一種特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚及其制備方法和應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚及其制備方法和應(yīng)用，該鋼包透氣磚由以下按照重量份的原料組成：黑剛玉48?56份、硝酸鎳5?12份、蒙脫石24?32份、酚醛樹脂10?18份、正硅酸丙酯40?48份。將蒙脫石粉末與黑剛玉粉末混合研磨，然后加入正硅酸丙酯加熱攪拌，然后加入硝酸鎳粉末以及去離子水加熱攪拌，超聲處理、烘干即得預(yù)處理料；將預(yù)處理料與酚醛樹脂粉末混合均勻，再加入去離子水澆注成型、帶模養(yǎng)護(hù)、脫模高溫處理即得。本發(fā)明制得的鋼包透氣磚具有強(qiáng)度高、透氣性好、熱震穩(wěn)定性強(qiáng)、耐沖刷、抗鋼渣的滲透好和抗侵蝕性優(yōu)異的特點(diǎn)。
【專利說明】
一種特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚及其制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及鋼包透氣磚技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著特殊鋼冶金技術(shù)及爐外精煉工藝的發(fā)展，通過鋼包透氣磚向鋼液中吹入氫氣等惰性氣體，充分?jǐn)嚢桎撍?，能快速、均勻地熔化添加在鋼水中的各種材料，以達(dá)到去除有害雜質(zhì)和提高鋼水潔凈度的目的。隨著鋼包的逐漸大型化以及冶煉溫度的提高和冶煉時(shí)間的延長(zhǎng)，耐火材料的使用環(huán)境越來越惡劣，這對(duì)鋼包用耐火材料提出了更高的要求。由于透氣磚在鋼包中的位置及環(huán)境比較特殊，對(duì)其壽命、吹氣成功率、透氣量要求較高，目前鋼包底吹透氣磚己成為限制鋼包壽命提高的瓶頸因素。早期的透氣磚中使用的堿性材料(MgO)存在剝落性差和耐熱沖擊性差的問題，故目前很少使用這種產(chǎn)品。相比之下，剛玉質(zhì)材料具有良好的高溫性能、抗熱震性以及對(duì)鋼水潤(rùn)濕角比較大的特點(diǎn)，已經(jīng)成為代替鎂質(zhì)材料的主要材質(zhì)。但由于純剛玉質(zhì)透氣磚在使用中抗侵蝕性能差，剝落掉塊嚴(yán)重，在燒成過程中和Al2O3發(fā)生反應(yīng)生成尖晶石，導(dǎo)致材料的膨脹系數(shù)增大而組織致密化，雖使透氣磚的耐侵蝕性和抗氧化性提高，但其透氣性受到嚴(yán)重影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種強(qiáng)度高、透氣性好、熱震穩(wěn)定性強(qiáng)、耐沖刷、抗鋼渣的滲透好和抗侵蝕性優(yōu)異的特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚及其制備方法和應(yīng)用，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚，由以下按照重量份的原料組成:黑剛玉48-56份、硝酸鎳5-12份、蒙脫石24-32份、酚醛樹脂10-18份、正硅酸丙酯40-48份。
[0005]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚，由以下按照重量份的原料組成:黑剛玉50-54份、硝酸鎳7-10份、蒙脫石26-30份、酚醛樹脂12-16份、正硅酸丙酯42-46份。
[0006]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚，由以下按照重量份的原料組成:黑剛玉52份、硝酸鎳9份、蒙脫石28份、酚醛樹脂14、正硅酸丙酯44份。
[0007]所述特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚的制備方法，由以下步驟組成:
1)將黑剛玉、硝酸鎳、蒙脫石、酚醛樹脂分別粉碎、過200目篩，制得黑剛玉粉末、硝酸鎳粉末、蒙脫石粉末、酚醛樹脂粉末；
2)將蒙脫石粉末與黑剛玉粉末混合并研磨30-40min，然后加入正硅酸丙酯，在50-60°C下加熱攪拌處理20-30min，然后加入硝酸鎳粉末以及蒙脫石質(zhì)量8-12倍的去離子水，在50-60°C下加熱攪拌20-30min后，并在該溫度下進(jìn)行超聲處理50-60min，超聲功率為800W，100-105°C下烘干即得預(yù)處理料； 3)將預(yù)處理料與酚醛樹脂粉末混合均勻，再加入原料總質(zhì)量3-4%的去離子水，攪拌均勻后澆注成型，制得生坯;在55-60°C下帶模養(yǎng)護(hù)1h后脫模;脫模后的坯體在氫氣氛圍下在15-20min的時(shí)間內(nèi)升溫至110-120°C，并在該溫度下保溫10-20min;再在50-60min的時(shí)間內(nèi)升溫至400-450°C，并在該溫度下保溫1-1.5h;然后將氫氣換成氬氣，在30-40min內(nèi)升溫至750-800°C，并在該溫度下保溫20-30min;再在30-40min的時(shí)間中升溫至1100-1200°C，并在該溫度下保溫4_5h，即得鋼包透氣磚。
