一種氧化鋁質(zhì)電爐蓋及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明旨在提供一種熱震穩(wěn)定性高、致密度高、抗鐵渣侵蝕性能好、使用壽命長(zhǎng)的氧化鋁質(zhì)電爐蓋，包括如下重量百分比的組分：88均化礬土顆粒5～20％，電熔低碳棕剛玉顆粒8～35％，電熔莫來(lái)石顆粒10～25％，紅柱石顆粒10～15％，電熔白剛玉細(xì)粉10～15％，α-Al2O3微粉3～5％，鋁酸鈣水泥2.5～7％，防爆纖維1～2％，增強(qiáng)耐熱鋼纖維2～4％，二氧化硅微粉2～4％，氧化鉻2～5％；制備時(shí)，先將電熔白剛玉細(xì)粉、α-Al2O3微粉、二氧化硅微粉和防爆纖維混合均勻；再加入電熔莫來(lái)石和紅柱石顆粒，攪拌至少3min后加入剩余原料，攪拌至少8min；加入水和減水劑攪拌后澆注成型，自然養(yǎng)護(hù)后脫模、干燥。
【專利說(shuō)明】一種氧化鋁質(zhì)電爐蓋及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及耐火材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種氧化鋁質(zhì)電爐蓋及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 煉鋼生產(chǎn)中常用的煉鋼設(shè)備是煉鋼電弧爐，電爐蓋作為煉鋼電弧爐的重要組成部 分，在煉鋼中受到強(qiáng)大高溫電弧的熱輻射、頻繁的熱震和高溫熔渣噴濺物的侵蝕，是煉鋼電 弧爐的薄弱環(huán)節(jié)。
[0003] 早期煉鋼條件下，煉鋼強(qiáng)度小、冶煉溫度低，因此常用硅磚砌筑作為電爐蓋，硅磚 質(zhì)輕、強(qiáng)度高、熱震性能好、蠕變效率低，得到了廣泛應(yīng)用；隨著電路煉鋼技術(shù)的進(jìn)步，煉鋼 強(qiáng)度增大、冶煉溫度升高，硅磚逐漸被莫來(lái)石、高鋁尖晶石等高鋁質(zhì)的耐火磚或耐火澆注料 取代；近兩年隨著煉鋼中鐵水兌入量的增大，吹氧強(qiáng)度增加、電爐蓋散熱效果差，導(dǎo)致高鋁 質(zhì)的耐火磚或耐火澆注料制成的電爐蓋的使用壽命大幅降低。
[0004] 為此，中國(guó)專利200710052641. 1公布了一種高鋁質(zhì)電爐蓋澆注料及其制備方法， 鋁含量75?90WT%，藍(lán)晶石3?15WT%，通過(guò)鋁酸鹽水泥及硅鋁溶膠結(jié)合澆筑成型；中國(guó) 專利200710052640. 7公布一種氧化鋁質(zhì)電爐蓋澆注料及其制備方法，主要采用白剛玉，高 鋁礬土，鋯剛玉等骨料和藍(lán)晶石細(xì)粉，氧化鋁細(xì)粉等通過(guò)鋁酸鈣水泥和硅鋁溶膠結(jié)合澆筑 成型。上述專利技術(shù)在鐵水兌入比例較低的煉鋼作業(yè)中，具有較好的抗鐵渣侵蝕性性能，但 是在鐵水兌入比例較高時(shí)，由于鐵水渣為偏酸性渣，高鋁質(zhì)耐材為堿性耐火材料，因此容易 受到鐵水渣的侵蝕。另外高鋁質(zhì)耐材熱震穩(wěn)定性差，在使用中剝落嚴(yán)重，因此在高鐵水兌入 比例條件下，使用壽命不高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提出一種氧化鋁質(zhì)電爐蓋及其制備方法，旨在提供一種抗熱震性能好、致 密度高、使用壽命長(zhǎng)、耐腐蝕性好的氧化鋁質(zhì)電爐蓋及其制備方法。
[0006] -種氧化鋁質(zhì)電爐蓋及其制備方法，包括如下重量百分比的組分：88均化礬土顆 粒5?20 %，電熔低碳棕剛玉顆粒8?35 %，電熔莫來(lái)石顆粒10?25 %，紅柱石顆粒10? 15 %，電熔白剛玉細(xì)粉10?15%，a-A1203微粉3?5 %，鋁酸鈣水泥2. 5?7 %，防爆纖維 1?2 %，增強(qiáng)耐熱鋼纖維2?4%，二氧化硅微粉2?4%，氧化鉻2?5 %。
[0007] 本發(fā)明尤其適用于鐵水兌入比例較高的電爐環(huán)境，具有良好的燒結(jié)性能、抗鐵渣 侵蝕性能和抗熱震穩(wěn)定性，在使用過(guò)程中抗剝落性能好。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下 有益效果：
