專利名稱：一種高熱震穩(wěn)定性的剛玉透氣座磚及生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于鋼鐵冶煉中向鋼包內(nèi)鋼水吹氬氣工藝的剛玉透氣座磚，特別是指一種高熱震穩(wěn)定性的剛玉透氣座磚及生產(chǎn)方法；屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域。 技術(shù)背景材料抵抗溫度驟變而不破壞，即不生成裂紋、剝落、裂縫、碎塊的性能，稱為熱震穩(wěn)定性，也叫耐急冷急熱性。透氣座磚是砌在盛鋼桶底部，固定透氣磚的耐火質(zhì)磚。透氣座磚對(duì)透氣磚使用非常關(guān)鍵，它最基本的作用在于固定透氣磚，并使透氣磚更換變得簡(jiǎn)單、高效，同時(shí)座磚能夠保護(hù)透氣磚免受高溫鋼水的直接物理沖刷和化學(xué)侵蝕，座磚還能夠減緩鋼水對(duì)透氣芯的熱沖擊，使透氣芯內(nèi)部溫度梯度減少，降低由于溫度梯度產(chǎn)生的熱應(yīng)力。透氣座磚在使用過程中本身由于抗熱震穩(wěn)定性較差，經(jīng)常出現(xiàn)開裂、剝落甚至斷裂情況。特別對(duì)于中小型鋼廠， 由于生產(chǎn)的連續(xù)性差，溫度變化頻繁，變化范圍大而造成透氣座磚的開裂、剝落以及斷裂情況特別嚴(yán)重，極大地影響了透氣磚的使用壽命，增大了生產(chǎn)及漏鋼事故發(fā)生的可能性，因而，生產(chǎn)出高熱震穩(wěn)定性的透氣座磚非常有現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種組分配比合理、生產(chǎn)制造簡(jiǎn)單、制備的透氣座磚具備高熱震穩(wěn)定性的的剛玉透氣座磚及生產(chǎn)方法。本發(fā)明一種高熱震穩(wěn)定性的剛玉透氣座磚，由下述組分按重量百分比組成混合剛玉75 90，含鎂材料2. 5 10，結(jié)合劑2. 5 8，三氧化二鉻2 6，減水劑0.1 0.7，防爆劑0.1 2%。本發(fā)明一種高熱震穩(wěn)定性的剛玉透氣座磚中，所述剛玉選自板狀剛玉、致密剛玉、 白剛玉、棕剛玉、亞白剛玉中的至少一種。本發(fā)明一種高熱震穩(wěn)定性的剛玉透氣座磚中，所述混合剛玉按質(zhì)量百分比由下述級(jí)配的剛玉顆粒組成粒度為8 5mm剛玉25 35，粒度為5 3mm剛玉25 35，粒度為3 Imm剛玉20 30，粒度小于等于Imm剛玉 10 15。本發(fā)明一種一種高熱震穩(wěn)定性的剛玉透氣座磚中，所述含鎂材料選自粒度為 45 75 μ m的鎂鋁尖晶石、電熔鎂砂中的至少一種。
本發(fā)明一種高熱震穩(wěn)定性的剛玉透氣座磚中，所述結(jié)合劑選自純鋁酸鈣水泥、高鋁水泥、磷酸二氫鋁中的至少一種。本發(fā)明一種高熱震穩(wěn)定性的剛玉透氣座磚中，所述減水劑選自三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、分散氧化鋁、木質(zhì)素磺酸鈉中的至少一種。本發(fā)明一種高 熱震穩(wěn)定性的剛玉透氣座磚中，所述防爆劑選自直徑為100 μ m、長(zhǎng)度為3 5mm的鋼纖維，粒度為75 μ m的金屬鋁粉，直徑為40 μ m、長(zhǎng)度為3 5mm的防爆纖維中的至少一種。本發(fā)明一種高熱震穩(wěn)定性的剛玉透氣座磚的制備方法，包括下述步驟第一步配料、混合按設(shè)計(jì)的透氣座磚配比，稱取各組分，置于攪拌機(jī)中，攪拌5 lOmin，混合均勻， 然后，加入占所述各組分總重量4% 6%的水，繼續(xù)攪拌5 lOmin，混合均勻，得到泥料；第二步制坯將第一步所得泥料注入模具中，震動(dòng)密實(shí)至表面致密泛漿；脫模后，于50 110°C 烘干24 48小時(shí)，得到透氣座磚磚坯；第三步熱處理將第二步所得透氣座磚磚坯加熱至300 550°C烘烤48 72小時(shí)，排出其中的剩余的游離水及結(jié)晶水，得到所述的抗熱震剛玉透氣座磚。本發(fā)明一種以剛玉為主要原料的抗熱震透氣座磚生產(chǎn)方法中，所述攪拌機(jī)為 HJW-60型混凝土攪拌機(jī)。本發(fā)明一種以剛玉為主要原料的透氣座磚生產(chǎn)方法中，所述震動(dòng)密實(shí)采用ZTl-I 振動(dòng)臺(tái)。本發(fā)明由于采用上述組份配比及制備工藝，所制備得到的剛玉透氣座磚比較其他透氣座磚具有以下優(yōu)點(diǎn)通過防爆纖維及鋼纖維的加入，可增加制品的氣孔率及導(dǎo)熱率，降低透氣座磚內(nèi)部的溫度梯度，提高其熱震穩(wěn)定性能，使其不容易剝落及開裂，從而可延長(zhǎng)了透氣座磚使用壽命和增加了透氣磚的使用安全性，減少更換透氣磚的次數(shù)，提高鋼鐵冶金的生產(chǎn)效率。