[发明专利]RH炉用镁铝捣打料

说明书

技术领域

本发明涉及一种RH炉镁铝捣打料，属于耐火材料领域。

背景技术

RH炉精炼时温度高达1600-1700℃，因而要求耐火材料具有高的耐火性能，不仅能经受1600-1700℃的高温度和局部过热的冲击，而且要求耐火材料在高温下出现的液相量较少，能抵抗低粘度炉渣的侵蚀，所以应选择纯度和直接结合率高的耐材。RH的间歇操作又会引起温度波动，要求材料具有优良的抗热震性；RH炉装有氩气搅拌装置，在吹氩处及附近部位炉壁损毁较严重，另外由于搅拌作用造成钢水及渣的剧烈沸腾，又会加速炉衬的损毁，因此要求耐材具有较高的高温强度。原先使用的镁铬质捣打料完全能满足现场的使用要求。但是由于含有铬的化合物都具有一定毒性，六价铬离子Cr⁶⁺的毒性最大，三价铬离子Cr³⁺次之，二价铬离子Cr²⁺毒性最小。据报道，Cr⁶⁺的毒性比Cr³⁺几乎大100倍。铬的化合物常以溶液、粉尘或蒸汽的形式污染环境，危害人体健康。能够造成长期性的危害，是一种毒性极强的强烈致癌物质，也是严重的腐蚀介质和重污染环境的物质。在氧化铬与碱、CaO,SiO₂等氧化物接触时，Cr³⁺转变成Cr⁶⁺的速度在空气中加快，Cr⁶⁺对人体的健康有害。材料中的高价铬离子是高致癌物质，会污染环境。我国“九五”期间就将Cr⁶⁺盐列在要控制的12种污染物中。随着人们对环境保护意识的不断提高，含铬耐火材料显然已不符合环保要求，必须以新耐火材料取代镁铬质捣打料，所以，如上海宝钢等单位已决定将原先用在RH炉上的镁铬质捣打料取代为更为环保型的镁铝质捣打料，因此，镁铝质捣打料的开发利用已显得非常迫切。

发明内容

本发明的目的在于提供一种RH炉用镁铝捣打料。通常，人们在捣打料中会加入膨润土、球粘土或者广西泥等粘土之类的可塑性材料，以增加材料的可塑性，满足材料的施工性能，但粘土的引入，对材料的高温性能影响很大，难以满足RH炉冶炼环境下耐高温、耐高速钢液冲刷及耐侵蚀的要求。而PT-10可塑剂为有机物，高温下挥发，不产生低熔物。加入0.2～1%（质量百分比，外加）的PT-10可塑剂，利用它优良的锁水功能和良好的温度稳定性，满足了捣打料的施工性能且不影响材料的高温性能。所述PT-10为武汉善达化工有限公司与德国巴斯福有限公司合资生产的。通过PT-10的引入，替代捣打料中粘土的加入，增加了泥料的可塑性（详见实施例1）。

本发明提供的捣打料由基质料和外加磷酸盐及PT-10可塑剂组成；a)所述的基质料是在颗粒级配的高纯镁砂基础上加入硅灰结合剂或由纳米二氧化硅和硅灰组成的结合剂，再加入刚玉细粉组成；级配的高纯镁砂质量百分含量为86%，刚玉细粉（≤180目）含量为11%，结合剂含量为3%；b)所述的磷酸盐加入量为0.30%；c)所述的PT-10可塑剂系武汉善达化工有限公司与德国巴斯福有限公司合资生产，加入量为0.2-1.0%。在基质料中加入活性氧化铝和纳米二氧化硅粉体提高了材料的中温强度；以纳米二氧化硅和纯度较高的硅灰组成的结合剂，可使所述的镁铝捣打料在较低温度下产生强度，具在高温下生成高熔点相，提高了捣打料的高温性能（详见实施例2）。

（1）所述的硅灰含量为97%；

（2）利用纳米级二氧化硅的活性，能在较低的温度下促使活性氧化铝与氧化镁细粉反应生成镁铝尖晶石，从而提高材料的中温强度。所使用的纳米SiO₂粒径范围为500-1000纳米。以纳米二氧化硅和97%纯度的硅灰组成的结合剂，在高温下不产生低熔相物质，提高了材料的高温性能。

（3）本发明使用的镁铝捣打料的基质料具体组成（质量百分数）为：

表1

总之，本发明通过引入武汉善达化工有限公司与德国巴斯福合资生产的有机可塑剂PT-10，既满足了材料的施工性能而又不影响材料的高温性能，引入的以纳米SiO₂和高纯硅灰结合剂，在高温下不产生低熔相的物质，从而提高了材料的高温性能。在基质料中加入活性氧化铝取代部分刚玉细粉，具体是在11%的刚玉细粉中5%为320目的活性氧化铝细粉取代。提高材料的中温强度，在基质中引入刚玉，从而使得材料的热震性有所提高。由本发明提供的镁铝捣打料，已在宝钢RH炉上，使用了一年多时间，提供了数百吨料，经试验完全满足使用要求。

附图说明