備方法。
背景技術(shù)
鋼包是鋼鐵冶金過程中非常重要的熱工設(shè)備，主要起著盛接、運(yùn)輸、精煉和澆注鋼水的作用。由于鋼包特殊的工作環(huán)境，需要對鋼包進(jìn)行耐火材料襯體設(shè)計。鋼包耐火材料襯體一般分為工作襯、安全襯和保溫襯三個部分。工作襯一般為抵抗熔渣和鋼水侵蝕性較好的鋁鎂碳磚、鎂碳磚以及剛玉-尖晶石澆注料(預(yù)制件)、剛玉質(zhì)鋁鎂澆注料(預(yù)制件)等。安全襯通常采用粘土磚、中重質(zhì)的普通低水泥澆注料、中重質(zhì)的鋁鎂重質(zhì)澆注料以及莫來石磚和澆注料等，品種較多。保溫襯，早期為輕質(zhì)粘土磚、輕質(zhì)高鋁磚，目前主要是纖維板、納米板等。
當(dāng)前鋼包耐火材料襯體的三層結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要是出于兩種目的：其一，降低鋼水通過筒體耐火材料的散熱損失，設(shè)置隔熱保溫層；其二，確保鋼包的使用安全，設(shè)置了安全襯，也就是永久襯。盡管如此，但是，由于近些年鋼包冶煉功能的提升和使用條件的苛刻，還是出現(xiàn)了一些漏鋼事故，這對鋼廠的影響是非常嚴(yán)重的。
就目前而言，鋼包結(jié)構(gòu)和材料方面主要存在以下幾個問題：
一、對鋼材品質(zhì)影響而言，鋁鎂碳轉(zhuǎn)、鎂碳磚不但往鋼水中增碳、形成夾雜等，同時也導(dǎo)致鋼水熱量散失等。而剛玉-尖晶石澆注料、剛玉系的鋁鎂澆注料等，雖然不會向鋼水中增碳，但是卻可以向鋼中形成夾雜等。因此，就工作襯而言，降低鋼水夾雜、同時起到凈化鋼水效果的功能性耐火材料將是非常重要的發(fā)展方向，也是解決目前鋼包工作襯材料的最為有效的方式。
二、輕質(zhì)隔熱材料中，尤其是納米板和纖維板，盡管隔熱性能較好，但是溫度稍高些就會發(fā)生析晶、強(qiáng)度降低或粉化等，造成結(jié)構(gòu)破壞，由此將使工作襯和安全襯的支撐力降低，導(dǎo)致紅包或漏鋼，這也是目前鋼廠中出現(xiàn)事故最多的因素之一。
三、重質(zhì)永久襯(安全襯)材料的安全性相對較好，能夠抵抗高溫熔渣和鋼水的侵蝕，確保鋼包的安全，但是導(dǎo)熱率相對較高，熱散失較大；而中重質(zhì)材料，盡管隔熱保溫性能較好，但是在工作襯損毀情況下，無法抵抗高溫熔渣的侵蝕，很容易導(dǎo)致漏鋼等事故。由此，兼具高安全性和隔熱性能的永久襯就成為鋼包耐火材料襯體的重要發(fā)展方向。
六鋁酸鈣是CaO-Al2O3系中Al2O3含量最高的鋁酸鈣相，其理論密度為3.79g/cm3，熔點(diǎn)高于1875℃，熱膨脹系數(shù)為8.0×10-6℃-1；在還原氣氛(CO)中的穩(wěn)定性高；在堿性環(huán)境中的化學(xué)穩(wěn)定性好；對熔融金屬和熔渣(鋼鐵和有色金屬)的潤濕性低；它的熱膨脹系數(shù)與Al2O3相近，可以和氧化鋁以任何比例配合使用。
六鋁酸鈣為具有磁鉛石結(jié)構(gòu)材料，具有片層結(jié)構(gòu)；片層結(jié)構(gòu)之間的導(dǎo)熱率很低，這也是六鋁酸鈣材料最主要的特點(diǎn)和優(yōu)勢，盡管具有較高的致密度，但是熱導(dǎo)率卻很低；這種性能對于鋼包的安全和隔熱性能是非常重要的。
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