專利名稱：一種以二甲基硅油為結(jié)合劑的鎂鈣質(zhì)耐火搗打料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及不銹鋼AOD精煉爐、GOR轉(zhuǎn)爐、VOD鋼包用耐火搗打料領(lǐng)域，尤其涉及一種以二甲基硅油為結(jié)合劑的鎂鈣質(zhì)耐火搗打料。
背景技術(shù)：
不銹鋼因其具有不銹、美觀、耐蝕、高壽命、可回收、壽命周期成本低等優(yōu)良性能而廣泛用于國(guó)計(jì)民生的各個(gè)領(lǐng)域。近幾年不銹鋼以每年4%飛％的速度增長(zhǎng)，隨著居民生活水平的不斷提高，不銹鋼產(chǎn)量仍將保持高速增長(zhǎng)。在我國(guó)不銹鋼精煉設(shè)備以AOD爐、GOR爐和VOD鋼包為主。在不銹鋼精煉的耐材選擇方面，由于鎂鈣質(zhì)耐火材料具有原料分布廣泛、成本低廉、高溫穩(wěn)定性好、在生產(chǎn)和使用過程中對(duì)環(huán)境和鋼水沒有污染、并能從一定程度上降低鋼水中的S、P等雜質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，而被我國(guó)大部分的AOD爐、GOR爐和VOD鋼包采用做工作襯磚。
但是鎂鈣質(zhì)耐火材料的缺點(diǎn)也很明顯，由于含有游離氧化鈣，易發(fā)生水化反應(yīng)，影響使用效果。所以在生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)和使用過程中，鎂鈣質(zhì)耐火材料都極力避免與水接觸。目前鎂鈣質(zhì)耐火磚的生產(chǎn)過程中已采用無水結(jié)合劑、儲(chǔ)運(yùn)過程采用密封包裝，解決了生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)的水化問題。但在使用過程中，由于在砌筑不銹鋼精煉設(shè)備的耐火磚時(shí)，有些特殊區(qū)域結(jié)構(gòu)復(fù)雜、空隙狹小，無法使用耐火磚，必須由工人使用不定型耐火材料人工填補(bǔ)，而許多不定型耐火材料需要加水后才可使用，這就與鎂鈣質(zhì)耐火材料易水化的特性相矛盾。為解決此問題，前人曾做過以下嘗試，在上個(gè)世紀(jì)曾經(jīng)出現(xiàn)了以焦油浙青為結(jié)合劑的鎂鈣質(zhì)搗打料，雖然采用了無水結(jié)合劑，但在施工時(shí)味道刺鼻，烘烤時(shí)會(huì)產(chǎn)生黃煙，對(duì)環(huán)境影響極大。焦油浙青中含致癌物質(zhì)3、4_苯并芘高達(dá)2. 59Γ3. 5%，高溫處理時(shí)會(huì)隨煙氣一起揮發(fā)出來，排出的浙青煙氣中含3、4_苯并芘測(cè)量為1.3 2毫克/立方米。經(jīng)科學(xué)檢測(cè)證明，焦油浙青和浙青煙中所含的3、4_苯并芘是引起皮膚癌、肺癌、胃癌和食道癌的主要原因之一，因?yàn)榄h(huán)保問題，以焦油浙青作為結(jié)合劑的搗打料現(xiàn)在已很少使用。后來出現(xiàn)了采用相對(duì)環(huán)保的含碳樹脂做結(jié)合劑的搗打料，如專利號(hào)200810197067. 3的“一種高爐環(huán)保型搗打料”，雖然解決了苯并芘污染的問題，但由于CaO會(huì)促進(jìn)樹脂的固化，導(dǎo)致產(chǎn)品存放時(shí)間過短，在使用前就已經(jīng)固化，無法實(shí)際應(yīng)用。此外這種搗打料中還添加浙青粉等含碳物質(zhì)，導(dǎo)致?lián)v打料中碳含量過大，造成不銹鋼液增碳，不利于不銹鋼的精煉。也有人嘗試過不加結(jié)合劑的鎂鈣質(zhì)耐火材料，在專利號(hào)200510011208. 4的“高鈣低鐵鎂質(zhì)干法搗打料及其制備方法”中，提出以氧化鐵為促燒結(jié)劑，干法施工的搗打料。