一种炼钢rh真空精炼槽用高强无铬砖的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种炼钢RH真空精炼槽用高强无铬砖的制备方法，其原料包括：6-1mm低硅电熔镁砂；1-0.088mm低硅电熔镁砂及电熔镁铝尖晶石的一种或两种；180目电熔大结晶镁砂及电熔镁铝尖晶石的一种或两种；电熔镁铝尖晶石微粉；改性石墨及炭黑的一种或两种；氮化硼及氮化硅铁复合添加剂；纸浆及木质素磺酸钠复合结合剂；多晶氧化锆纤维；所述原料按规定的比例、加料顺序、搅拌时间在专用搅拌设备中搅拌，并经压制成型、干燥、检验等完成制备过程。与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在基质中加入含碳材料及高效防氧化剂，大大提高了无铬砖的高温耐侵蚀性能；通过加入氧化锆纤维，实现高温热态强度、常温冷修强度明显提高，有效提高工作衬的使用寿命。
【专利说明】一种炼钢RH真空精炼槽用高强无铬砖的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及炼钢RH真空精炼槽用耐火材料【技术领域】，尤其涉及一种炼钢RH真空精炼槽用高强无铬砖的制备方法。
【背景技术】
[0002]RH炉是炼钢二次精炼工艺中目前应用最广泛的一种设备。RH炉由于在高温、真空、频繁升降温的环境下工作，所以对内衬耐火材料的要求很高，不但要求其具有耐高温性能，而且要求良好的抗炉渣侵蚀性能、抗热震稳定性能和抗冲刷性能等。镁铬砖因其耐火度高、高温强度大、抗碱性渣侵蚀性极强，具有一定抗酸性渣侵蚀的能力，并且热震稳定性优良等优异的高温性能，一直是国内外RH炉用最佳内衬材料。
[0003]但是，一方面镁铬砖溶入钢液中，增加钢水中铬含量，污染钢水，影响洁净钢的品质；再一方面镁铬废砖暴露在空气中产生水溶性的Cr6+，会造成严重的环境污染，尤其是污染水源。目前，国内、外都出台了相关限制镁铬砖使用的规定。因此用各种无铬砖替代传统镁铬制品势在必行。
[0004]目前国内有多家生产无铬砖的厂家，基本是以镁砂和尖晶石为主材质，辅助各种添加剂和结合剂，经低温干燥制备无铬砖；其产品普遍存在的缺点是:在高温使用过程中耐侵蚀性不好，强度较低，尤其是中小修时，易粉化断裂，不必要的损耗较大，影响了无铬砖的有效应用。
[0005]自1987年以来，伴随着对超高温复合材料需求的增加以及航天工业发展中碳纤维暴露出高温易氧化、隔热性能差等弊端，氧化锆连续纤维的研究日益受到关注。氧化锆(ZrO2)纤维是一种能够满足1600°C以上超高温环境下长期使用的轻质多晶耐火纤维材料。由于ZrO2本身的优良特性，使得Zr02纤维比目前国内市场上耐火纤维具有更高的使用温度和隔热性能。在高温环境下抗氧化、耐腐蚀、强度高、不挥发、无污染，是一种高档的耐火纤维材料。氧化锆晶体与所有的金属氧化物相比，具有极高熔点(2715°C)、极高强度(2.8GPa) 、极低蒸汽压(1370°C蒸汽压仅为8X 10-12Torr)、导热系数极小、耐酸碱腐蚀性能好等突出特点。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种炼钢RH真空精炼槽用高强无铬砖的制备方法，引入高温性能稳定的氧化锆纤维优化无铬砖基质，大大提高了无铬砖高温强度和耐剥落性，延长其使用寿命，减少熔损及维护时的损耗，满足在RH真空精炼槽中的使用要求，是替代镁铬砖的理想制品。
[0007]为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现:
[0008]一种炼钢RH真空精炼槽用高强无铬砖的制备方法，由下述原料按重量份配比制成:
[0009]低娃电溶续砂6-1_ 20-35份；
[0010]低硅电熔镁砂及电熔镁铝尖晶石的一种或两种1-0.088mm 25-30份；
[0011]电熔大结晶镁砂及电熔镁铝尖晶石的一种或两种180目 25-40份；
[0012]电熔镁铝尖晶石微粉< 0.005mm 5-12份；
[0013]改性石墨及炭黑的一种或两种 1-4份；
[0014]氮化硼及氮化硅铁复合添加剂，其中氮化硅铁320目通过率90%以上 0-4份；
[0015]纸浆及木质素磺酸钠复合结合剂 3-6份；
[0016]多晶氧化锆纤维长度2~3mm 0.卜2份；
[0017]所述高强无铬砖的制备方法，步骤如下；
