擋渣塞均質塞頭用耐火澆注料及其製備方法

2023-07-20 14:44:06 1

專利名稱：擋渣塞均質塞頭用耐火澆注料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及轉爐出鋼口設備用材料及其製備方法，尤其屬於生產轉爐出口用的擋渣塞用耐火澆注料及其製備方法。
背景技術：
在轉爐冶煉終結時，全部熔渣均浮在鋼水表面，在轉爐出鋼過程中，尤其是在大部分鋼水排出後，在出鋼口處鋼水會形成較強的渦流，熔渣不可避免地隨鋼水流出。由於熔渣中含有大量的對鋼水有害的成分，並且這些有害成分將隨時重新返回或溶解到鋼水中，影響鋼水的純淨度和最終的鋼材產品質量，同時，大量的熔渣還將以不同的形式消耗合金，降低了鋼水精煉過程的合金收得率。為此，國內外鋼鐵企業均採用轉爐出鋼擋渣技術來控制下渣量。為了提高轉爐擋渣效果，國內外在擋渣技術方面進行了廣泛的研究，自1970年日本發明擋渣球出鋼擋渣方法以來，先後發明了幾十種擋渣方式，其中，擋渣塞以其擋渣成功率高、下渣量少、定位準確的特點得到廣泛的應用。中國專利公開號為CN1453370A公開了一種轉爐出鋼用擋渣錐，是一個由上部的上大下小的圓臺體和下部為上大下小的倒圓錐體組合而成，為了保證擋渣錐的綜合比重介於鋼水與熔渣之間，在擋渣錐內部設有鑄鐵芯，外部為耐火材料層；由此可見，該擋渣錐具有製作工藝複雜、成本較高的不足。此外，中國專利公開號為CN1308139A公開了一種機壓成型擋渣栓的製作方法，具體製作方法是將鋁礬土、鎂砂、矽鐵、鐵礦石、鉻礦石、鋼渣進行破碎篩分，將水玻璃與原材料混合，並在專用模具內機壓成型並乾燥製備擋渣栓頭部；導向杆的製作是將上述原材料與耐火水泥、水混合後，在專用模具中央放置鋼筋，再進行振動成型；此後，將擋渣栓頭部和導向杆組裝成擋渣栓。由此可見，該方法取消了擋渣栓頭部的金屬芯，並採用機壓成型的方法進行頭部成型，簡化了擋渣栓的製備工藝，提高了生產效率。但是，採用矽鐵骨料來提高擋渣栓的綜合密度，由於原材料密度差距大，易導致混合料偏析和擋渣栓重心偏移；同時，矽鐵篩下料難以得到充分利用，導致原材料的浪費；此外，導向杆澆注料中金屬骨料的使用以及骨料的高密度差引起的澆注偏析將增大使用過程中的熔斷可能性，導致擋渣栓漂移而失去擋渣作用。

發明內容
本發明的目的在於克服現有技術中的不足，提供一種性能優良、熱震穩定性好、成本低廉、原材料易得、擋渣塞塞頭部分不需要起配重作用的金屬芯或塊、段，並採用澆注工藝進行塞頭成型，導向杆則採用普通的特級高鋁澆注料與金屬杆進行澆注成型的擋渣塞均質塞頭用耐火澆注料及其製備方法。
實現上述目的的技術措施擋渣塞均質塞頭用耐火澆注料，其特徵在於耐火澆注料主要組分重量百分數為25.0～40.0的增重骨料、餘量為耐火混合料。
其在於增重骨料按重量百分數的組成為金屬屑55.0～75.0，特級高鋁熟料12.0～35.0，棕剛玉4.0～15.0，矽微粉0～3.0，α-Al2O3微粉0～2.0，外加水玻璃5.0～10.0，氟矽酸鈉0.2～1.0，三聚氰胺0～0.2，增重骨料配料粒度為金屬屑0.15～5.0mm，特級高鋁熟料骨料0.15～1.0mm，特級高鋁熟料粉料為180目，棕剛玉粉料為180目。
其在於耐火混合料按重量百分數的組成為特級高鋁熟料27.0～55.0，棕剛玉13.0～33.0，矽微粉0～5.0，α-Al2O3微粉9～18，礬土水泥5.0～10.0，六偏磷酸鈉0～0.1，木質磺酸鈣0～0.3，三聚氰胺0～0.3，澆注料配料粒度為特級高鋁熟料骨料3～0.1mm，棕剛玉粉料為180目。
擋渣塞均質塞頭用耐火澆注料的製備方法，其步驟1)製備增重骨料
a、將金屬屑55.0～75.0，特級高鋁熟料12.0～35.0，棕剛玉4.0～15.0，矽微粉0～3.0，α-Al2O3微粉0～2.0，外加水玻璃5.0～10.0，氟矽酸鈉0.2～1.0，三聚氰胺0～0.2混合併搗打成塊；b、在450℃～800℃溫度條件下將塊狀的增重骨料烘乾2～4小時，使其密度達到3.5～5.5g/cm3；c、將烘乾後的塊狀增重骨料進行破碎並篩分，使其粒度在1～5mm，備用；2)將重量百分數為25.0～40.0的製備好的增重骨料與餘量的耐火混合料進行混合。
