一种真空精炼炉内衬用无铬砖及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及耐火材料及其制备方法，具体涉及一种真空精炼炉内衬用无铬砖及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 1957年德国蒂森钢铁公司发明真空循环脱气一 RH法，随后的七十年代和八十年 代，日本先后开发了 RH-0B法、RH-KTB法以及RH-PB法，不断完善RH的精炼功能。随着市 场对钢的洁净度要求越来越高，同时对高品质钢需求的的增加，国内外多数钢厂均配置了 RH精炼装置。RH内衬普遍采用镁铬砖，然而在高温氧化气氛中Cr (III)与渣中CaO反应生 成Cr (VI )，造成环境污染。随着环保要求越来越严，必须开发无铬砖替代镁铬砖，消除铬污 染，推动绿色钢铁发展。
[0003] 申请号为"CN201310552471. 9"，发明名称为"一种RH真空炉内衬耐火材料及其制 备方法与RH真空炉"，公开了一种RH真空炉内衬耐火材料及其制备方法与RH真空炉。该 内衬耐火材料由电熔镁砂、处理过的人造石墨、抗氧化剂、酚醛树脂按重量份比例配料，经 混碾、压力成型、热处理工艺得到RH真空炉内衬耐火材料。该专利涉及一种低碳镁碳砖，存 在增碳风险。
[0004] 申请号为" CN201110091063. 9 "，发明名称为" 一种具有高抗侵蚀性、高抗热震性 的RH炉用镁锆砖及其生产工艺"，公开了一种具有高抗侵蚀性、高抗热震性的RH炉用镁锆 砖及其生产工艺，该砖质量百分比为MgO 76-90%，Zr025-21%，烧成温度1680-1840°C。 工艺为：镁砂和氧化锆经预处理合成镁锆砂；合成镁锆砂、电熔镁砂破碎成5-3mm、3-lmm、 l-〇mm的颗粒；按比例将颗粒料、150-200目的镁砂和镁锆砂粉料、200-250目氧化锆粉料、 添加剂CaO和Y203、粘结剂纸浆废液强力均化混合压制成型；120°C烘烤24-72h ;升温在 1680-1840°C下保温3-5h烧成。该专利中烧结温度为1680-1840°C，能耗高。
[0005] 申请号为"CN201110234230. 0"，发明名称为"RH精炼炉内衬用砖及其制备方法"， 公开了一种主要组分及重量百分比为：粒度为0. 1~5毫米的镁砂骨料：55~70%，粒度 < 0. 1毫米的基质：30~45%，外加占上述原料总重量百分比2~5%的溶胶结合剂；制 备步骤：将粒度为0. 1~5毫米的镁砂骨料与溶胶结合剂混匀；加入粒度< 0. 1毫米的基 质并混匀；成型；烘烤；烧制；保温；自然冷却至室温，然后出炉待用。该专利发明了一种 Mg0-Zr0 2-Ca0砖，有助于提高抗渣侵和渗透，但存在CaO水化问题。
[0006] 申请号为"CN201310475475. 1"，发明名称为"一种镁尖晶石砖及其制备方法"，公 开了一种镁尖晶石砖，由60~80重量份的镁砂、10~20重量份的二|丐砂、10~20重量份 的预混料与2~5重量份的树脂形成；所述预混料包括：富镁尖晶石、活性氧化铝与金属硅 粉；所述镁砂包括两种或两种以上粒径不同的镁砂。该专利引入金属硅粉，开发了一种含金 属粉末的镁尖晶石砖，采用二次成型提高致密度。
[0007] 申请号为"CN201110124748.9"，发明名称为"一种不烧铝镁尖晶石砖"，公开了一 种不烧铝镁尖晶石砖，其各组分的质量百分配比为：刚玉50~80 %，铝镁尖晶石5~30 %， 镁砂粉2~5%，氧化铝粉3~10%，余量为单质硅粉、金属铝粉、碳化硼粉中的至少一种， 所述不烧铝镁尖晶石砖的各组分通过一外加的结合剂结合。该专利涉及一种含金属硅粉、 铝粉、B4C的铝镁尖晶石不烧砖。
[0008] 申请号为"CN201110392586. 7"，发明名称为"精炼炉炉衬用超微粉结合抗渗尖晶 石砖及制备方法"，公开了一种无铬、高温性能优异、热震稳定性和耐磨性好，抗熔渣渗透溶 蚀性能优异，使用寿命长的精炼炉用超微粉结合抗渗尖晶石砖及制备方法。所用主胚体材 料为电熔富铝尖晶石62-66份、预合成的尖晶石19-23份、氧化铝微粉13-17份；外加结合 剂的加入量分别占主胚体材料的总重量的比例为：结合剂3-5% ;高压成型，高温活化烧结 而成。该专利利用超细粉结合，高温烧成尖晶石-A1203砖，成本较高。