采取干法施工雖然可以避免水化，但干法施工適用于面積較大、能使用震動(dòng)叉施工的位置，例如電爐底部。但在AOD爐、GOR爐和VOD鋼包需要使用不定型耐火材料的位置，空隙較小、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，干法施工就不能滿足要求了。除以上嘗試外，還有采用鉻酸鹽(專利號(hào)91103369. 6)和磷酸鹽做結(jié)合劑的搗打料，采用鉻酸鹽和磷酸鹽做結(jié)合劑的耐火搗打料存在以下缺點(diǎn)。①在使用時(shí)都必須現(xiàn)場(chǎng)加水?dāng)嚢璨拍苁褂茫畬?duì)含有游離鈣的鎂鈣質(zhì)耐火材料影響非常嚴(yán)重，因此鉻酸鹽和磷酸鹽結(jié)合劑一般都用于鎂質(zhì)搗打料，但在混料攪拌時(shí)加入的水也會(huì)造成鎂鈣質(zhì)耐火磚的水化，影響鎂鈣質(zhì)耐火磚的使用效果。②在現(xiàn)場(chǎng)攪拌需要設(shè)備和人力，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度，延長(zhǎng)了作業(yè)時(shí)間。③現(xiàn)場(chǎng)施工條件有限，如果沒有專業(yè)攪拌設(shè)備，只能是工人用鐵鍬攪拌，無法保證耐火搗打料的攪拌質(zhì)量。④采用鉻酸鹽結(jié)合劑的耐火搗打料，雖然可以滿足高溫性能的要求，但是由于鉻酸鹽有劇毒，對(duì)施工人員健康危害極大，在一些發(fā)達(dá)國(guó)家這種有毒的鉻酸鹽耐火搗打料已經(jīng)被禁止使用。⑤采用磷酸鹽結(jié)合劑，在冶煉過程中雜質(zhì)磷會(huì)進(jìn)入鋼液中，影響鋼液質(zhì)量，不利于不銹鋼的冶煉。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以二甲基硅油為結(jié)合劑的鎂鈣質(zhì)耐火搗打料，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，使用時(shí)不需加水，不需攪拌，無毒、無害，不含磷、硫等對(duì)鋼水有害的雜質(zhì)，易燒結(jié)、強(qiáng)度高，適合配合鎂鈣質(zhì)耐火磚使用。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種以二甲基硅油為結(jié)合劑的鎂鈣質(zhì)耐火搗打料，其各原料組分按重量百分比組成如下高純鎂鈣砂92. 2% 94. 5%，分別制成A、B、C、D、E五種粒度，其中10彡A > 5mm
O 10%、5 彡 B > 3mm 15 25%，3 ^ C > Imm 15 20%，I 彡 D > O. 088 mm 20 25%，E^O. 088mm 25% 30% ；二甲基硅油結(jié)合劑5% 7%;鈦白粉添加劑粒度彡O. 045mm O. 5% O. 8%。所述高純鎂鈣砂采用高溫油豎窯燒制，其主要成分按重量百分比含量為MgO 彡 65%, CaO 30%±2%，雜質(zhì)總量(Al203+Fe203+Si02X 2. 5%，顆粒體積密度彡 3. 2g/cm3。二甲基硅油無色、無味、無毒，可以充分保證施工人員的健康安全。二甲基硅油具有表面張力小、憎水、防潮的特性，將二甲基硅油與鎂鈣砂混合后，二甲基硅油可以均勻的包覆在鎂鈣砂顆粒表面，減少CaO與水接觸的機(jī)會(huì)，起到防水化的作用。二甲基硅油在5000C時(shí)會(huì)分解出活性極大的二氧化硅微粒，能夠與氧化鈣生成硅酸鈣，促進(jìn)鎂鈣砂燒結(jié)，并造成體積微膨脹，使耐火搗打料與耐火磚結(jié)合更緊密，其生成物硅酸二鈣的熔點(diǎn)2130°C、硅酸三鈣的熔點(diǎn)2065°C，均具有高耐火度，不會(huì)影響產(chǎn)品高溫性能。所述鈦白粉為金紅石型鈦白粉，TiO2含量彡95%。