綜上所述，本發(fā)明組分配比合理、生產(chǎn)制造簡(jiǎn)單、制備的透氣座磚座磚高溫強(qiáng)度好，抗熱震穩(wěn)定性好，可有效延長(zhǎng)透氣座磚使用壽命、增加透氣磚的使用安全性，減少更換透氣磚的次數(shù)，降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，提高鋼鐵冶金的生產(chǎn)效率?？商娲F(xiàn)有透氣座磚，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。首先配制三種粒度級(jí)配的混合剛玉，分別應(yīng)用于三個(gè)具體實(shí)施例中。1、分別取粒度為8 5mm棕剛玉250公斤，粒度為5 3mm板狀剛玉300公斤，粒度為3 Imm致密剛玉300公斤，粒度小于等于Imm白剛玉150公斤，混合均勻，稱為1號(hào)混合剛玉，待用。2、分別取粒度為8 5mm白剛玉350公斤，粒度為5 3mm白剛玉250公斤，粒度為3 Imm白剛玉300公斤，粒度小于等于Imm白剛玉100公斤，混合均勻，稱為2號(hào)混合剛玉，待用。3、分別取粒度為8 5mm亞白剛玉300公斤，粒度為5 3mm棕剛玉350公斤，粒度為3 Imm棕剛玉200公斤，粒度小于等于Imm亞白剛玉150公斤，混合均勻，稱為，3號(hào)混合剛玉，待用。實(shí)施例1 按設(shè)計(jì)的透氣座磚配比，稱取1號(hào)混合剛玉750公斤，粒度為45 75 μ m的鎂鋁尖晶石粉100公斤，純鋁酸鈣水泥78公斤，三氧化二鉻58公斤，三聚磷酸鈉5公斤，直徑為 100 μ m、長(zhǎng)度為3 5mm的鋼纖維9公斤，置于無錫建儀儀器機(jī)械有限公司產(chǎn)HJW-60型混凝土攪拌機(jī)中，攪拌5 lOmin，混合均勻，然后，加入40 45公斤水，繼續(xù)攪拌5 lOmin， 混合均勻，得到泥料；將泥料注入模具中，采用ZTl-I振動(dòng)臺(tái)震動(dòng)密實(shí)至表面致密泛漿；脫模，于50°C烘干24 48小時(shí)，得到透氣座磚磚坯；將透氣座磚磚坯加熱至300°C烘烤48小時(shí)，排出其中的剩余的游離水及結(jié)晶水，得到抗熱震剛玉透氣座磚。實(shí)施例1制備的透氣座磚理化性能為體積密度3. 28g/cm3、顯氣孔率18%、耐壓強(qiáng)度 80Mpa。實(shí)施例2按設(shè)計(jì)的透氣座磚配比，稱取2號(hào)混合剛玉850公斤，粒度為45 75 μ m的電熔鎂砂50公斤，磷酸二氫鋁50公斤，三氧化二鉻48公斤，木質(zhì)素磺酸鈉1公斤，粒度為75 μ m的金屬鋁粉1公斤，置于無錫建儀儀器機(jī)械有限公司產(chǎn)HJW-60型混凝土攪拌機(jī)中，攪拌5 IOmin,混合均勻，然后，加入50 55公斤水，繼續(xù)攪拌5 lOmin，混合均勻，得到泥料；將泥料注入模具中，采用ZTl-I振動(dòng)臺(tái)震動(dòng)密實(shí)至表面致密泛漿；脫模，于70°C烘干24 48 小時(shí)，得到透氣座磚磚坯；將透氣座磚磚坯加熱至450°C烘烤52小時(shí)，排出其中的剩余的游離水及結(jié)晶水，得到抗熱震剛玉透氣座磚。實(shí)施例2制備的透氣座磚理化性能為體積密度3. 25g/cm3、顯氣孔率18%、耐壓強(qiáng)度 75Mpa。實(shí)施例3按設(shè)計(jì)的透氣座磚配比，稱取3號(hào)混合剛玉900公斤，粒度為45 75 μ m的鎂鋁尖晶石與電熔鎂砂共24公斤，高鋁水泥與磷酸二氫鋁共24公斤，三氧化二鉻20公斤，六偏磷酸鈉與分散氧化鋁共7公斤，直徑為ΙΟΟμπκ長(zhǎng)度為3 5mm的鋼纖維與直徑為40μπκ長(zhǎng)度為3 5mm的防爆纖維共20公斤，置于無錫建儀儀器機(jī)械有限公司產(chǎn)HJW-60型混凝土攪拌機(jī)中，攪拌5 lOmin，混合均勻，然后，加入占55 60公斤水，繼續(xù)攪拌5 lOmin， 混合均勻，得到泥料；將泥料注入模具中，采用ZTl-I振動(dòng)臺(tái)震動(dòng)密實(shí)至表面致密泛漿；脫模，于110°C烘干24 48小時(shí)，得到透氣座磚磚坯；將透氣座磚磚坯加熱至550°C烘烤72 小時(shí)，排出其中的剩余的游離水及結(jié)晶水，得到抗熱震剛玉透氣座磚。實(shí)施例3制備的透氣座磚理化性能為體積密度3. 20g/cm3、顯氣孔率19%、耐壓強(qiáng)度 106Mpa上述實(shí)施例僅僅是為了說明而舉例，并非對(duì)實(shí)施方案的限定。在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其他形式的變動(dòng)或變化。這里不需要對(duì)所有實(shí)施方案予以窮舉。