[发明专利]镁铝质电炉炉底干式捣打料

说明书

本发明涉及一种镁铝质电炉炉底干式捣打料，所述干式捣打料的原料按重量百分比包括：镁铝尖晶石32～52％、镁砂10～30％、铝酸镁烧结剂10～25％、刚玉10～25％、活性α‑氧化铝微粉3～7％。本发明能使材料自身过烧收缩受到抑制，减少或避免了电炉炉底的开裂剥落，对钢片式炉底电极的保护性更好，有助于提高电炉炉底使用寿命。

技术领域

本发明涉及电炉炉底耐火材料，特别涉及一种镁铝质电炉炉底干式捣打料。

背景技术

电炉炉底炉龄是炼钢设备高效运行的限制性环节。较早时期电炉炉底工作层主要采用烧结镁砂湿法捣打,结合剂为焦油、沥青,也可以是卤水或水玻璃溶液,铺料后用捣固机捣打结实,因材料中含有水份,烘干时间长,施工效率低。目前电炉炉底多采用镁质干式捣打料。干式捣打料是一种不加液体结合剂的不定形耐火材料，具有隔热性好和拆除方便的优点，因而在冶金工业中广泛作为无芯中频感应电炉炉衬、高功率或超高功率电炉炉底材料。但是，镁质材料存在抗热震性较差、抗渣渗透性较差、易产生剥落等缺点。因此部分现有技术方案将镁质干式捣打料改进为镁钙铁质干式捣打料，这类干式捣打料以高铁高钙合成镁砂为主原料，但是Fe₂O₃含量较高,材料在高温情况下会产生较多液相,烧结收缩大,使用过程中产生较大收缩裂纹,而且在镁质材料中添加较高含量Fe₂O₃会降低耐火材料的高温性能。因此，对于冶炼条件苛刻、炉龄要求高的超高功率大电炉来说还存在一定不足，尤其是对钢片式炉底电极的电炉寿命影响很大。

中国专利201410298762.4公开了一种电炉炉底捣打料，采用电熔或高纯镁砂为原料，以卤水作为结合剂，能提高捣打料抗侵蚀性能，提高电炉使用寿命，但是该捣打料在施工前需要现场加入卤水结合剂搅拌，湿料捣固成型，材料中含有水份导致烘干时间长、施工周期较长、影响效率。另外，如果电炉炉底电极由钢质材料制成，含水捣打料对炉底电极会产生不利影响。

中国专利200410018075.9公开了电炉炉底干式捣打料及其制备方法，其干式捣打料含有镁钙铁砂和电熔镁砂，虽然解决了烧结层过厚而开裂和抗侵蚀差的弱点，但是该干式捣打料会造成烧结性有所下降，抗冲刷性能也会受到影响。中国专利200610134357.4公开了一种电炉炉底用MgO-CaO-Fe₂O₃系合成料，其包含氧化镁粉、氧化钙粉和氧化铁粉，相较于进口材料该合成料的产品成本大幅降低，但是该合成料经1600度烧后线变化率仍然为-3.0％，收缩率偏高，不利于钢片或钢针式炉底电极的电炉寿命。上述专利均属于镁钙铁质耐火材料，即以MgO为主且含有一定的Fe₂O₃和CaO，根据铁液存在情况下的MgO-CaO-FeO_n、CaO-SiO₂-FeO_n与MgO-SiO₂-FeO_n以及MgO-CaO-SiO₂三元相图可知，1600℃下液相存在的区域较大，液相的存在不仅会导致电炉炉底抗侵蚀和抗冲刷性能下降，还存在工作层产生自身过烧结，特别是在电炉吹氧强化操作时会产生更为严重的过烧结现象，引起开裂和剥落损毁。另外镁钙铁质耐火材料中主晶相为方镁石、次晶相为2CaO·Fe₂O₃等，其中2CaO·Fe₂O₃只有在氧化性气氛中才能存在，而通常冶炼条件下炉底属还原性气氛，2CaO·Fe₂O₃发生分解，即2(2CaO·Fe₂O₃)→4CaO+4FeO+O₂。FeO通过固相扩散进入方镁石晶格中形成固溶体，即xMgO+4FeO→(x+4)(Mg·Fe)O。但当吹氧强化冶炼之后，氧化性气氛显著增强，上述两个反应无法有效进行，造成抗冲刷耐侵蚀性下降，材料自身严重过烧收缩，导致开裂剥落。由此，这就是镁钙铁质耐火材料的不足之处，同时镁钙铁质耐火材料抗水化性能差也一直是一个无法解决的难题，因此给生产、运输、应用都带来了很大困难。

发明内容