[0008]所述透氣磚在特殊鋼冶煉用鋼包中的應(yīng)用。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明中將蒙脫石與黑剛玉通過正硅酸丙酯預(yù)處理，使-S1-進(jìn)入蒙脫石與黑剛玉中，與黑剛玉中的A1203形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的化學(xué)鍵，鎳離子在超聲條件下進(jìn)入分層的蒙脫石與黑剛玉中，經(jīng)高溫煅燒后還原為Ni，并與Al、0、S1、形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的化學(xué)鍵，從而使其強(qiáng)度高、透氣性好、熱震穩(wěn)定性強(qiáng)、耐沖刷、抗鋼渣的滲透好和抗侵蝕性優(yōu)異的特點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0011]實(shí)施例1
本發(fā)明實(shí)施例中，一種特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚，由以下按照重量份的原料組成:黑剛玉48份、硝酸鎳5份、蒙脫石24份、酚醛樹脂10份、正硅酸丙酯40份。
[0012]將黑剛玉、硝酸鎳、蒙脫石、酚醛樹脂分別粉碎、過200目篩，制得黑剛玉粉末、硝酸鎳粉末、蒙脫石粉末、酚醛樹脂粉末。將蒙脫石粉末與黑剛玉粉末混合并研磨30min，然后加入正硅酸丙酯，在50°C下加熱攪拌處理20min，然后加入硝酸鎳粉末以及蒙脫石質(zhì)量8倍的去離子水，在50°C下加熱攪拌20min后，并在該溫度下進(jìn)行超聲處理50min，超聲功率為800W，100°C下烘干即得預(yù)處理料。將預(yù)處理料與酚醛樹脂粉末混合均勻，再加入原料總質(zhì)量3%的去離子水，攪拌均勻后澆注成型，制得生坯;在55°C下帶模養(yǎng)護(hù)1h后脫模;脫模后的還體在氫氣氛圍下在15min的時(shí)間內(nèi)升溫至110°C，并在該溫度下保溫1min;再在50min的時(shí)間內(nèi)升溫至400°C，并在該溫度下保溫Ih;然后將氫氣換成氬氣，在30min內(nèi)升溫至750°C，并在該溫度下保溫20min;再在30min的時(shí)間中升溫至1100°C，并在該溫度下保溫4h，即得鋼包透氣磚。
[0013]本發(fā)明實(shí)施例所制得的特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚經(jīng)檢測(cè):耐壓強(qiáng)度為150-160MPa;抗折強(qiáng)度為27-32MPa; 1100°C水冷熱震>45次;使用壽命>31次。
[0014]實(shí)施例2
本發(fā)明實(shí)施例中，一種特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚，由以下按照重量份的原料組成:黑剛玉56份、硝酸鎳12份、蒙脫石32份、酚醛樹脂18份、正硅酸丙酯48份。
[0015]將黑剛玉、硝酸鎳、蒙脫石、酚醛樹脂分別粉碎、過200目篩，制得黑剛玉粉末、硝酸鎳粉末、蒙脫石粉末、酚醛樹脂粉末。將蒙脫石粉末與黑剛玉粉末混合并研磨40min，然后加入正硅酸丙酯，在60°C下加熱攪拌處理30min，然后加入硝酸鎳粉末以及蒙脫石質(zhì)量12倍的去離子水，在60°C下加熱攪拌30min后，并在該溫度下進(jìn)行超聲處理60min，超聲功率為800W，105°C下烘干即得預(yù)處理料。將預(yù)處理料與酚醛樹脂粉末混合均勻，再加入原料總質(zhì)量4%的去離子水，攪拌均勻后澆注成型，制得生坯;在60°C下帶模養(yǎng)護(hù)1h后脫模;脫模后的坯體在氫氣氛圍下在20min的時(shí)間內(nèi)升溫至120°C，并在該溫度下保溫20min;再在60min的時(shí)間內(nèi)升溫至450°C，并在該溫度下保溫1.5h;然后將氫氣換成氬氣，在40min內(nèi)升溫至800°C，并在該溫度下保溫30min;再在40min的時(shí)間中升溫至1200°C，并在該溫度下保溫5h，SP得鋼包透氣磚。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例所制得的特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚經(jīng)檢測(cè):耐壓強(qiáng)度為155-163MPa;抗折強(qiáng)度為28-33MPa ； 1100°C水冷熱震>47次;使用壽命>32次。