而由此所做出的變動(dòng)仍在本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種高熱震穩(wěn)定性的剛玉透氣座磚，由下述組分按重量百分比組成 混合剛玉 75 90，含鎂材料 2. 5 10， 結(jié)合劑 2. 5 8， 三氧化二鉻2 6， 減水劑 0. 1 0. 7， 防爆劑 0. 1 2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高熱震穩(wěn)定性的剛玉透氣座磚，其特征在于所述剛玉選自板狀剛玉、致密剛玉、白剛玉、棕剛玉、亞白剛玉中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高熱震穩(wěn)定性的剛玉透氣座磚，其特征在于所述混合剛玉按質(zhì)量百分比由下述級(jí)配的剛玉顆粒組成粒度為8 5_剛玉25 35 %，粒度為5 3mm剛玉25 35 %粒度為3 Imm剛玉20 30%粒度小于等于Imm剛玉 10 15%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高熱震穩(wěn)定性的剛玉透氣座磚，其特征在于所述含鎂材料選自粒度為45 75 μ m的鎂鋁尖晶石、電熔鎂砂中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高熱震穩(wěn)定性的剛玉透氣座磚，其特征在于所述結(jié)合劑選自純鋁酸鈣水泥、高鋁水泥、磷酸二氫鋁中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高熱震穩(wěn)定性的剛玉透氣座磚，其特征在于所述減水劑選自三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、分散氧化鋁、木質(zhì)素磺酸鈉中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高熱震穩(wěn)定性的剛玉透氣座磚，其特征在于所述防爆劑選自直徑為100 μ m、長(zhǎng)度為3 5mm的鋼纖維，粒度為75 μ m的金屬鋁粉，直徑為40 μ m、 長(zhǎng)度為3 5mm的防爆纖維中的至少一種。
8.制備如權(quán)利要求1 7任意一項(xiàng)所述一種高熱震穩(wěn)定性的剛玉透氣座磚的方法，包括下述步驟第一步配料、混合按設(shè)計(jì)的透氣座磚配比，稱取各組分，置于攪拌機(jī)中，攪拌5 lOmin，混合均勻，然后， 加入占所述各組分總重量4% 6%的水，繼續(xù)攪拌5 lOmin，混合均勻，得到泥料； 第二步制坯將第一步所得泥料注入模具中，震動(dòng)密實(shí)至表面致密泛漿；脫模后，于50 110°C烘干 24 48小時(shí)，得到透氣座磚磚坯； 第三步熱處理將第二步所得磚坯加熱至300 550°C烘烤48 72小時(shí)，排出其中的剩余的游離水及結(jié)晶水，得到所述的抗熱震剛玉透氣座磚。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高熱震穩(wěn)定性的剛玉透氣座磚的生產(chǎn)方法，其特征在于所述攪拌機(jī)為HJW-60型混凝土攪拌機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種高熱震穩(wěn)定性的剛玉透氣座磚的生產(chǎn)方法，其特征在于所述震動(dòng)密實(shí)采用ZTi-I振動(dòng)臺(tái)。
全文摘要
本發(fā)明一種高熱震穩(wěn)定性的剛玉透氣座磚，由混合剛玉、含鎂材料、結(jié)合劑、三氧化二鉻、減水劑、防爆劑組成；通過配料、混合制得泥料；將泥料在模具中，震動(dòng)密實(shí)脫模后，烘干，得到透氣座磚磚坯；將透氣座磚磚坯加熱、烘烤；得到所述的抗熱震剛玉透氣座磚。本發(fā)明組分配比合理、生產(chǎn)制造簡(jiǎn)單、制備的透氣座磚座磚高溫強(qiáng)度好，抗熱震穩(wěn)定性好，可有效延長(zhǎng)透氣座磚使用壽命、增加透氣磚的使用安全性，減少更換透氣磚的次數(shù)，降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，提高鋼鐵冶金的生產(chǎn)效率?？商娲F(xiàn)有透氣座磚，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C04B35/66GK102173826SQ20101061568
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者丁芳, 程本軍, 趙啟成, 陳旺 申請(qǐng)人:中南大學(xué)