本發明通過對轉爐出鋼擋渣塞的擋渣原理研究，發現擋渣塞的外形結構、綜合密度、重心位置是影響擋渣塞使用效果的重要因素，尤其在外形結構一定的條件下，綜合密度、重心位置是很關鍵的。因此，本發明從取消擋渣塞塞頭金屬芯，仍能達煉鋼對擋渣塞的綜合密度、重心位置的要求，並從簡化擋渣塞製備工藝和防止重心偏移的角度出發，採用了能達到擋渣塞耐火澆注料的綜合密度及重心位置要求的耐火澆注料和合理的製備工藝，即將密度高的金屬與耐火原料混合併搗打以增重骨料的方法，從而降低了擋渣塞耐火澆注料各材料間的密度差異，能改善澆注料的混合均勻性，降低了擋渣塞澆注成型過程引起的骨料偏析程度，較好地解決了擋渣塞因偏析導致的重心偏移問題。同時，金屬的採用，能改善澆注料的導熱性能、提高澆注料的熱震穩定性；骨料篩下物還可作為骨料的原料回收利用。
本發明擋渣塞均質塞頭用耐火澆注料及其製備工藝具有如下顯著的優點1.本發明耐火澆注料體積密度高、密度調節範圍寬、結合強度大，可滿足不同結構形式的擋渣塞用耐火澆注料的技術性能要求。採用金屬增重骨料，改善了澆注料的導熱性能，提高了澆注料的熱震穩定性。
2.本發明採取金屬與耐火原料混合搗打增重骨料的方法，降低了擋渣塞耐火澆注料各種原材料間的密度差異，改善澆注料的混合均勻性，降低了擋渣塞澆注成型過程引起的骨料偏析程度，較好地解決了擋渣塞因偏析導致的重心偏移問題，提高了擋渣塞投放的準確性。
3.採用本發明，取消了常規擋渣塞塞頭金屬芯，避免了金屬芯原材料的加工與金屬芯的製作，簡化擋渣塞製備工藝4.本發明所用的原材料來源廣闊，價格低廉。
5.本發明的擋渣塞均質塞頭用耐火澆注料及其製備方法適用於擋渣塞、擋渣球澆注成型。
具體實施例方式
本發明的擋渣塞均質塞頭用耐火澆注料及其製備工方法結合實施例進一步詳述實施例1製備0.5噸擋渣塞均質塞頭用耐火澆注料，其中，增重骨料的組分按重量百分數為金屬屑59，其粒度為0.15～5.0mm、特級高鋁熟料16，其粒度為0.15～1.0mm、特級高鋁熟料13，粒度為180目、棕剛玉12，粒度為180目、水玻璃8、氟矽酸鈉0.5，三聚氰胺0.1；耐火混合料的組分按重量百分數為特級高鋁熟料l8，其粒度為1.0～3.0mm、特級高鋁熟料17，其粒度為0.15～1.0mm、棕剛玉15.0，其粒度為180目、矽微粉1.5、α-Al2O3微粉10.5、625礬土水泥6.0、六偏磷酸鈉0.05、木質磺酸鈣0.1、三聚氰胺0.1。
擋渣塞均質塞頭用耐火澆注料的製備方法，其步驟1)製備增重骨料a、將重量百分比及粒度為金屬屑59，其粒度為0.15～5.0mm、特級高鋁熟料16，其粒度為0.15～1.0mm、特級高鋁熟料13，粒度為180目、棕剛玉12，粒度為180目、水玻璃8、氟矽酸鈉0.5，三聚氰胺0.1混合併搗打成塊；
b、在600℃溫度條件下將塊狀的增重骨料烘乾2.5小時，使其密度達到4.2g/cm3；c、將烘乾後的塊狀增重骨料進行破碎並篩分，使其粒度在1～5mm，備用；2)將重量百分比及粒度為特級高鋁熟料18，其粒度為1.0～3.0mm、特級高鋁熟料17，其粒度為0.15～1.0mm、棕剛玉15.5，其粒度為180目、矽微粉1.5、α-Al2O3微粉10.5、625礬土水泥6.0、六偏磷酸鈉0.05、木質磺酸鈣0.1、三聚氰胺0.1混合而成的耐火混合料按重量百分比為70.0與重量百分比為30.0的製備好的增重骨料進行混合。
通過在110℃×24小時的檢測，本發明擋渣塞均質塞頭用耐火澆注的體積密度為2.93g/cm3。通過製作試樣的斷口觀察，增重骨料分布均勻，達到了改善澆注料混勻性的目的。經用上述塞頭澆注料製作均質塞頭，採用在金屬杆外部澆注普通特級高鋁製作導向杆，其擋渣塞綜合密度達到了技術要求。
實施例2製備0.5噸澆注料，其中，增重骨料的組分按重量百分數為金屬屑72，其粒度為0.15～5.0mm、特級高鋁熟料9，其粒度為0.15～1.0mm、特級高鋁熟料10.5，其粒度為180目、棕剛玉5，其粒度為180目、矽微粉1.5，α-Al2O3微粉2、水玻璃9、氟矽酸鈉0.6、三聚氰胺0.1；耐火混合料的組分按重量百分數為特級高鋁熟料5，其粒度為1.0～3.0mm、特級高鋁熟料17，其粒度為0.15～1.0mm、棕剛玉15.5，其粒度為180目、矽微粉1.5、α-Al2O3微粉10.5、925礬土水泥5.5、六偏磷酸鈉0.05、木質磺酸鈣0.1、三聚氰胺0.1。
