[发明专利]无水泥结合的刚玉质预制件及其生产方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种炼钢生产中的刚玉质预制品，特别是涉及一种无水泥结合的刚玉预制件及其生产方法。

背景技术

针对目前大多钢铁企业利润较低甚至亏损的局面，很多钢铁企业通过冶炼高附加值的洁净钢以实现扭亏为盈，因而对耐火材料提出了更高要求。低水泥系列预制品中由于含有CaO会影响钢种的纯度，导致洁净钢中CaO的含量不能得到良好控制。为减少CaO对钢种的不利影响，研究无水泥刚玉预制品已成为目前各耐材厂家的努力目标。

经检索，申请号为201010210113.6的专利申请公开一种钢包用高强度铝镁尖晶石浇注料，原料为：白刚玉颗粒40-70%、白刚玉细粉7-20%、铝镁尖晶石细粉10-30%、氧化铝微粉2-15%、纯铝酸钙水泥2-8%、六偏酸钠和木质素磺酸钠0.01-1%、水3-8%。该浇注料的荷重软化温度和抗折强度较高，解决了传统刚玉质耐火浇注料的耐侵蚀性和抗剥落性差的缺点，提高了浇注料的高温强度。但配方中含有水泥，会导致钢中的CaO含量不能得到较好控制，对钢种造成不利影响，不能满足现有钢铁企业的实际生产需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：克服现有技术中的缺陷，提出一种耐侵蚀、强度高、体积稳定性好、高温性能优良的无水泥结合的刚玉预制件及其生产方法。

本发明的技术方案：

一种无水泥结合的刚玉质预制件，以重量百分比计，原料组成为：60-70%的刚玉颗粒、5-20%的刚玉细粉、5-15%的活性氧化铝粉、5-10%的尖晶石粉、4-8%的水合氧化铝粉、0.5-3%硅微粉，上述原料总量为100%，外加上述原料总量0.1-0.3%的减水剂和4.5-5.5%的水。

所述刚玉颗粒包括8mm＜粒径≤15mm的刚玉5-20%、5mm＜粒径≤8mm的刚玉10-20%、3mm＜粒径≤5mm的刚玉10-20%、1mm＜粒径≤3mm的刚玉10-20%、粒径≤1mm占5-20%，刚玉颗粒中的Al₂O₃含量≥99.21%。

所述刚玉细粉粒径≤0.045mm，其中Al₂O₃含量≥99.21%。

所述活性氧化铝粉的粒径≤0.045mm，其中Al₂O₃含量≥99.7%、Na₂O含量≤0.11%。

所述尖晶石粉为富铝尖晶石，粒径≤0.074mm，其中Al₂O₃含量为74.12%、MgO含量为24.66%。

所述水合氧化铝粉的粒径≤0.045mm，其中Al₂O₃含量≥92%。

所述硅微粉中SiO₂含量≥92%，平均粒径为0.1-0.3μm。

所述减水剂为三聚磷酸钠或六偏磷酸钠中的一种,或两种的混合物。

所述无水泥结合的刚玉质预制件的生产方法，先按配比称取各原料，加入锥形混炼机，混合均匀，加入搅拌机中，加水搅拌成泥料；然后倒入模具中振动成型，在250±20℃的条件下干燥8-10小时，即得无水泥结合刚玉质预制件。

本发明的积极有益效果：  

1、本发明配方科学，组分间配伍性好，产品性能优良，经检测实施例中产品的显气孔率为10-15%，耐压强度为80-150Mpa，抗折强度为14-18Mpa，可以承受1700℃以上的高温，其综合性能明显优于低水泥刚玉预制件。

2、本发明采用复合结合剂水合氧化铝和硅微粉可大大提高产品的性能，其中的水合氧化铝既是结合剂，又是高级耐火氧化物，高温时水合氧化铝转变为α-氧化铝，所以能显著提高制品的耐高温性能，延长其使用寿命；结合剂硅微粉和水合氧化铝在高温时生成莫来石，产生体积膨胀，该成分的引入不但能降低产品的气孔率，而且产品的耐压、抗折等物理性能也大大提高。

3、本发明预制件中不含有水泥和氧化钙组分，形成了无水泥结合的刚玉质耐火材料，炼钢过程中避免了普通水泥刚玉制品中CaO对钢种的不利影响，该预制品能够满足洁净钢的生产需要，使用效果良好。

4、本发明的预制件生产方法简单，成本较低，易于推广应用。

具体实施方式

以下实施例仅为了进一步说明本发明，并不表示对本发明的任何限制。文中如没有特别说明，其中的百分含量均为重量百分含量。