[0017]實(shí)施例3
本發(fā)明實(shí)施例中，一種特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚，由以下按照重量份的原料組成:黑剛玉50份、硝酸鎳7份、蒙脫石26份、酚醛樹脂12份、正硅酸丙酯42份。
[0018]將黑剛玉、硝酸鎳、蒙脫石、酚醛樹脂分別粉碎、過200目篩，制得黑剛玉粉末、硝酸鎳粉末、蒙脫石粉末、酚醛樹脂粉末。將蒙脫石粉末與黑剛玉粉末混合并研磨35min，然后加入正硅酸丙酯，在55°C下加熱攪拌處理25min，然后加入硝酸鎳粉末以及蒙脫石質(zhì)量10倍的去離子水，在55°C下加熱攪拌25min后，并在該溫度下進(jìn)行超聲處理55min，超聲功率為800W，105°C下烘干即得預(yù)處理料。將預(yù)處理料與酚醛樹脂粉末混合均勻，再加入原料總質(zhì)量3.5%的去離子水，攪拌均勻后澆注成型，制得生坯;在58°C下帶模養(yǎng)護(hù)1h后脫模;脫模后的還體在氫氣氛圍下在20min的時(shí)間內(nèi)升溫至115°C，并在該溫度下保溫15min;再在55min的時(shí)間內(nèi)升溫至425°C，并在該溫度下保溫1.2h;然后將氫氣換成氬氣，在35min內(nèi)升溫至775°C，并在該溫度下保溫25min;再在35min的時(shí)間中升溫至1150°C，并在該溫度下保溫4.5h，即得鋼包透氣磚。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例所制得的特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚經(jīng)檢測(cè):耐壓強(qiáng)度為160-170MPa;抗折強(qiáng)度為29-34MPa ； 1100°C水冷熱震>49次;使用壽命>33次。
[0020]實(shí)施例4
本發(fā)明實(shí)施例中，一種特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚，由以下按照重量份的原料組成:黑剛玉54份、硝酸鎳10份、蒙脫石30份、酚醛樹脂16份、正硅酸丙酯46份。
[0021]將黑剛玉、硝酸鎳、蒙脫石、酚醛樹脂分別粉碎、過200目篩，制得黑剛玉粉末、硝酸鎳粉末、蒙脫石粉末、酚醛樹脂粉末。將蒙脫石粉末與黑剛玉粉末混合并研磨35min，然后加入正硅酸丙酯，在55°C下加熱攪拌處理25min，然后加入硝酸鎳粉末以及蒙脫石質(zhì)量10倍的去離子水，在55°C下加熱攪拌25min后，并在該溫度下進(jìn)行超聲處理55min，超聲功率為800W，105°C下烘干即得預(yù)處理料。將預(yù)處理料與酚醛樹脂粉末混合均勻，再加入原料總質(zhì)量3.5%的去離子水，攪拌均勻后澆注成型，制得生坯;在58°C下帶模養(yǎng)護(hù)1h后脫模;脫模后的還體在氫氣氛圍下在20min的時(shí)間內(nèi)升溫至115°C，并在該溫度下保溫15min;再在55min的時(shí)間內(nèi)升溫至425°C，并在該溫度下保溫1.2h;然后將氫氣換成氬氣，在35min內(nèi)升溫至775°C，并在該溫度下保溫25min;再在35min的時(shí)間中升溫至1150°C，并在該溫度下保溫4.5h，即得鋼包透氣磚。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例所制得的特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚經(jīng)檢測(cè):耐壓強(qiáng)度為162-17 IMPa;抗折強(qiáng)度為30-35MPa ； 1100°C水冷熱震>50次;使用壽命>34次。
[0023]實(shí)施例5
本發(fā)明實(shí)施例中，一種特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚，由以下按照重量份的原料組成:黑剛玉52份、硝酸鎳9份、蒙脫石28份、酚醛樹脂14、正硅酸丙酯44份。
