[发明专利]一种无碳铝镁质不烧砖、配制方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种一种无碳铝镁质不烧砖、配制方法及应用，更确切地说本发明涉及优质品种洁净钢冶炼用钢包内衬工作层铁水区耐火材料铝镁质不烧砖、配制方法及应用，尤其涉及一种所述的无碳镁质不烧砖是由电熔刚玉砂、电熔镁砂、预合成的电熔尖晶石砂、氧化铝等超微粉颗粒级配配制而成。属于冶炼优质品种结晶钢冶炼用耐火材料领域。

背景技术

随着市场对钢铁产品的品质要求不断提高，现代钢铁工业技术水平必须不断进步，低碳和超低碳洁净钢成为发展的重点，其中二次精炼所用的钢包是洁净钢冶炼生产过程中的重要设备，采用真空、强搅拌、喷吹氧化剂等方法，通过改善低碳区脱碳的动力学条件，达到降低钢水中碳含量的目的，使其碳含量低达60ppm甚至10ppm。因此要求在耐火材料的使用中必须严格控制其碳含量。且要求钢水的温度不能下降太多，即要求使用的耐火材料具有低的热导率，具有一定的保温性能。

目前，精炼钢包铁水区耐火材料部分以定型铝镁碳砖、铝镁质浇注料为主，由于铝镁碳砖中含有较高含量的碳，易引起钢水增碳，且热导率较高约为10～20W/(m·K)，传热快，热损耗太大，影响了钢水的正常浇注因而限制了其使用；铝镁质浇注料由于浇注、烘烤质量控制要求较高，容易出现烘烤炸裂、局部异常损环等不安全事件，而不便于现场生产管理，且铝镁质浇注料中SiO₂含量通常较高，因此在高温下，易与Al₂O₃、MgO、CaO等组分形成低熔物，对耐火材料的高温使用性能不利，其高温强度及荷重软化温度都将下降，抗侵蚀较差，因此对寿命有一定的影响。

据国内外文献报道，为了取代铝镁碳砖、铝镁质浇注料，人们研究了水玻璃结合、氯氧镁水泥结合等铝镁不烧砖，取得了一定的成绩，其中浙江大学材料与化工学院的程本军研制的不引起钢水增碳，材料热导率低的铝镁不烧砖在酒泉钢铁公司进行了试验。

河北理工大学材料学院牛森森等以各种粒径的棕刚玉、白刚玉、镁砂细粉和α-Al2O3为主要原料，铝凝胶粉为结合剂，研究了了Cr2O3粉加入量对精炼钢包铝镁不烧砖线变化率、抗折强度、耐压强度、显气孔率、体积密度和高温抗折强度的影响，并借助XRD和SEM研究了不烧砖的物相组成和显微结构。

铝镁质无碳不烧砖具有材质高纯，不引起钢水增碳，材料热导率低约为3～5W/(m·K)、生产质量控制容易等优点，因而在优质品种洁净钢冶炼中必将得到广泛应用，所以对铝镁不烧砖性能的研究具有实际意义。

本发明拟通过超微细化基质技术的引用，采用磷酸盐基复合结合剂的优化基质的组成性能和复合添加剂技术的应用，在无碳的情况下机压成型，使其具有较高的密度，超微细化基质促进了材料在使用过程中的烧结。使其在完全避免钢水增碳，降低热损耗的同时，达到并超过铝镁碳砖、铝镁浇注料在钢包铁水区的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无碳铝镁质不烧砖、配制方法及应用。

本发明的特点是通过①磷酸盐基复合结合剂的采用，替代了传统的水玻璃结合剂的使用，有效地避免了SiO₂的引入，减少了高温下低熔物的形成，使其高温强度及荷重软化温度得到保证，抗侵蚀增强；②通过在铝镁质不烧砖中引入超微细化Al₂O₃和MgO粉末，使其在1000℃左右就开始发生固相烧结反应，并生成原位微细化尖晶石相，使不烧砖具有良好的中高温强度，优异的抗渣性和好的热震稳定性能；③通过有机增塑剂和润湿剂的复合添加，显著减少了结合剂中溶剂的加入量，提高材料的塑性，保证了材料的密度，提高了产品半成品成型合格率。

具体组成的质量百分数是：

5-3mm    电熔刚玉砂10-25％

3-1mm    电熔刚玉砂20-40％

≤1mm      电熔刚玉砂10-25％

≤88μm    电熔刚玉砂5-15％

≤1mm      电熔镁砂1-5％

≤25μm    氧化镁微粉1-5％

≤6μm     氧化铝超微粉3-10％

添加剂：   A：增塑剂       0.1～2％

           B：润湿剂       0.1～2％

结合剂(外加)：   复合型六偏磷酸钠溶液   1～5％

从上述组分中可清楚看出：