[发明专利]一种复合座砖及其制备工艺

说明书

本发明涉及一种复合座砖及其制备工艺。复合座砖双层设计：在工作层采用优异抗侵蚀、耐磨性和抗热震性的重质浇注料；非工作层采用具有保温功能的轻质浇注料。非工作层占总高度的1/3~1/2。工作层和非工作层采用相同或相似的镁尖晶石材质，高温处理时体积变化同步。工作层和非工作层一次浇注整体成形，结合强度好。浇注时把座砖翻过来浇注，使重质层在下，轻质层在上。

技术领域

本发明涉及一种复合座砖及其制备工艺，属于无机非金属材料学科耐火材料领域。

背景技术

炉外精炼时最高温度达到1750℃、吹氩时间长，熔渣碱度变化等恶劣工况，对钢包耐火材料的损害很大，尤其对钢包用透气砖、座砖等功能性元件。高温下酸性渣渗透性很强，而碱性渣的侵蚀性很强；精炼时常采用强制搅拌，湍流的钢水对座砖的磨损也非常严重；间歇性的操作，温度波动大，极易产生热剥落和结构剥落。苛刻的服役工况对透气砖座砖的抗侵蚀性、耐磨性、抗热震性要求非常高，目前使用的刚玉质、铬刚玉质的透气砖座砖由于氧化铝的两性氧化物特性，刚玉在高温下易和碱反应，导致刚玉质透气砖座砖抗碱侵蚀能力很差，难以适应钙处理钢、高氧钢、优质钢、沸腾钢、镇静钢、半镇静钢等特种钢炉外精炼的要求，透气砖座砖的使用寿命短，成为制约钢包长寿的薄弱环节。另外，由于透气砖座砖的保温性能差，使得透气砖夹钢容易凝固，需要通过吹氧轻烧，加速了透气砖的损毁。本发明通过对透气砖座砖的成分和结构设计解决以上所说的磨损、烧损、侵蚀等问题，提高座砖的使用寿命。同时，提高座砖的保温效果，减少座砖内透气砖夹钢冷凝，减少吹氧，提高内芯透气砖的寿命。

发明内容

本发明采用双层复合砖结构设计，在工作层（记为A）采用优异抗侵蚀、耐磨性和抗热震性的重质浇注料，非工作层（记为B）采用具有保温功能的轻质浇注料，非工作层占总高度的1/3~1/2，如图1。工作层和非工作层采用相似的材质，高温处理时体积变化近似同步。工作层和非工作层一次浇注整体成形，结合强度好。浇注时把座砖翻过来浇注，使重质层在下，轻质层在上，如图2。

本发明的复合座砖的工作层A，按照质量百分比计，各原料组成如下：

（1）粒度5~3mm的电熔镁砂，21~38%；

（2）粒度3~1 mm 的电熔镁砂，13~26%；

（3）粒度1~0.5 mm 的介孔氧化铝，8~15%；

（4）粒度0.5~0.088 mm 的介孔氧化铝，12~22%；

（5）粒度≤0.020mm的镁铝尖晶石粉，17~25%；

（6）粒度≤0.010mm的苏州白泥，1~2%；

（7）外加结合剂ρ-Al₂O₃，+2.5~3%。

（8）外加减水剂聚羧酸，+0.2~0.3%；

本发明的复合座砖非工作层B，按照质量百分比计，各原料组成如下：

（1）粒度3~2㎜的M60 矾土基烧结莫来石，12~25 %；

（2）粒度2~1㎜的M60 矾土基烧结莫来石，15~28 %；

（3）粒度1~0.5 mm 的介孔氧化铝，6~20%；

（4）粒度0.5~0.088 mm 的介孔氧化铝，17~26%；

（5）粒度≤0.045mm的红柱石，3~12%；

（6）粒度≤0.010mm的苏州白泥，5~10%；

（7）粒度≤0.010mm的碳酸镁，6~15%；

（8）外加结合剂ρ-Al₂O₃，+2.5~3%；