[发明专利]一种钢包用无碳渣线砖的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种钢包用无碳渣线砖的制备方法。

背景技术

目前，用于钢铁冶炼过程的钢包内衬砖大都为镁碳砖，都是以镁砂和鳞片石墨为主体原料，添加一些抗氧化剂，用树脂为结合剂，经混合和高压成型压制而成的不烧制品。这种含碳材料由于耐剥落性好抗侵蚀性强，在相当长的一段时间内一直发挥着重要作用。但是随着我国对各种优质钢种需求的急剧增加，冶金行业对各种耐火材料在冶金工艺过程中对钢的增碳愈加重视起来，急需解决在冶炼低碳钢、特别是优质不锈钢时含碳耐火材料对钢水增碳问题，使用普通镁碳砖(碳含量15％)的钢包在不锈钢冶炼过程中从AOD到铸坯钢水增碳接近50ppm左右，使用碳含量6％的钢包增碳接近40ppm左右。后续冶炼过程中含碳耐火材料对钢水的增碳，使超低碳钢前期的冶炼脱碳效果几乎丧失殆尽。为了解决上述问题，2005年上海宝钢钢铁股份公布了MgO≥85％，C≤5％的低碳镁碳砖，该技术的镁碳砖使用性能与MT-14A的镁碳砖性能相当；上海彭浦耐火材料厂用特殊的结合剂和添加剂制成了MgO≥90％，C≤2％的超低碳砖；钢铁研究总院通过使用细微石墨制成了C≤5％的低碳镁碳砖；济南镁碳砖厂用低膨胀石墨和普通石墨，添加Al、Si合金，制成了C3％-8％的低碳镁碳砖，还有使用Ti-C制成超低碳砖的报道。以上方法制得的制品或者是碳含量较高(≥3％)，对钢水还有明显的增碳作用，或者是使用了特殊的材料(如：特种结合剂、Ti-C等)使生产工艺复杂、生产成本偏高。

诸如汽车面板钢，高品质管线钢以及无磁钢等特种钢的开发，对精炼钢包工作衬(渣线及熔池)耐火材料的碳含量提出了严格的控制要求。目前，冶炼低碳钢和超低碳钢等品种钢时，一般采用铝镁尖晶石砖作为钢包包底和包壁的工作衬材料，替代传统的铝镁碳砖及镁碳砖，控制钢包精炼-运输过程中耐火材料对钢水的增碳；而此类精炼钢包的渣线部位一般砌筑烧成镁铬砖和镁铝砖等，由于受到高温碱性熔渣的侵蚀和高低温反复热震，其使用寿命很低，远不能与钢包其他部位耐火内衬的使用寿命同步。大多数钢厂采用镁碳砖(碳含量14～18％)或者低碳镁碳砖(碳含量约为5％)作为渣线工作衬，但是冶炼过程中对钢水的增碳问题仍然是制约超低碳钢冶炼工艺的瓶颈。

因此，开发完全无碳的渣线工作衬用耐火材料，提高其热震稳定性和对酸碱性熔渣的适应能力是提高无碳钢包渣线使用寿命的重要途径。

发明内容

本发明的目的在于提出一种钢包用无碳渣线砖的制备方法，该方法制备的渣线砖中不含碳，从而从根本上解决了因渣线砖导致的增碳问题，该钢包渣线砖适合于汽车面板钢，高品质管线钢以及无磁钢等特种钢的冶炼。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种钢包用无碳渣线砖的制备方法，所述无碳渣线砖的原料以重量份计由下列组份组成：1-3mm电熔莫来石颗粒30-34份，1-3mm电熔尖晶石颗粒22-24份，1-3mm电熔镁砂颗粒12-14份，-150目电熔镁砂细粉8-12份，-200目棕刚玉3-5份，-200目氧化铬细粉1-3份，-200目金属铝粉0.5-1.5份，-200目氮化硼1-2份，密度1.2g/cm³的水玻璃溶液3.5-4.5份，浓度为8wt%的聚乙烯醇溶液2.5-3.5份；所述制备方法为：将电熔莫来石颗粒、电熔尖晶石颗粒、电熔镁砂颗粒放入轮碾机中混合10-20分钟；加入水玻璃溶液后混合15-25分钟；加入电熔镁砂细粉、棕刚玉、氧化铬细粉、金属铝粉、氮化硼后混合10-20分钟；加聚乙烯醇溶液再混合15-25分钟，混炼均匀后出料，20℃下悃料12-24小时；用压力机成型，成型压力150-200MPa；190-210℃烘烤24h后，即得到无碳渣线砖。

采用电熔莫来石、电熔尖晶石和电熔镁砂颗粒作为骨料，保证渣线砖的强度并提高抗剥落性能，并提高耐高温性能。

本发明无碳渣线砖中加入棕刚玉，用以降低气孔率和补强基质，提高无碳渣线砖的烘后耐压强度，在现场使用过程中其与基质中的电熔镁砂细粉反应原位生成铝镁尖晶石，带来均匀的膨胀并在基质中产生微裂纹增韧效应，改善了无碳渣线砖的抗剥落性和热震稳定性；

加入有氧化铬，使用过程中固溶在尖晶石内，更加有效地吸收渣中的FeO等氧化物形成复合尖晶石，增大了无碳渣线砖与渣界面液相的粘度，易于产生挂渣层，从而提高抗渣渗透性；原位生成的尖晶石结构颗粒均匀、粒径小活性高，可以固溶渣中大部分的氧化物，能够适应炼钢过程中渣的碱度变化的特性；