[发明专利]一种精炼钢包用的无碳高纯铝镁机压砖及其制备方法

说明书

本发明公开了一种精炼钢包用的无碳高纯铝镁机压砖及其制备方法，其中，无碳高纯铝镁机压砖，以重量份计，原料包括：刚玉颗粒50～75份；刚玉细粉15～35份；活性氧化铝粉1～5份；煅烧氧化铝粉1～55份；金属粉末添加剂3～7份；镁铝超微粉结合剂4～10份；水1.5～4份。本发明所制得的无碳高纯铝镁机压砖具有结构致密、常温、中温和高温强度高、热震稳定性能好、抗渣侵蚀和渗透性能优异等特点，作为钢包工作衬耐材能够大幅度提高使用寿命。

技术领域

本发明属于炼钢用耐火材料技术领域，主要涉及一种精炼钢包用的无碳高纯铝镁机压砖及其制备方法。

背景技术

钢包是冶金工业的重要热工设备，其最原始、最基本的功能是盛接、转运和浇注钢水。随着冶金工业的快速发展和技术进步，各行业及各领域对钢材质量和性能的要求亦越来越高，钢水在浇注前一般要进行炉外二次精炼，主要包含脱硫、脱气、去除夹杂、调整钢水的成分和温度等，涉及到的主要炼钢工艺有LF、RH、RH+OB、VD、VOD、LATS等。上述精炼过程基本都是在钢包内完成的，使得钢包在使用过程中由先前单一化变得更加功能化。

精炼钢包工作衬采用传统含碳制品(铝镁碳砖、镁铝碳砖等)，使用过程中耐材中的碳会溶解到钢水中而产生“增碳”的问题，从而影响低碳钢、超低碳钢钢种的冶炼过程。为满足钢包使用寿命及钢种冶炼的需求，精炼钢包工作衬耐材由之前含碳制品逐步向低碳、超低碳和无碳方向进行发展。目前国内外精炼钢包工作衬使用较多的是水泥或凝胶结合的铝镁质或刚玉尖晶石质预制块或浇注料，生产和使用过程中主要还存在如下方面的缺点：1)无碳预制块在生产过程中属于人工密集型，生产效率低、噪音大、模具量大，给生产管理过程带来很大的不便；2)对于浇注料而言，对现场施工作业过程要求高、环境因素影响波动较大，前期烘烤周期长，且容易出现爆裂的问题，异常情况下会造成钢包周转不利等问题；3)预制块和浇注料都存在显气孔率高、体积密度相对较低，使用过程中高温下钢水和熔渣容易发生渗透过程，造成使用中后期热端部位容易发生结构剥落的问题。

近年来钢包无碳机压砖的开发工作受到了普遍的重视，如发明专利文献CN107117949 A、CN 106747509 A、CN 103539467 A、CN 102515974 A等中都有报道。但上述传统钢包用铝镁质或刚玉尖晶石质机压砖普遍采用有机结合剂如木质素磺酸钙、糊精、羧甲基纤维素、聚糖等，或无机结合剂铝酸钙水泥、六偏磷酸钠、聚磷酸盐、氯化镁溶液、铝镁胶结剂等，有机结合剂的引入能使无碳机压砖在常温下获得较好强度，但中高温下有机结合剂挥发留下气孔，且材料的强度也相对降低。无机结合剂能使无碳机压砖在常温下获得较好强度，中高温下无机结合剂发生分解，使得材料的强度较低。同时，上述无机结合剂会带入有腐蚀性或毒性的挥发份(如Cl、P等元素)，同时还会在材料中引入K₂O、N₂O、CaO、SiO₂等杂质，与无碳机压砖中的Al₂O₃、MgO等反应形成低熔相，从而降低了材料的高温性能和抗钢水和熔渣侵蚀性能。另一方面，传统无碳机压砖一般引入镁砂颗粒或细粉以提高抗渣侵蚀和渗透性能，但为了降低高温下原位反应形成尖晶石所产生膨胀大的问题，通过引入SiO₂微粉进行缓解，SiO₂引入会在材料中形成Al₂O₃-MgO-SiO₂等低熔点相，从而也降低了材料的高温性能和抗钢水和熔渣侵蚀性能。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，提供一种无碳高纯铝镁机压砖及其制备方法，所制得的无碳高纯铝镁机压砖具有结构致密、常温、中温和高温强度高、热震稳定性能好、抗渣侵蚀和渗透性能优异等特点，作为钢包工作衬耐材，能够大幅度延长使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种精炼钢包用的无碳高纯铝镁机压砖，以重量份计，原料包括：