一種電爐頂中心區爐蓋及其製備方法
2023-04-28 18:55:16
一種電爐頂中心區爐蓋及其製備方法
【專利摘要】本發明提出了一種電爐頂中心區爐蓋及其製備方法，包括如下重量百分比的組分：骨料50～60％、共磨粉25.6～27.6％、鋁酸鈣水泥5％和鋼纖維2.5％。製備時，將共磨粉、骨粉顆粒混料3分鐘，然後加入鋁酸鈣水泥和鋼纖維，混合8～10分鐘後出料；將預混料加水5.0％～5.3％，攪拌約3分鐘，先預震1分鐘然後加入模具採用下部震動臺，確保排氣充分，表面平整；此後，需常溫養護1天後脫模，脫模後繼續養護3天；烘烤完成後進行檢驗、包裝和入庫。本發明的電爐頂中心區爐蓋具有良好的抵抗鐵水、鐵水渣及鋼水渣的侵蝕性能，具有較好的熱震穩定性，高溫燒結性能，從而減少在使用過程產生的剝落及熔蝕損毀。
【專利說明】一種電爐頂中心區爐蓋及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電爐爐頂中心區耐材技術，特別是指一種電爐頂中心區爐蓋及其製備方法。
【背景技術】
[0002]20世紀50?70年代，電爐爐頂中心區耐材主要使用矽磚砌築，在早期的電爐煉鋼條件下，矽磚具有很多的優點，例如輕質高強度，蠕變速率低，熱震穩定性好，價格低等，獲得穩定廣泛的應用。隨著電爐煉鋼技術的不斷進步，電爐煉鋼強度增大，冶煉溫度不斷升高，原來的矽磚已不能滿足實際條件的需要，因此出現莫來石質、高鋁尖晶石質等一系列的高鋁質耐火磚或耐火澆注料，高鋁質耐火材料耐火度更高，可以滿足高功率電爐煉鋼的要求，一直發展到現在。
[0003]但是近兩年電爐煉鋼出現兌入鐵水量不斷增加的現象，鐵水加入比例的增加以及鐵水質量的波動較大，給電爐爐頂耐材的影響顯著增大，爐頂耐材的使用壽命明顯下降，例如在某鋼廠兌入鐵水比例小於40%，耐材壽命達到300爐以上，當鐵水比例增加到50%?70%，壽命明顯下降，最低僅有40爐左右。針對這種狀況，中國專利200710052641.1公布了一種高鋁質電爐蓋澆注料及其製備方法，鋁含量75?90WT%，藍晶石3?15WT%，通過鋁酸鹽水泥及矽鋁溶膠結合澆築成型。中國專利200710052640.7公布一種氧化鋁質電爐蓋澆注料及其製備方法，主要採用白剛玉，高鋁礬土，鋯剛玉等骨料和藍晶石細粉，氧化鋁細粉等通過鋁酸鈣水泥和矽鋁溶膠結合澆築成型。於文學等在《高鐵水比條件下提高電爐爐蓋壽命的研究》(萊鋼科技，2012，2:6 - 8)中提出鐵水兌入比例高對爐蓋壽命的影響因素如供氧強度大、爐蓋散熱條件差、除塵系統故障等並採取相應工藝優化和改進措施，提高了電爐小爐蓋的使用壽命。陳揚等在《高鐵水兌入比電爐爐蓋用鎂鋁尖晶石澆注料的研製》(耐火材料，2012，46 (5):358 — 360)中針對高貼水兌入比製作鎂鋁尖晶石質澆注料和鋁酸鈣水泥結合高鋁質澆注料進行對比研究。
【發明內容】
[0004]本發明提出一種電爐頂中心區爐蓋及其製備方法，解決了現有電爐煉鋼鐵水兌入比例不斷提高，吹氧強度增加，導致電爐蓋壽命降低的技術問題。
[0005]本發明的技術方案是這樣實現的:
[0006]一種電爐頂中心區爐蓋，包括如下重量百分比的組分:88均化礬土顆粒10%、電熔低碳棕剛玉顆粒25?28%、電熔莫來石顆粒12?15%、紅柱石顆粒15%、電熔白剛玉細粉10?15 %、矽微粉4?8 %、a -Al2O3微粉4%、氧化鉻3 %、防爆纖維0.1 %、減水劑
0.5%、鋁酸鈣水泥5%和鋼纖維2.5%。
[0007]優選的，電熔低碳棕剛玉顆粒，包括如下重量百分比的組分:粒級為8?5mm的電熔低碳棕剛玉10?12%和粒級為5?3mm的電熔低碳棕剛玉15?16%。
[0008]優選的，88均化礬土顆粒的粒級為15?8mm，化學組成重量百分比分別為:Al2O3 ^ 88.0, Fe2O3 ^ 1.55, T12:2.0 ?4.0, S12:5.0 ?6.5。