[0018]I)制作复合添加剂，由以下成分按重量份比例制成:氮化硼粉0-2份，氮化硅铁0-2份；将上述原料按所述重量比例进行准确称量，放入搅拌磨中共磨、搅拌10-15分钟，封闭待用；
[0019]2)制作复合结合剂，由以下成分按重量份比例制成:纸浆废液2.5-5份，木质素磺酸钠粉1-2份；将上述原料按所述重量比例进行准确称量，放入搅拌桶中搅拌10-15分钟，封闭待用；
[0020]3)先按所述重量份比例将6-lmm的低硅电熔镁砂、1_0.088mm的低硅电熔镁砂及/或电熔镁铝尖晶石、氧化锆纤维，投入到高速混炼机中，一次混合2-6分钟；加入复合结合剂，二次混合2-6分钟；然后加入180目的电熔大结晶镁砂和/或电熔镁铝尖晶石、电熔镁铝尖晶石微粉、石墨、炭黑及复合添加剂，三次混合5-15分钟；最后压制成型、干燥、拣选、检验、包装入库。
[0021]所述原料中主要成分的化学指标为:
[0022]低硅电熔镁砂:Mg0>97.5 %, Ca0<l.3 %, Si02〈0.6 %, Fe203〈0.6 %, C/S>2.1，B.D>3.5g/cm3 ；
[0023]电熔大结晶镁砂:Mg0>98%，Ca0<l.3 %，Si02〈0.5 %，Fe203〈0.6 %，C/S>2.1，B.D>3.55g/cm3 ；
[0024]电熔镁铝尖晶石:MgO10-20%, Al2O3 75-90% ；
[0025]多晶氧化锆纤维:Zr02>95% ;
[0026]氮化硅铁:TSi49-51%, TN 30-32%, Fe 13-15%。
[0027]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0028]I)本发明的炼钢RH真空精炼槽用新型无铬砖，还通过在基质部分中加入当前高温性能最好的氧化铬纤维，增加了基质的强度，无论是无铬砖高温使用时的热态强度性能，还是冷却后的常温冷修强度性能，都得以大大改善，完全弥补了以往无铬砖强度差、损耗大的弱点。
[0029]2)本发明通过优化无铬砖基质部分，加入有益的含碳成分——改性石墨和炭黑，大大增强了无铬砖高温时的耐侵蚀性能及热震性能；通过加入高效的防氧化剂一氮化硅铁和氮化硼，并将其共磨，均匀分布，保证基质部分中的碳在高温时不被氧化；最终保证新型无铬砖优秀的高温使用性能，尤其是耐侵蚀性能，完全弥补了以往无铬砖耐侵蚀性差的弱点。
[0030]3)本发明所述的炼钢RH真空精炼槽用新型无铬砖，使用寿命提高15-25%，大大减少矿产品资源的消耗，更加趋于环保，是替代镁铬砖的理想产品。
【具体实施方式】
[0031]一种炼钢RH真空精炼槽用高强无铬砖的制备方法，由下述原料按重量份配比制成:
[0032]低硅电熔镁砂6-1_ 20-35份；
[0033]低硅电熔镁砂及电熔镁铝尖晶石的一种或两种1-0.088mm 25-30份；
[0034]电熔大结晶镁砂及电熔镁铝尖晶石的一种或两种180目 25-40份；
[0035]电熔镁铝尖晶石微粉< 0.005mm 5-12份；
[0036]改性石墨及炭黑的一种或两种 1-4份；
[0037]氮化硼及氮化硅铁复合添加剂，其中氮化硅铁320目通过率90%以上 0_4份；
[0038]纸浆及木质素磺酸钠复合结合剂 3-6份；
[0039]多晶氧化锆纤维长度2~3mm 0.1-2份；
[0040]所述高强无铬砖的制备方法，步骤如下；
[0041]I)制作复合添加剂，由以下成分按重量份比例制成:氮化硼粉0-2份，氮化硅铁0-2份；将上述原料按所述重量比例进行准确称量，放入搅拌磨中共磨、搅拌10-15分钟，封闭待用；
[0042]2)制作复合结合剂，由以下成分按重量份比例制成:纸浆废液2.5-5份，木质素磺酸钠粉1-2份；将上述原料按所述重量比例进行准确称量，放入搅拌桶中搅拌10-15分钟，封闭待用；
[0043]3)先按所述重量份比例将6-lmm的低娃电熔镁砂、1-0.088mm的低娃电熔镁砂及/或电熔镁铝尖晶石、氧化锆纤维，投入到高速混炼机中，一次混合2-6分钟；加入复合结合剂，二次混合2-6分钟；然后加入180目的电熔大结晶镁砂和/或电熔镁铝尖晶石、电熔镁铝尖晶石微粉、石墨、炭黑及复合添加剂，三次混合5-15分钟；最后压制成型、干燥、拣选、检验、包装入库。
[0044]所述原料中主要成分的化学指标为:
[0045]低硅电熔镁砂:Mg0>97.5 %, CaO<l.3 %, Si02〈0.6 %, Fe203〈0.6 %, C/S>2.1，B.D>3.5g/cm3 ；
