[发明专利]一种铁水包包壁用不烧Al2O3‑Cr7C3砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于铁水包包壁用不烧砖技术领域。具体涉及一种铁水包包壁用不烧Al₂O₃-Cr₇C₃砖及其制备方法。

背景技术

铁水包是一种敞开式运送和冶炼铁水的设备。当装运铁水时，铁水包包壁要经受高温、热冲击和炉渣-铁水的化学侵蚀等作用；倒出铁水时，铁水包包壁的温度又迅速降低。总体而言，铁水包包壁用耐火材料服役条件苛刻，随着钢铁冶炼水平的发展（如“三脱”工艺），进一步降低了铁水包包壁用耐火材料的使用寿命。因此，“低成本、高性能”成为了铁水包包壁用耐火材料的发展方向。

目前，铁水包包壁用耐火材料主要为粘土/高铝砖、镁碳砖和氧化铝-碳化硅-碳砖。

选用粘土/高铝砖作为铁水包包壁用耐火材料，制备工艺简单，成本低廉，但粘土/高铝砖抗热震性和抗熔渣侵蚀性较差，多用于不进行“三脱”处理的铁水包。

选用镁碳砖作为铁水包包壁用耐火材料，其抗热震性能、抗碱性熔渣侵蚀和渗透性能较好，但抗酸性熔渣侵蚀能力差，仅适用于以CaO系溶剂为主进行铁水预处理的铁水包。

氧化铝-碳化硅-碳砖是当前大多数钢铁厂广泛使用的铁水包包壁用耐火材料。一般以特级高铝矾土/烧结刚玉/电熔刚玉、高纯SiC和高纯石墨为主要原料，或引入少量Si₃N₄细粉，外加金属铝粉或硅粉等为防氧化剂，树脂为结合剂，经混合、成型后制得氧化铝-碳化硅-碳砖。选用氧化铝-碳化硅-碳砖，其耐火度高，且石墨的导热性能好，大大提高了制品的抗热震性和抗剥落性，而SiC的引入一方面增强了制品的抗冲刷性能和耐磨性，另一方面起到防止石墨氧化的作用。但不可避免，氧化铝-碳化硅-碳砖中的SiC和石墨均易发生氧化，形成CO₂气体而逸出，在砖体内留下气孔，大大降低了氧化铝-碳化硅-碳砖的致密度，进而降低了砖体抗熔渣-铁水的侵蚀能力，损害了氧化铝-碳化硅-碳砖的使用寿命。此外，制备氧化铝-碳化硅-碳砖的原料、抗氧化剂、添加剂、结合剂等品种较多，增大了氧化铝-碳化硅-碳砖的生产成本。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种生产成本低、工艺简单的铁水包包壁用不烧Al₂O₃-Cr₇C₃砖的制备方法，用该方法制备的铁水包包壁用不烧Al₂O₃-Cr₇C₃砖致密度高、抗熔渣侵蚀性强和热震稳定性好。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案中，所述不烧Al₂O₃-Cr₇C₃砖的原料及其含量是：以55~60wt%的铬铁渣颗粒为骨料，以6~8wt%的铬铁渣细粉、1~3wt%的ρ-Al₂O₃细粉和32~37wt%的Cr₇C₃细粉为基质料。

按所述原料及其含量，先将基质料混合3~5分钟，将混合后的基质料加入骨料中，混合5~8分钟；再外加占所述原料4~6wt%的热固性酚醛树脂和1~4wt%的硅溶胶，混合10~15分钟，机压成型，然后在30~35℃条件下养护10~12小时，在200~220℃条件下保温12~24小时，制得铁水包包壁用不烧Al₂O₃-Cr₇C₃砖。

所述铬铁渣为冶炼铬铁合金所产生的炉渣，铬铁渣的主要物相为刚玉；铬铁渣的主要化学成分是：Al₂O₃为85~90wt%，Cr₂O₃为5~8wt%，MgO＜0.5wt%，Fe₂O₃＜0.3wt%。

所述铬铁渣颗粒的粒度为0.1~5mm。

所述铬铁渣细粉的粒度为0.088~0.1mm。

所述ρ-Al₂O₃细粉中的Al₂O₃＞99wt%；ρ-Al₂O₃细粉的粒径为0.1~1μm。