TiO2可以在白云石顆粒與基質(zhì)界面處形成針狀CaTiO3，封閉氣孔，提高抗折強(qiáng)度，改善耐火搗打料抗水化性能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是I)本發(fā)明不含水也不需要外加水，能有效保護(hù)鎂鈣質(zhì)耐火材料不發(fā)生水化，特別適合與鎂鈣質(zhì)耐火磚配合使用。2)本發(fā)明現(xiàn)場(chǎng)施工更方便，不需攪拌、開袋即用，保證了產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，并且降低勞動(dòng)強(qiáng)度、縮短施工時(shí)間。3)本發(fā)明健康環(huán)保，無粉塵、無毒害，對(duì)人體無不良影響，可以保證施工人員健康、安全。4)本發(fā)明不含硫、磷以及其他能污染鋼液的雜質(zhì)，并且可以起到凈化鋼水的作用，尤其適宜冶煉潔凈鋼和高純度鋼使用。
5)易燒結(jié)、壽命高，在不銹鋼精煉設(shè)備的1000°C烘烤階段即可擁有較高強(qiáng)度，高溫?zé)篌w積微膨脹，保證了冶煉過程安全。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明書館實(shí)施例I 其各原料組分按重量百分比組成如下高純鎂鈣砂92. 2%，分別制成B、C、D、E四種粒度，其中5 彡 B > 3mm 25%，3 彡 C > Imm 20%，I 彡 D > O. 088 mm 20%，E 彡 O. 088mm27. 2%，二甲基硅油7%，金紅石型鈦白粉< O. 045mm 0.8%。檢測(cè)性能指標(biāo)見附表I。將這種耐火搗打料用于不銹鋼AOD爐中，特別是爐底和爐壁接觸的A區(qū)，見圖I。此位置由于耐火磚的蝕損，耐火搗打料在冶煉幾爐后會(huì)暴露在鋼水的劇烈沖刷下，本發(fā)明具備較高的抗侵蝕性和耐磨性，同時(shí)高溫?zé)篌w積微膨脹，能與耐火磚緊密結(jié)合在一起，有效防止鋼水泄漏。使用本發(fā)明的爐體冶煉118次后正常下線，壽命略高于同期AOD爐，冶煉過程中無粉塵、無刺激異味，無需攪拌即可施工，施工性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)產(chǎn)品，完全可以滿足在不銹鋼AOD爐上應(yīng)用。實(shí)施例2其各原料組分按重量份比組成如下高純鎂鈣砂93. 2%，分別制成A、B、C、D、E五種粒度，其中10 彡A> 5mm 10%、5 彡B>3mm 15%，3 彡 C>lmm 20%，I 彡 D > O. 088 mm20%，E彡O. 088mm 28. 2%;二甲基硅油 6%;金紅石型鈦白粉粒度彡O. 045mm 0.8%。檢測(cè)性能指標(biāo)見附表I。將這種耐火搗打料用于不銹鋼GOR爐，特別是爐底與爐壁對(duì)接部位B區(qū)，見圖2。由圖可見B區(qū)深度較大(500mm)空隙較小(80mm)，屬于比較苛刻的施工條件，本發(fā)明具有良好的施工性能，保證施工質(zhì)量。此位置第一爐即會(huì)接觸鋼水，在接鋼水之前的烘烤階段本發(fā)明即具有較高的中溫強(qiáng)度和抗侵蝕性、耐磨性和優(yōu)異的高溫性能，能承受冶煉過程中爐底吹氣攪拌時(shí)鋼水的沖刷。使用本發(fā)明的爐體于冶煉100爐后正常下線，在整個(gè)使用過程中，搗打料使用便利，性能穩(wěn)定，完全可以滿足在GOR爐底的應(yīng)用。實(shí)施例3其各原料組分按重量份比組成如下高純鎂鈣砂94. 5%，分別制成A、B、C、D、E五種粒度，其中10 彡A> 5mm 10%、5 彡B>3mm 15%，3>C>lmm 15%，I 彡 D > O. 088 mm25%, E ^ O. 088mm 29. 5%;二甲基硅油 5%;金紅石型鈦白粉粒度彡O. 045mm 0.5%。檢測(cè)性能指標(biāo)見附表I。將這種耐火搗打料用于不銹鋼VOD鋼包，特別是包底座磚周圍和爐底與爐壁對(duì)接部位C區(qū)，見圖3。