[0009]優選的，電熔莫來石顆粒的粒級為3?1mm，化學組分重量百分比分別為:Al2O3 彡 70.0, S12:22 ?24.5，Fe2O3 ( 0.5。
[0010]優選的，紅柱石顆粒的粒級為I?Omm ;化學組分重量百分比分別為:Al2O3 彡 58.5，S12:38 ?40.0, T12 ( 0.4，Fe2O3 ( 1.0。
[0011]一種電爐頂中心區爐蓋的製備方法，包括以下步驟:
[0012]第一步，制料:先將電熔白剛玉細粉、矽微粉、a -Al2O3微粉、氧化鉻、防爆纖維和減水劑ADS3，混合均勻，製成共磨粉；在將88均化礬土顆粒、電熔低碳棕剛玉顆粒、電熔莫來石顆粒和和紅柱石顆粒混合均勻，通過高速混碾機製成骨粉；
[0013]第二步，預混料:將共磨粉、骨粉顆粒混料3分鐘，然後加入鋁酸鈣水泥和鋼纖維，其中鋼纖維要均勻散開加入，混合8?10分鐘後出料；
[0014]第三步，成型:將預混料加水5.0%?5.3%，攪拌約3分鐘，先預震I分鐘然後加入模具採用下部震動臺，上部尤其是中心區域同時使用振動棒，確保排氣充分，表面平整；
[0015]第四步，養護:上述成型操作中攪拌機及震動臺根據實際產品大小確定，需常溫養護I天后脫模，脫模後繼續養護3天；
[0016]第五步，烘烤:進窯口溫度不得高於60°C，烘烤時間92小時以上，最高烘烤溫度為350°C?600°C，烘烤完成後進行檢驗、包裝和入庫。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是說明本發明的原理，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，對本專利的工作原理有所了解。
[0018]圖1為本發明實施例所採用配料的粒型及百分比對比圖；
[0019]圖2為本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術原理進行清楚、完整地描述。基於本發明中的技術原理，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的基於本技術原理的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0021]如圖1所示，本發明的一種電爐頂中心區爐蓋，包括如下重量百分比的組分:65%的骨料、25.6?26.6%的共磨粉、5%的鋁酸鈣水泥和2.5%鋼纖維。骨料包括如下重量百分比的組分:10 %的88均化礬土顆粒，25?28 %的電熔低碳棕剛玉顆粒，12?15 %的電熔莫來石顆粒和15%的紅柱石顆粒，共磨粉包括如下重量百分比的組分:10?15%的電熔白剛玉細粉，4%的a -Al2O3微粉，4?8 %的矽微粉，3 %的氧化鉻和0.1 %的防爆纖維和
0.5%的減水劑。
[0022]實施例一:
[0023]本發明實施例一的一種電爐頂中心區爐蓋，包括如下重量百分比的組分:10%的88均化礬土顆粒，其粒級為15?8mm，其化學組成百分比為=Al2O3彡88.0, Fe2O3 ( 1.55，T12:2.0?4.0，S12:5.0?6.5 ;電熔低碳棕剛玉，其粒級有兩種:8?5mm和5?3mm ;粒級為8?5mm的電熔低碳棕剛玉重量比為12%和粒級為5?3mm的電熔低碳棕剛玉重量比為16%，其化學組分的質量百分比均為=Al2O3 ^ 96.0, T12:2.0?2.3，S12 ^ 0.8,Fe2O3彡0.1，Na2CHK2O ( 0.2，粉化率彡0.01% ; 12%的電熔莫來石顆粒，粒級為3?1mm，其化學組分的質量百分比均為=Al2O3彡70.0,S12:22?24.5,Fe2O3 ^ 0.5 ;15%的紅柱石顆粒，其粒級為I?Omm ;其化學組分的質量百分比分別為=Al2O3彡58.5，S12:38?40.0，T12S 0.4，Fe2O3彡1.0 ; 