擋渣塞均質塞頭用耐火澆注料的製備方法，其步驟1)製備增重骨料a、將重量百分比及粒度為金屬屑72，其粒度為0.15～5.0mm、特級高鋁熟料9，其粒度為0.15～1.0mm、特級高鋁熟料10.5，其粒度為180目、棕剛玉5，其粒度為180目、矽微粉1.5，α-Al2O3微粉2、水玻璃9、氟矽酸鈉0.6、三聚氰胺0.1混合併搗打成塊；b、在760℃溫度條件下將塊狀的增重骨料烘乾3.5小時，使其密度達到4.8g/cm3；c、將烘乾後的塊狀增重骨料進行破碎並篩分，使其粒度在1～5mm，備用；2)將重量百分比及粒度為特級高鋁熟料5，其粒度為1.0～3.0mm、特級高鋁熟料17，其粒度為0.15～1.0mm、棕剛玉15.5，其粒度為180目、矽微粉1.5、α-Al2O3微粉10.5、925礬土水泥5.5、六偏磷酸鈉0.05、木質磺酸鈣0.1、三聚氰胺0.1混合而成的耐火混合料按重量百分比為65.0與重量百分比為35.0的製備好的增重骨料進行混合。
通過在110℃×24小時的檢測，本發明擋渣塞均質塞頭用耐火澆注的體積密度為3.15g/cm3，達到了密度要求。通過製作試樣的斷口觀察，增重骨料分布均勻，達到了改善澆注料混勻性的目的。採用上述塞頭澆注料製作均質塞頭，採用在金屬杆外部澆注普通特級高鋁製作導向杆，其擋渣塞綜合密度達到了技術要求。
權利要求
1.擋渣塞均質塞頭用耐火澆注料，其特徵在於耐火澆注料主要組分重量百分數為25.0～40.0的增重骨料、餘量為耐火混合料。
2.根據權利要求1所述的擋渣塞均質塞頭用耐火澆注料，其特徵在於增重骨料按重量百分數的組成為金屬屑55.0～75.0，特級高鋁熟料12.0～35.0，棕剛玉4.0～15.0，矽微粉0～3.0，α-Al2O3微粉0～2.0，外加水玻璃5.0～10.0，氟矽酸鈉0.2～1.0，三聚氰胺0～0.2，增重骨料配料粒度為金屬屑0.15～5.0mm，特級高鋁熟料骨料0.15～1.0mm，特級高鋁熟料粉料為180目，棕剛玉粉料為180目。
3.根據權利要求1所述的擋渣塞均質塞頭用耐火澆注料，其特徵在於耐火混合料按重量百分數的組成為特級高鋁熟料27.0～55.0，棕剛玉13.0～33.0，矽微粉0～5.0，α-Al2O3微粉9～18，礬土水泥5.0～10.0，六偏磷酸鈉0～0.1，木質磺酸鈣0～0.3，三聚氰胺0～0.3，澆注料配料粒度為特級高鋁熟料骨料3.0～0.1mm，棕剛玉粉料為180目。
4.擋渣塞均質塞頭用耐火澆注料的製備方法，其步驟1)製備增重骨料a、將金屬屑55.0～75.0，特級高鋁熟料12.0～35.0，棕剛玉4.0～15.0，矽微粉0～3.0，α-Al2O3微粉0～2.0，外加水玻璃5.0～10.0，氟矽酸鈉0.2～1.0，三聚氰胺0～0.2混合併搗打成塊；b、在450℃～600℃溫度條件下將塊狀的增重骨料烘乾2～4小時，使其密度達到3.5～5.5g/cm3；c、將烘乾後的塊狀增重骨料進行破碎並篩分，使其粒度在1～5mm，備用；2)將重量百分數為25.0～40.0的製備好的增重骨料與餘量的耐火混合料進行混合。
全文摘要
本發明涉及擋渣塞塞頭用耐火澆注料及其製備方法。其解決目前存在的製備工藝複雜或原材料密度差距大，易導致混合料偏析等不足。技術措施耐火澆注料主要組分重量百分數為25.0～40.0的增重骨料、餘量為耐火混合料；製備方法1)製備增重骨料將金屬屑55.0～75.0，特級高鋁熟料12.0～35.0，棕剛玉4.0～15.0，矽微粉0～3.0，α－Al
文檔編號C04B14/02GK1760159SQ20051001967
公開日2006年4月19日 申請日期2005年10月27日 優先權日2005年10月27日
發明者歐陽德剛, 胡清明, 羅安智, 張愛平 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司