由于VOD鋼包冶煉期間溫度高、鋼水沖刷劇烈，在座磚周圍的搗打料第一爐即會(huì)接觸鋼水，在接鋼水之前的烘烤階段要求本發(fā)明即具有較高的中溫強(qiáng)度和優(yōu)異的高溫性能，能承受冶煉過程中包底吹氣攪拌時(shí)鋼水的沖刷。使用本發(fā)明的VOD鋼包在整個(gè)使用過程中，搗打料性能穩(wěn)定，未出現(xiàn)問題，完全可以滿足在VOD鋼包的應(yīng)用。上述實(shí)施例中，高純鎂鈣砂采用高溫油豎窯燒制，其主要成分按重量百分比含量為=MgO 彡 65%，CaO 30%±2%，雜質(zhì)總量(Al203+Fe203+Si02) ( 2. 5% ;顆粒體積密度彡 3. 2g/cm3。與傳統(tǒng)豎窯相比，高溫油豎窯燒制的鎂鈣砂通過原料細(xì)磨、干壓成型、在1910°C X8h條件下燒制，并采用重油做燃料，有害雜質(zhì)含量低，其雜質(zhì)總量(Al203+Fe203+Si02)可以控制在2. 5%以下。而傳統(tǒng)豎窯采用焦炭作燃料，鎂鈣砂產(chǎn)品中灰分和雜質(zhì)含量較多，雜質(zhì)總量(Al203+Fe203+Si02)—般>3%，燒制過程中鎂鈣砂易結(jié)塊，鎂鈣砂制成品的密度不均勻，質(zhì)量不易控制，不能滿足本發(fā)明搗打料的要求。附表I 本發(fā)明搗打料的性能指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種以二甲基硅油為結(jié)合劑的鎂鈣質(zhì)耐火搗打料，其特征在于，其各原料組分按重量百分比組成如下 高純鎂鈣砂92. 2% 94. 5%，分別制成A、B、C、D、E五種粒度 其中10 彡A>5mm O 10% ; .5 ^ B > 3mm 15 25% ； .3 ^ C > Imm 15 20% ；I^ D > O. 088 mm 20 25% ； E^O. 088mm 25% 30% ； 二甲基硅油結(jié)合劑5% 7% ； 鈦白粉添加劑粒度彡O. 045mm O. 5% O. 8%。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種以二甲基硅油為結(jié)合劑的鎂鈣質(zhì)耐火搗打料，其特征在于，所述高純鎂鈣砂采用高溫油豎窯燒制，其主要成分按重量百分比含量為MgO ^ 65%，CaO 30%±2%，雜質(zhì)總量(Al203+Fe203+Si02)彡 2. 5%，顆粒體積密度彡 3. 2g/cm3。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種以二甲基硅油為結(jié)合劑的鎂鈣質(zhì)耐火搗打料，其特征在于，所述鈦白粉為金紅石型鈦白粉，TiO2含量> 95%。
全文摘要
本發(fā)明涉及不銹鋼精煉設(shè)備用耐火搗打料領(lǐng)域，尤其涉及一種以二甲基硅油為結(jié)合劑的鎂鈣質(zhì)耐火搗打料，其特征在于，其各原料組分按重量百分比組成如下高純鎂鈣砂 92.2%～94.5%；二甲基硅油5%～7%；鈦白粉0.5%～0.8%。所述鈦白粉為金紅石型鈦白粉，TiO2含量≥95%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是1)能有效保護(hù)鎂鈣質(zhì)耐火材料不發(fā)生水化。2)施工更方便，不需攪拌、開袋即用。3)無粉塵、無毒害。4)不含硫、磷以及其他能污染鋼液的雜質(zhì)。5)在不銹鋼精煉設(shè)備1000℃的烘烤階段即可擁有較高強(qiáng)度，高溫?zé)篌w積微膨脹，保證了冶煉過程安全。
文檔編號(hào)C04B35/634GK102718503SQ20121021998
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者余占國(guó), 宋齊, 李英, 楊曉峰, 潘波, 高心魁 申請(qǐng)人:營(yíng)口青花耐火材料股份有限公司