15%的電熔白剛玉細粉，粒級為200目，包含的組分及重量百分比均為=Al2O3彡99.0, S12 ( 0.4，Na2CHK2O彡0.5 ;4%的矽微粉；其化學組分的質量百分比為:Si02^96.0%；4%^ Q-Al2O3微粉，粒級為彡5 μ m，其中a-Al2O3微粉粒度分布曲線為雙峰結構；3%的氧化鉻，粒級為320目；0.1 %的防爆纖維，防爆纖維粒度為4mm，水融性，融化溫度為70°C?80°C ；0.5%的減水劑ADS3 ;5%的鋁酸鈣水泥，其化學組分的質量百分比分別為=Al2O3彡71.0 ；2.5%的鋼纖維，粒級為40mm，為耐熱鋼304纖維，尺寸型號為30?40mmo
[0024]實施例二:
[0025]本發明實施例二的一種電爐頂中心區爐蓋，包括如下重量百分比的組分:10%的88均化礬土顆粒，其粒級為15?8mm，其化學組成百分比為=Al2O3彡88.0, Fe2O3 ( 1.55，T12:2.0?4.0，S12:5.0?6.5 ;25 %的電熔低碳棕剛玉，其粒級有兩種:8?5_和5?3mm;其化學組分的質量百分比均為=Al2O3彡96.0，T12:2.0?2.3，S12 ( 0.8，Fe2O3 ^ 0.1, Na2CHK2O ( 0.2，粉化率彡0.01% ; 15%的電熔莫來石顆粒，粒級為3?1mm，其化學組分的質量百分比均為=Al2O3彡70.0,S12:22?24.5,Fe2O3 ^ 0.5 ;15%的紅柱石顆粒，其粒級為I?Omm ;其化學組分的質量百分比分別為=Al2O3彡58.5，S12:38?40.0，T12S 0.4，Fe2O3彡1.0 ; 15%的電熔白剛玉細粉，粒級為200目，包含的組分及重量百分比均為=Al2O3彡99.0, S12 ( 0.4，Na2CHK2O彡0.5 ;8%的矽微粉；其化學組分的質量百分比為:Si02^96.0%；4%^ Q-Al2O3微粉，粒級為彡5 μ m，其中a-Al2O3微粉粒度分布曲線為雙峰結構；3%的氧化鉻，粒級為320目；0.1 %的防爆纖維，防爆纖維粒度為4mm，水融性，融化溫度為70°C?80°C ；0.5%的減水劑ADS3 ;5%的鋁酸鈣水泥，其化學組分的質量百分比分別為=Al2O3彡71.0 ；2.5%的鋼纖維，粒級為40mm，為耐熱鋼304纖維，尺寸型號為30?40mmo
[0026]如圖2所示，本發明還提供一種電爐頂中心區爐蓋的製備方法，具體包括以下步驟:
[0027]第一步:制料，按照上述電爐頂中心區爐蓋的重量百分比配比，先將電熔白剛玉細粉、矽微粉、a -Al2O3微粉、氧化鉻、防爆纖維和減水劑ADS3，混合均勻，製成共磨粉；在將均化礬土顆粒、電熔低碳棕剛玉顆粒、電熔莫來石顆粒和和紅柱石顆粒混合均勻，製成骨粉；混合設備為高速混碾機。
[0028]第二步:預混料，在生產時，先將共磨粉、骨粉顆粒混料3分鐘，然後加入鋁酸鈣水泥和鋼纖維，其中鋼纖維要均勻散開加入，混合8?10分鐘後出料。
[0029]第三步:成型，生產時將預混料加水5.0%?5.3%，攪拌約3分鐘，先預震I分鐘然後加入模具採用下部震動臺，上部尤其是中心區域同時使用振動棒，確保排氣充分，表面平整。然後養護烘烤即可。
[0030]第四步:養護，上述成型攪拌機及震動臺根據實際產品大小確定；，需常溫養護I天后脫模，脫模後繼續養護3天；
[0031]第五步:烘烤，進窯口溫度不得高於60°C，烘烤時間92小時以上，最高烘烤溫度為350°C?600°C，烘烤完成後進行檢驗、包裝和入庫。
[0032]本發明所述的低碳剛玉尖晶石磚的主要理化指標如下=Al2O3 ^ 70%,S12 ^ 20%。200°C烘後體積密度彡2.8g/cm3，顯氣孔率(110°C X24h) ( 18%，耐壓強度(IlO0C X24h)彡80MPa，線變化率(1500°C X 3h)-0.8?+0.5%。本產品經過150噸電爐試用，鐵水比例50%，使用壽命> 160次，在使用過程中穩定性好，本產品經過50噸電爐使用，鐵水比例> 70 %，使用壽命80爐以上。
