[发明专利]一种用于精炼钢包工作衬的含碳浇注料

说明书

技术领域

 本发明涉及一种用于LF精炼钢包的工作衬含碳材料，属于耐火材料技术领域。

背景技术

钢包精炼是高质量钢生产的关键环节，常用的精炼方式有LF精炼、RH、VD等，其中LF精炼是钢厂使用量较高的一种精炼方式，也是对钢包工作衬材料损毁较为严重的精炼工艺。如何提高耐火材料的长寿性一直是LF精炼钢包的发展方向。

LF精炼包括电弧加热、钢水脱硫等工艺。由于电弧加热，钢水温度较高，一般高达1650-1750℃。钢水脱硫时常用的脱硫造渣剂有石灰、萤石等，其中萤石是熔点较低的化渣剂，对钢包包衬耐火材料的损毁也是最严重的。LF精炼渣的特点就是高温粘度非常稀，在耐火材料的渗透深度比较深，而随着精炼渣的渗入，与耐火材料发生反应，产生溶蚀；而在温度降低到常温时，精炼渣又由于其中的氧化钙含量较高而呈现粉状，无法对耐火材料形成保护。

因此，用于LF精炼的钢包用材料一般采用镁碳砖等含碳材料或采用基于板状刚玉、电熔白刚玉的铝镁系浇注料或刚玉尖晶石浇注料等高纯体系材料。镁碳砖及铝镁碳砖，含有石墨组分，钢水和熔渣都不易润湿，因此，镁碳和铝镁碳砖等材料比较适合于LF精炼钢包。高纯铝镁系浇注料或刚玉尖晶石浇注料则是依靠其自身的高纯性来抵抗熔渣侵蚀，但是由于精炼渣粘度较低，在铝镁或刚玉尖晶石中的渗透层较深，导致该体系的浇注料使用中常出现渗透层较厚、继而变质、剥落等，或是由于熔渣与耐火材料的化学反应导致变质层的熔点降低，高温性能变差，有地导致该高纯浇注料的使用寿命大大降低。

相对镁碳砖和铝镁碳砖，高纯体系的铝镁或刚玉尖晶石浇注料的生产成本较低，现场浇注的工作衬整体性好，但是，由于不能有效抵抗熔渣的渗入，材料变质严重，铝镁及刚玉尖晶石质材料的优势无法得到充分体现。

为抑制精炼渣在高纯铝镁或刚玉尖晶石浇注料中的渗透，国内外曾进行过含碳的高纯铝镁或刚玉尖晶石浇注料的研发，碳组分的引入方式主要有石墨、炭黑、沥青等。

石墨的抗氧化性较为出色。为改善石墨在水中的润湿性，国内外在石墨的表面处理、包覆处理等方面进行了较多工作，但由于仍然无法使石墨均匀分散于浇注料中而未取得应用。炭黑和沥青可以较好地分散于浇注料中，也有将炭黑和沥青引入浇注料的先例，但由于炭黑和沥青的炭化产物都是无定型炭，极易氧化，因此，以沥青和炭黑为碳源的浇注料都无法取得较好的使用效果。目前用于钢水精炼的钢包工作衬的不定形材料仍然为无碳的铝镁或刚玉尖晶石系材料。

发明内容

为开发一种有效抑制LF精炼渣在浇注料中的渗透，改善浇注料抗熔渣的渗透和侵蚀性能的材料，本发明的目的在于提供一种既可以使石墨在水中有效分散，又具有较好抗氧化性的含碳的钢包包衬浇注料。 

一种精炼钢包工作衬的含碳浇注料，其化学成分及质量百分数为：Al₂O₃ 75-92%，MgO 4-20%，C 0.3-5%。

进一步的，所述精炼钢包工作衬的含碳浇注料是由12-90%的含氧化铝的原料，预制含碳复合料5-50%，镁铝尖晶石原料0-20%；3-10%的铝酸盐水泥、3-18%的活性氧化铝微粉、0.10-0.15%的减水剂构成的混合料；所述精炼钢包工作衬的含碳浇注料由颗粒料和粉料两部分组成，且颗粒料和粉料的质量比为1:1~4:1；其中，所述含氧化铝的原料的Al₂O₃ 含量高于60%，粒度小于30mm。

进一步的，所述精炼钢包工作衬的含碳浇注料中的碳组分是以预先制备好的含碳复合料的形式引入的，所述含碳复合料包括含碳复合颗粒和含碳复合粉体，其中，所述含碳复合颗粒的粒径小于5mm。

优选的，所述精炼钢包工作衬的含碳浇注料的颗粒料的成分和质量百分数配比为：含氧化铝的原料的颗粒料30~75%、预制的含碳复合颗粒料5~60%、镁铝尖晶石颗粒料0~35%；且各种颗粒粒径均小于5mm。所述精炼钢包工作衬的含碳浇注料的粉料的成分和质量百分数配比包括：预制的含碳复合粉10~45%，含氧化铝的原料粉20~70%，氧化铝活性微粉为10~25%，纯铝酸盐水泥为0~15%，硅微粉为2~10%，镁铝尖晶石0~30%，氧化镁0~20%，分散剂3~10%、防爆剂0.05~0.5%；细粉粒度为200目。所述的含氧化铝的原料是高铝矾土、棕刚玉、亚白刚玉、白刚玉、烧结刚玉中的一种或几种。