[发明专利]一种铁水包炉衬用浇铸耐火材料

说明书

所属技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体地是一种铁水包炉衬用浇铸耐火材料。

背景技术

在炼钢厂铁水包是用来运输铁水到转炉、电炉的容器，因为在铁水包内铁水不需要特殊的冶金过程，铁水包内铁水的温度一般在1300～1450℃，温度不算太高。铁水包盛装铁水时，铁水包炉衬受到高温铁水的冲刷磨损和强烈的热震而产生很大的热应力；铁水包在盛铁水期间受到铁水和渣的化学侵蚀以及空气的氧化，当铁水倒入时，受到铁水的冲刷和高温氧化；铁水包内的铁水倒空后，温度急剧下降而使炉衬急冷，同时也使炉衬暴露到空气中而氧化。铁水包在这种反复的使用过程中，铁水包炉衬反复经受急冷急热和渣铁的侵蚀以及空气的氧化和铁水的冲刷。因此，铁水包炉衬应选用抗热震性能好、耐冲刷和抗氧化的耐火材料。目前铁水包炉衬主要是采用标准粘土砖、高铝砖、Al₂O₃-SiC-C砖衬砌，对于小型铁水包也有高铝料浇铸成炉衬。一般用标准粘土砖衬砌的炉衬，使用寿命在200炉次左右，抗震性能差，成本低，寿命短。高铝砖衬砌的炉衬，使用寿命会达到300～400炉次左右，抗震性能差，易粘渣，也不耐用，劳动强度大，且成本较高，因为Al₂O₃是一种对各种处理剂和铁鳞都有极强抗侵蚀性的氧化物，但单纯的Al₂O₃膨胀系数大，耐剥落性差，尤其选用单纯的Al₂O₃作基质时，基质部分易被熔渣渗透熔损，导致骨料暴，剥落而蚀损，这是高铝砖在铁水包上使用寿命低的主要原因。小型铁水包用高铝料浇铸成炉衬，劳动强度小，但仅适用于小型铁水包。现在铁水包炉衬有明显向高档次耐火材料方向发展的趋势，如使用Al₂O₃-SiC-C砖的比例在不断增加。已有的研究表明，石墨是强度随温度升高而增大的少数材料之一，它具有优良的导热性和耐火性能。石墨熔点高达3500℃，热膨胀率低(1000℃时为1.4x10^-6/℃)，导热系数高(840-2100w/m·℃)，耐急冷急热性好，与Al₂O₃、SiC、SiO₂无共熔关系，对炉渣的浸润角相当大，能够阻止渣向制品内渗透，同时，碳将熔渣中氧化铁还原成为金属的化学反应使熔渣高粘度化，可减少熔渣成分向砖内迁移，从而达到减少侵蚀的效果。SiC本身是一种很好的耐火材料，具有耐高温(2200℃分解升华)、化学稳定性好的特点，比Al₂O₃的导热系数高，热膨胀率只有Al₂O₃的一半左右，而且研究表明SiC高温强度大、抗冲刷性强，同时不易被金属熔体润湿、抗金属蒸汽侵蚀。另外，SiC还可以起到防石墨氧化的作用。Al₂O₃-SiC-C砖衬砌的炉衬，一次性使用寿命能达到800炉次左右，通过修补等维护，使用寿命可以达到1500炉次以上，但其成本很高，抗震性能差，且劳动强度大。如果将使用后的Al₂O₃-SiC-C砖经过加工处理作为二次资源得到充分的利用，不单会降低产品的成本，而且更有意义的是会为我国节约大量的资源，提高社会效益，特别对改善和保护环境起到重要的作用。

发明内容

本发明的主要目的是：克服现有铁水包炉衬使用抗震性能差、寿命短、劳动强度大、成本高的缺点。提供一种铁水包炉衬用浇铸耐火材料，具有抗震性能好、抗渗透性好、抗侵蚀性好、使用寿命长、劳动强度小、施工简单、烘烤方便、拆包容易、成本低等特点，同时有利于节约大量资源，提高社会效益，特别对改善和保护环境起到重要作用。