[0024]將黑剛玉、硝酸鎳、蒙脫石、酚醛樹脂分別粉碎、過200目篩，制得黑剛玉粉末、硝酸鎳粉末、蒙脫石粉末、酚醛樹脂粉末。將蒙脫石粉末與黑剛玉粉末混合并研磨35min，然后加入正硅酸丙酯，在55°C下加熱攪拌處理25min，然后加入硝酸鎳粉末以及蒙脫石質(zhì)量10倍的去離子水，在55°C下加熱攪拌25min后，并在該溫度下進(jìn)行超聲處理55min，超聲功率為800W，105°C下烘干即得預(yù)處理料。將預(yù)處理料與酚醛樹脂粉末混合均勻，再加入原料總質(zhì)量3.5%的去離子水，攪拌均勻后澆注成型，制得生坯;在58°C下帶模養(yǎng)護(hù)1h后脫模;脫模后的還體在氫氣氛圍下在20min的時(shí)間內(nèi)升溫至115°C，并在該溫度下保溫15min;再在55min的時(shí)間內(nèi)升溫至425°C，并在該溫度下保溫1.2h;然后將氫氣換成氬氣，在35min內(nèi)升溫至775°C，并在該溫度下保溫25min;再在35min的時(shí)間中升溫至1150°C，并在該溫度下保溫4.5h，即得鋼包透氣磚。
[0025]本發(fā)明實(shí)施例所制得的特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚經(jīng)檢測(cè):耐壓強(qiáng)度為163-174MPa;抗折強(qiáng)度為32-35MPa ； 1100°C水冷熱震>53次;使用壽命>38次。
[0026]對(duì)比例I
除不含有正硅酸丙酯外，其配方及制備過程與實(shí)施例5—致。
[0027]本對(duì)比例所制得的特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚經(jīng)檢測(cè):耐壓強(qiáng)度為90_95MPa;抗折強(qiáng)度為15_18MPa; 1100°C水冷熱震>28次;使用壽命>20次。
[0028]對(duì)比例2
僅含有黑剛玉、正硅酸丙酯，其配方及制備過程與實(shí)施例5—致。
[0029]本對(duì)比例所制得的特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚經(jīng)檢測(cè):耐壓強(qiáng)度為60_63MPa;抗折強(qiáng)度為10_12MPa; 1100°C水冷熱震>19次;使用壽命>16次。
[0030]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
[0031]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚，其特征在于，由以下按照重量份的原料組成:黑剛玉48-56份、硝酸鎳5-12份、蒙脫石24-32份、酚醛樹脂10-18份、正硅酸丙酯40-48份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚，其特征在于，由以下按照重量份的原料組成:黑剛玉50-54份、硝酸鎳7-10份、蒙脫石26-30份、酚醛樹脂12-16份、正硅酸丙酯42-46份。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚，其特征在于，由以下按照重量份的原料組成:黑剛玉52份、硝酸鎳9份、蒙脫石28份、酚醛樹脂14、正硅酸丙酯44份。4.一種如權(quán)利要求1-3任一所述的特殊鋼冶煉用鋼包透氣磚的制備方法，其特征在于，由以下步驟組成: 1)將黑剛玉、硝酸鎳、蒙脫石、酚醛樹脂分別粉碎、過200目篩，制得黑剛玉粉末、硝酸鎳粉末、蒙脫石粉末、酚醛樹脂粉末； 2)將蒙脫石粉末與黑剛玉粉末混合并研磨30-40min，然后加入正硅酸丙酯，在50-60°C下加熱攪拌處理20-30min，然后加入硝酸鎳粉末以及蒙脫石質(zhì)量8-12倍的去離子水，在50-60°C下加熱攪拌20-30min后，并在該溫度下進(jìn)行超聲處理50-60min，超聲功率為800W，100-105°C下烘干即得預(yù)處理料； 3)將預(yù)處理料與酚醛樹脂粉末混合均勻，再加入原料總質(zhì)量3-4%的去離子水，攪拌均勻后澆注成型，制得生坯;在55-60°C下帶模養(yǎng)護(hù)1h后脫模;脫模后的坯體在氫氣氛圍下在15-20min的時(shí)間內(nèi)升溫至110-120°C，并在該溫度下保溫10-20min;再在50-60min的時(shí)間內(nèi)升溫至400-450°C，并在該溫度下保溫1-1.5h;然后將氫氣換成氬氣，在30-40min內(nèi)升溫至750-800°C，并在該溫度下保溫20-30min;再在30-40min的時(shí)間中升溫至1100-1200°C，并在該溫度下保溫4_5h，即得鋼包透氣磚。5.如權(quán)利要求1-3任一所述的透氣磚在特殊鋼冶煉用鋼包中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C04B35/101GK106007752SQ201610339312
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月23日
【發(fā)明人】魏倩
【申請(qǐng)人】魏倩