[发明专利]抗热震和侵蚀性能优良的无碳铝镁机压砖及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗热震和侵蚀性能优良的无碳铝镁机压砖及其制备方法。以质量份计，该无碳铝镁机压砖原料组成包括：活性氧化镁包覆刚玉颗粒55～75份，刚玉细粉15～35份，活性氧化铝粉1～5份，煅烧氧化铝粉1～5份，镁铝超微粉结合剂4～10份，水1.5～4份；以质量份计，活性氧化镁包覆刚玉颗粒的原料组成包括：刚玉颗粒80～95份，活性MgO微粉5～20份，Mg盐结合剂3～8份；活性氧化镁包覆刚玉颗粒的制备方法包括：将活性氧化镁包覆刚玉颗粒的原料加入到造粒机中造粒，干燥，过筛。该无碳铝镁机压砖制备方法包括：将无碳铝镁机压砖的原料混合均匀后压制成生坯，然后将生坯置于150～220℃下烘烤6～12h。

技术领域

本发明涉及炼钢用耐火材料技术领域，具体涉及一种抗热震和侵蚀性能优良的无碳铝镁机压砖及其制备方法。

背景技术

随着钢铁冶炼技术不断发展以及社会对品种钢需求不断提升，精炼钢包工作衬耐火材料从传统含碳产品逐步演变成低碳、超低碳和无碳产品，以满足洁净钢种冶炼需要。钢包作为炼钢厂最重要的热工设备之一，除了盛接和转运钢水外，各种炉外精炼(如LF、RH、VD和VOD等)也是在钢包中完成的，其与钢水接触时间最长，工作衬耐材组成和使用寿命分别对品种钢钢水洁净度和吨钢耐材消耗起着至关重要的作用。

目前精炼钢包工作衬主要采用铝镁质(刚玉-尖晶石质)预制块或浇注料，生产和使用过程中主要存在如下方面不足之处：1)预制块在生产过程中属于人工密集型，生产效率低、噪音大、模具量大，给生产管理过程带来很大的不便；2)预制块显气孔率高、体积密度相对较低，使用过程中高温下钢水和熔渣容易发生渗透过程，造成使用中后期热端部位容易发生结构剥落的问题，从而影响钢包大修寿命。

近年来钢包无碳机压砖的开发工作受到了普遍的重视，如发明专利申请文献CN107117949 A、CN 106747509 A、CN 103539467 A、CN 102515974 A等中都有报道。但上述传统钢包用铝镁质或刚玉尖晶石质机压砖普遍采用有机结合剂如木质素磺酸钙、糊精、羧甲基纤维素、聚糖等，或无机结合剂铝酸钙水泥、六偏磷酸钠、聚磷酸盐、氯化镁溶液、铝镁胶结剂等，有机结合剂的引入能使无碳机压砖在常温下获得较好强度，但中高温下有机结合剂挥发留下气孔，且材料的强度也相对降低。无机结合剂能使无碳机压砖在常温下获得较好强度，中高温下无机结合剂发生分解，使得材料的强度较低。同时，上述无机结合剂会带入有腐蚀性或毒性的挥发份(如Cl、P等元素)，同时还会在材料中引入K₂O、N₂O、CaO、SiO₂等杂质，与无碳机压砖中的Al₂O₃、MgO等反应形成低熔相，从而降低了材料的高温性能和抗钢水和熔渣侵蚀性能。

发明专利CN 108751957 B采用镁铝超微粉作为结合剂，并添加铝镁合金粉，材料在中高温使用过程中基质内部熔融产生塑形相和结合强度，且所形成的尖晶石相尺寸在微纳米级，生成温度更低，产生体积微膨胀填充了材料基质中气孔，使得材料具有结构致密、原料组成纯度高，常温、中温和高温强度高、热震稳定性能好、抗渣侵蚀和渗透性能优异等特点。该方法制备的无碳铝镁机压砖虽原料组成高纯，且基质中生成了较多微纳米级尖晶石相，基质具有非常优异的抗渣侵蚀和渗透性能，但原料占比约70％左右的骨料仍采用刚玉相，使用过程中刚玉骨料容易受到钢水和熔渣的侵蚀，成为最先侵蚀通道，从而影响材料使用寿命。

发明内容

针对上述技术问题以及本领域存在的不足之处，本发明提供了一种抗热震和侵蚀性能优良的无碳铝镁机压砖，具有中高温强度高、抗热震稳定性能好，抗钢水和熔渣侵蚀和渗透性能优异等特点，作为钢包工作衬耐材，能够大幅度延长使用寿命。

一种抗热震和侵蚀性能优良的无碳铝镁机压砖，以质量份计，原料组成包括：

以质量份计，所述活性氧化镁包覆刚玉颗粒的原料组成包括：

刚玉颗粒 80～95份，