[0046]电熔大结晶镁砂:Mg0>98%，Ca0<l.3 %，Si02〈0.5 %，Fe203〈0.6 %，C/S>2.1，B.D>3.55g/cm3 ；
[0047]电熔镁铝尖晶石:MgO10-20%, Al2O3 75-90% ；
[0048]多晶氧化锆纤维:Zr02>95% ;
[0049]氮化硅铁:TSi49-51%, TN 30-32%, Fe 13-15%。
[0050]以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
[0051]【实施例1】制备一种耐侵蚀性能优秀的无铬砖
[0052] 1)制作复合添加剂，由以下成分按重量份比例制成:氮化硼粉0.85份，氮化硅铁1.15份；将所述原料按所述重量份比例进行准确称量，放入搅拌磨中共磨、搅拌10分钟，封闭待用；
[0053]2)制作复合结合剂，由以下成分按重量份比例制成:纸浆废液3.1份，木质素磺酸钠粉0.9份；将所述原料按所述重量份比例进行准确称量，放入搅拌桶中搅拌12分钟，封闭待用；
[0054]3)先按所述重量份比例将6-lmm的低硅电熔镁砂35份，1-0.088mm的低硅电熔镁砂15份，1-0.088mm的电熔镁铝尖晶石10份，氧化锆纤维1份，投入到高速混炼机中，一次混合4分钟；加入复合结合剂4份，二次混合3分钟；然后加入180目的电熔大结晶镁砂12份，180目的电熔镁铝尖晶石13份、电熔镁铝尖晶石微粉8份，改性石墨2份，炭黑1份，复合添加剂2份，三次混合5分钟；最后压制成型、干燥、拣选、检验、包装入库。即可生产出新型优质的RH真空精炼槽用耐侵蚀性能优秀无铬砖，其性能指标见下表:
[0055]实施例1的产品性能指标
[0056]
【权利要求】
1.一种炼钢RH真空精炼槽用高强无铬砖的制备方法，其特征在于，由下述原料按重量份配比制成: 低硅电熔镁砂6-lmm 20-35份； 低硅电熔镁砂及电熔镁铝尖晶石的一种或两种1-0.088mm 25-30份； 电熔大结晶镁砂及电熔镁铝尖晶石的一种或两种180目 25-40份； 电熔镁铝尖晶石微粉< 0.005mm 5-12份； 改性石墨及炭黑的一 种或两种 1-4份； 氮化硼及氮化硅铁复合添加剂，其中氮化硅铁320目通过率90%以上 0-4份； 纸浆及木质素磺酸钠复合结合剂 3-6份； 多晶氧化锆纤维长度2~3mm 0.1-2份； 所述高强无铬砖的制备方法，步骤如下； 1)制作复合添加剂，由以下成分按重量份比例制成:氮化硼粉0-2份，氮化硅铁0-2份；将上述原料按所述重量比例进行准确称量，放入搅拌磨中共磨、搅拌10-15分钟，封闭待用； 2)制作复合结合剂，由以下成分按重量份比例制成:纸浆废液2.5-5份，木质素磺酸钠粉1-2份；将上述原料按所述重量比例进行准确称量，放入搅拌桶中搅拌10-15分钟，封闭待用； 3)先按所述重量份比例将6-lmm的低硅电熔镁砂、1_0.088mm的低硅电熔镁砂及/或电熔镁铝尖晶石、氧化锆纤维，投入到高速混炼机中，一次混合2-6分钟；加入复合结合剂，二次混合2-6分钟；然后加入180目的电熔大结晶镁砂和/或电熔镁铝尖晶石、电熔镁铝尖晶石微粉、石墨、炭黑及复合添加剂，三次混合5-15分钟；最后压制成型、干燥、拣选、检验、包装入库。
2.根据权利要求1所述的一种炼钢RH真空精炼槽用高强无铬砖的制备方法，其特征在于，所述原料中主要成分的化学指标为:
低硅电熔镁砂:MgO>97.5 %，CaO<l.3 %，Si02〈0.6 %，Fe203〈0.6 %，C/S>2.1，B.D>3.5g/3cm ； 电熔大结晶镁砂:MgO>98 %, CaO<l.3 %, Si02〈0.5 %, Fe203〈0.6 %, C/S>2.1，B.D>3.55g/cm3 ； 电熔镁铝尖晶石=MgO 10-20%, Al2O3 75-90% ； 多晶氧化锆纤维:Zr02>95% ； 氮化硅铁:TSi 49-51%, TN 30-32%, Fe 13-15%。
【文档编号】C04B35/66GK104072163SQ201410284135
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年6月23日 优先权日:2014年6月23日
【发明者】孙逊, 李涛 申请人:鞍山市和丰耐火材料有限公司