[0009] 申请号为"CN201110289991.6"，发明名称为"精炼炉炉衬用金属复合防渗不烧镁 尖晶石砖及其制备方法"，公开了一种无铬、高温性能优异、气孔率低、抗侵蚀性强、热震稳 定性和耐磨性好，抗熔渣渗透性能优异的精炼炉炉衬用金属复合防渗不烧镁尖晶石砖。本 发明的主坯体材料由烧结镁砂（MgO含量多94% )和电熔镁砂（MgO含量在多94% ) -种 或几种，添加预合成的尖晶石（电熔以及烧结尖晶石一种或几种，A1203含量60-90% )，1-6 种金属物一种或几种作为添加剂，有机物作为结合剂。该专利引入金属Ti、Si、Zn等，形成 防渗透不烧镁尖晶石砖。
[0010] 综合以上专利可知，现有技术中添加物大多以粉体方式加入，与大颗粒接触不够 充分，从而烧结过程两者之间难以形成高强度结合。
【发明内容】
[0011] 为了解决上述问题，本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种强度、致密度 和抗渣侵性能均较高的真空精炼炉内衬用无铬砖。
[0012] 本发明一种真空精炼炉内衬用无铬砖，由以下重量份组分制备而成：
[0013] 电熔镁砂粗颗粒 15~18份 电熔镁砂细颗粒 20~25份 电熔镁砂细粉 20~25份 ZrAl,;粉 2~5份
[0014] a _氧化铝微粉 3~6份 金属铝 5~10份 电熔尖晶石粉 10~15份 Zr02 5 ~10 份 液态酚醛树脂 3~5份；
[0015] 其中，5mm <电恪镁砂粗颗粒粒径< 8mm，3mm <电恪镁砂细颗粒粒径< 5mm，0mm <电熔镁砂细粉粒径< 3mm。
[0016] 进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种真空精炼炉内衬用无铬砖，由以 下重量份组分组成制备而成：
[0017] 电熔镁砂粗颗粒 16份 电熔镁砂细颗粒 23份 电熔镁砂细粉 22份 ZrAh粉 3份 a _氧化错微粉 4份 金属铝 8份 电熔尖晶石粉 13份 ZrO, 8 份 液态酚醛树脂 4份。
[0018] 上述所述一种真空精炼炉内衬用无络砖，其中电恪镁砂中MgO>97wt%，CaO < lwt%，Si02< lwt% ;ZrAl 3粉粒径< 0? 074mm，纯度> 98% ;金属错中 A1 > 98wt% ;电 恪尖晶石粉粒径< 0. 074mm ;20um < Zr02粒径< 50um。
[0019] 本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种制备上述真空精炼炉内衬用无铬 砖的方法。
[0020] 制备上述所述真空精炼炉内衬用无铬砖的方法，包括以下步骤：
[0021] a、将电熔镁砂粗颗粒、电熔镁砂细颗粒和电熔镁砂细粉混匀，预热至500°C以上， 得到镁砂混合料；
[0022] b、将金属铝在700~720°C下熔融后，加入到镁砂混合料中，混匀，直至全部镁砂 颗粒表面涂覆上薄层金属铝为止；
[0023] c、依次加入Zr02、电熔尖晶石粉、a-氧化铝微粉以及2^13粉，混匀40~60min， 再加入液态酚醛树脂，再混35~45min，得到真空精炼炉内衬用无铬砖混合料；
[0024] d、将c步骤得到的真空精炼炉内衬用无铬砖混合料在600MPa压力下压制成无铬 砖砖坯，经100~120°c干燥20~36h后，在200~300°C热处理10~15h，即得真空精炼 炉内衬用无络砖。
[0025] 进一步，上述所述的制备真空精炼炉内衬用无铬砖的方法，为了减少工作量，节约 时间和成本，同时使得混合物料混合更均匀，a步骤中混匀优选采用在转速80~150rpm的 砂衆搅拌机中混料l〇min。
[0026] 上述所述的制备真空精炼炉内衬用无络砖的方法，d步骤中真空精炼炉内衬用无 铬砖砖坯优选经ll〇°C干燥24h。
[0027] 本发明通过在电熔镁砂颗粒表面选择性涂一层金属或者金属合金，高温氧化后形 成原位反应，促进颗粒与基质间的烧结，达到提高强度和致密度的目的，与此同时引入含锆 原料提高抗渣侵性能。相比现有技术，本发明制备的真空精炼炉内衬用无铬砖不仅生产方 法简单，还具有抗渣侵好、高温强度大、致密度较高等特点，因为原料不含铬，对环境友好， 不会对环境和人畜造成伤害，其综合使用性能优于镁铬砖。
【具体实施方式】
[0028] 本发明一种真空精炼炉内衬用无铬砖，由以下重量份组分制备而成：
[0029] 电熔镁砂粗颗粒 15~18翁 电熔镁砂细颗粒 20~25份 电熔镁砂细粉 20~25份 ZrAl4分 2~5份 a -氧化铝微粉 3~6份 金属招 5~10份 电熔尖晶石粉 10~15份 Zr02 5~10 份 液态酚醛树脂 3~5份；