[0033]本發明通過電熔莫來石和紅柱石顆粒，使高溫下液相均勻分布於製品中，一方面促進高溫燒結，提高高溫強度，從而具有較好的抗衝刷性能；另一方面一定量液相的存在可顯著提高製品的熱震穩定性，防止熱震作用導致產品的剝落損毀。紅柱石在1400°C左右開始分解為莫來石相和液相伴隨體積膨脹，正好彌補在此溫度下其他原料開始燒結引起的體積收縮，使製品具有較好的體積穩定性。基質中氧化鋁細粉的加入，根據相圖理論分析，基質中合適的Al2OvS12比例可以促進位品與鐵水或鐵渣反應生產Ca0.6Α1203和FeO-Al2O3尖晶石，有利於抵抗熔渣滲透侵蝕內部耐火材料。加入輕燒a-Al2O3微粉，一方面雙峰結構提高澆注料流動性和原料之間填充性，有利於降低加水量和提高製品緻密化；另一方面輕燒微粉具有較高的活性，有利於促進高溫燒結產生高溫強度。
[0034]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種電爐頂中心區爐蓋，其特徵在於，包括如下重量百分比的組分:88均化礬土顆粒10%、電熔低碳棕剛玉顆粒25?28%、電熔莫來石顆粒12?15%、紅柱石顆粒15%、電熔白剛玉細粉10?15%、矽微粉4?8%、C1-Al2O3微粉4%、氧化鉻3%、防爆纖維0.1%,減水劑0.5%、鋁酸鈣水泥5%和鋼纖維2.5%。
2.根據權利要求2所述的電爐頂中心區爐蓋，其特徵在於，所述電熔低碳棕剛玉顆粒，包括如下重量百分比的組分:粒級為8?5mm的電熔低碳棕剛玉10?12%和粒級為5?3mm的電熔低碳棕剛玉15?16%。
3.根據權利要求1所述的電爐頂中心區爐蓋，其特徵在於，所述88均化礬土顆粒的粒級為15?8mm，化學組成重量百分比分別為=Al2O3彡88.07Fe2O3^ 1.55,T12:2.0?4.0，S12:5.0 ?6.5。
4.根據權利要求1所述的電爐頂中心區爐蓋，其特徵在於，所述電熔莫來石顆粒的粒級為3?1mm，化學組分重量百分比分別為=Al2O3 ^ 70.0, S12:22?24.5，Fe2O3彡0.5。
5.根據權利要求1所述的電爐頂中心區爐蓋，其特徵在於，所述紅柱石顆粒的粒級為I?Omm ;化學組分重量百分比分別為=Al2O3彡58.5，S12:38?40.0, T12 ( 0.4，Fe2O3 ^ 1.0。
6.一種電爐頂中心區爐蓋的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟: 第一步，制料:先將電熔白剛玉細粉、矽微粉、C1-Al2O3微粉、氧化鉻、防爆纖維和減水劑ADS3，混合均勻，製成共磨粉；在將88均化礬土顆粒、電熔低碳棕剛玉顆粒、電熔莫來石顆粒和和紅柱石顆粒混合均勻，通過高速混碾機製成骨粉； 第二步，預混料:將共磨粉、骨粉顆粒混料3分鐘，然後加入鋁酸鈣水泥和鋼纖維，其中鋼纖維要均勻散開加入，混合8?10分鐘後出料； 第三步，成型:將預混料加水5.0%?5.3%，攪拌約3分鐘，先預震I分鐘然後加入模具採用下部震動臺，上部尤其是中心區域同時使用振動棒，確保排氣充分，表面平整； 第四步，養護:上述成型操作中攪拌機及震動臺根據實際產品大小確定，需常溫養護I天后脫模，脫模後繼續養護3天； 第五步，烘烤:進窯口溫度不得高於60°C，烘烤時間92小時以上，最高烘烤溫度為350°C?600°C，烘烤完成後進行檢驗、包裝和入庫。
【文檔編號】C04B35/66GK104402469SQ201410640850
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月13日 優先權日:2014年11月13日
【發明者】趙冉, 萬小寶, 劉麗, 任林, 胡玲軍, 劉全超, 王曉東, 劉美榮, 車曉梅 申請人:北京利爾高溫材料股份有限公司