[发明专利]镁尖晶石砖及生产方法和用该砖制备RH炉环流管的方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金用耐火材料领域，特别涉及RH炉用镁尖晶石质环流管及其制造方法。

背景技术

随着世界科技的进步和国民经济发展的需要，高附加值钢种产量不断上升，RH炉精炼处理需承担真空脱碳、吹氧脱碳、喷粉脱硫、温度补偿、均匀钢水温度和成分等多种功能，其炉衬耐火材料长期经受急冷急热、强冲击力、高真空条件及各种碱度渣、合金成分的强烈化学作用，使用条件十分苛刻，在很长一段时间内只有超高温烧成的镁铬砖才能满足其长寿命要求。但镁铬砖生产和使用过程中会产生六价铬离子，其对土壤和地下水存在严重的污染，从而备受社会诟病。

目前替代镁铬砖的RH炉无铬耐材中，研发涉及的有氧化镁-氧化铝质、氧化镁-氧化铝-氧化钛质、氧化镁-氧化铝-氧化锆质、氧化镁-氧化钇质、氧化镁-氧化锆质、氧化镁-锆英石质和镁碳质等，但只有氧化镁-氧化铝质材料已进入工业化应用阶段，产品有刚玉尖晶石质的整体浇注料和镁尖晶石质机压砖。

无铬刚玉尖晶石质整体浇注料主要使用于工况条件最为恶劣的RH炉循环系统，其包含浸渍管和环流管。RH精炼处理时，浸渍管插入钢包所盛钢水之中，环流管则为连接浸渍管和真空槽的纽带。循环系统浇注料采用铝酸钙水泥结合，在使用过程中主要表现为熔损损耗。因环流管遭受钢水的冲刷力度大于浸渍管，而其又隐藏于RH炉内部，外界配套喷补料的喷附效果也不及浸渍管，造成其熔损速度更大，因而与浸渍管寿命不配套，成为影响RH炉长寿化的瓶颈。故有必要开发一种抗熔损性能更好的新材质环流管，以达成与浸渍管寿命同步，实现RH炉整体长寿化的效果。

发明内容

本发明为克服上述不足，开发了一种比刚玉尖晶石质浇注料抗熔损性能更好的RH炉镁尖晶石材质环流管，以达成与浸渍管寿命同步，实现RH炉整体长寿化的效果。

具体实施方案如下：

一种镁尖晶石砖，该砖的制备原料由以下重量百分比含量的原料组分组成：

粒度为8-0mm的电熔镁砂                 71％-78％；

粒度≤0.088mm的电熔镁砂               8％～12％；

粒度为D₅₀≤5μm的镁铝尖晶石微粉       7％-14％；

粒度≤0.088mm的金属Al粉               1％-3％；

粒度≤0.088mm的金属Si粉               0.5％-1.5％；

以及占上述各组分总量2％-5％的有机结合剂。

本发明的镁尖晶石砖，原料组分中优选MgO含量≥97.0％的电熔镁砂。

本发明的镁尖晶石砖，原料组分中优选化学成分以重量百分比计为Al₂O₃为66.0％～88.0％且Al₂O₃+MgO≥98.0％的镁铝尖晶石微粉。

本发明的镁尖晶石砖，原料组分中优选Al含量≥98％的金属Al粉和Si含量≥98％的金属Si粉。

本发明的镁尖晶石砖，原料组分中的有机结合剂是木质素磺酸钙、腐植酸钠、阿拉伯树胶和酚醛树脂中的一种。

本发明的镁尖晶石砖的生产方法，具体步骤如下：将电熔镁砂、镁铝尖晶石微粉、金属Al粉、金属Si粉及有机结合剂按照配比准确称量后在湿碾机中混碾均匀，机压成型，并经180℃-250℃烘烤得到镁尖晶石砖成品。

本发明的镁尖晶石砖成品的化学成分按重量百分比计：Al₂O₃为6～13％，MgO为83～90％，其余为杂质。

利用本发明的镁尖晶石砖制备RH炉环流管的方法，具体步骤如下：将镁尖晶石砖成品打磨平整后，采用镁铝质火泥粘结成环，环外侧再用铁箍箍牢。

本发明所用镁尖晶石砖中含有高纯镁铝尖晶石微粉。镁铝尖晶石微粉的加入一方面可大大提高制品的致密度，进而提高其强度；另一方面尖晶石本身热膨胀系数较镁砂小，并可吸收熔渣中的FeO、MnO等杂质以稠化熔渣，进而改善制品的热态抗剥落性能和抗渣性能。

本发明所用镁尖晶石砖的结合剂可为木质素磺酸钙、腐植酸钠、阿拉伯树胶和酚醛树脂中的任意一种，其一方面起临时结合作用，保证泥料成型，并经低温烘烤后具有一定的强度；另一方面其在高温下碳化形成交织网络结构，可有效改善制品的高温强度和抗热震性能。结合剂加入量控制在2～5％(外加)之内，太少起不到结合作用，太多则会导致制品在高温处理后结构疏松而不耐冲刷。