[0008] 1、抗沖刷性能好，熱震穩(wěn)定性高。本發(fā)明的骨料采用剛玉和莫來(lái)石，有助于提高燒 結(jié)性能和熱震穩(wěn)定性，改善使用過(guò)程中的抗剝落性；通過(guò)電熔莫來(lái)石顆粒和紅柱石顆粒，使 高溫下液相均勻分布于制品中，一方面促進(jìn)高溫?zé)Y(jié)，提高高溫強(qiáng)度，從而具有較好的抗沖 刷性能；另一方面，一定量液相的存在可顯著提高制品的熱震穩(wěn)定性，防止熱震作用導(dǎo)致產(chǎn) 品的剝落損毀；
[0009] 2、抗鐵渣侵蝕性能好。通過(guò)加入氧化鉻，使得氧化鉻與氧化鋁在高溫下反應(yīng)生 成鋁鉻尖晶石，提高了電爐蓋對(duì)鋼渣的抗侵蝕性能，可減緩鋼渣對(duì)耐材的侵蝕速率，提高 了使用壽命；通過(guò)調(diào)節(jié)Al203/Si02比例，促進(jìn)制品與鐵水或鐵渣反應(yīng)生產(chǎn)CaO? 6A1203和 FeO?A1A尖晶石，有利于抵抗熔渣滲透侵蝕內(nèi)部耐火材料；
[0010] 3、體積穩(wěn)定性佳。紅柱石顆粒的加入，在1400°C左右開(kāi)始分解為莫來(lái)石相和液相 伴隨體積膨脹，正好彌補(bǔ)在此溫度下其他原料開(kāi)始燒結(jié)引起的體積收縮，使制品具有較好 的體積穩(wěn)定性。
[0011] 優(yōu)選的，88均化礬土顆粒重量百分比為20%，電熔莫來(lái)石顆粒20?25%。
[0012] 優(yōu)選的，88均化研^土顆粒粒度8?20mm，A1203彡88wt% ;電烙低碳棕剛玉顆粒 3?8臟，A1203 > 96wt% ;電烙莫來(lái)石顆粒1?3臟，A1203 > 7〇wt% ;紅柱石顆粒0?1臟， A1203彡58. 5wt%;電熔白剛玉細(xì)粉粒級(jí)200目，A1203彡99wt%;a-A1203微粉粒級(jí)彡5iim， Al2〇3 > 99wt% ;錯(cuò)酸?丐水泥中Al2〇3 > 71wt%。
[0013] 優(yōu)選的，88均化礬土顆粒中Si025 . 0?6. 5wt%;電熔低碳棕剛玉顆粒中 Si02 < 0? 8wt% ;電烙莫來(lái)石顆粒中Si022 2?24. 5wt% ;紅柱石顆粒中Si0238?40wt% ; a-Al203微粉中Si02彡0. 4wt% ;電熔白剛玉細(xì)粉中Si02彡0. 4wt% ;二氧化硅微粉中 Si02 彡 96wt%。
[0014] 各個(gè)物料中A1203與Si02的含量范圍選擇，有助于進(jìn)一步調(diào)節(jié)Al203/Si02至最佳配 t匕，進(jìn)一步促進(jìn)制品與鐵水或鐵渣反應(yīng)生成CaO? 6A1203和FeO?A1203尖晶石，有利于抵抗 熔渣滲透侵蝕內(nèi)部耐火材料。
[0015] 優(yōu)選的，a-A1203微粉為粒度分布曲線呈雙峰、低溫轉(zhuǎn)相溫度1250?1300°C的輕 燒a-A1203微粉。
[0016] 本發(fā)明中所使用的輕燒a-A1203是直接購(gòu)買的，購(gòu)買廠家為河南鋁鎂耐材股份有 限公司，型號(hào)為A1370雙峰a-Al203粉，低溫轉(zhuǎn)相，轉(zhuǎn)相溫度為1250°C?1300°C。一方面， 雙峰結(jié)構(gòu)提高澆注料流動(dòng)性和原料之間填充性，有利于降低加水量和提高制品致密度；另 一方面輕燒a-A1203微粉具有較高的活性，有利于促進(jìn)高溫?zé)Y(jié)產(chǎn)生高溫強(qiáng)度。
[0017] 優(yōu)選的，防爆纖維為溶化溫度70?80°C的水溶性防爆纖維；增強(qiáng)耐熱鋼纖維為耐 熱鋼304纖維。
[0018] 優(yōu)選的，水溶性防爆纖維的粒度為4mm，耐熱鋼304纖維的規(guī)格為：長(zhǎng)10?60mm， 直徑0? 2?0? 6謹(jǐn)，長(zhǎng)徑比為50?100。
[0019] 本發(fā)明還提出了一種制備氧化鋁質(zhì)電爐蓋的方法，
[0020] 先將電熔白剛玉細(xì)粉、a-A1203微粉、二氧化硅微粉和防爆纖維混合均勻，制成共 磨粉；在生產(chǎn)時(shí)，在共磨粉中加入電熔莫來(lái)石顆粒和紅柱石顆粒，攪拌混料至少3min后加 入其它剩余原料，其中增強(qiáng)耐熱鋼纖維要均勻散開(kāi)加入，攪拌至少8min后得到預(yù)混料；
[0021] 加入上述預(yù)混料4. 5?5. 5wt%的水、0. 5?1.Owt%的減水劑，攪拌至少3分鐘后 澆注成型，自然養(yǎng)護(hù)后脫模、干燥即可。
[0022] 優(yōu)選的，自然養(yǎng)護(hù)1天后脫模，脫模后繼續(xù)養(yǎng)護(hù)3天；干燥時(shí)，進(jìn)窯口溫度不高于 60°C，烘烤時(shí)間至少92h，最高烘烤溫度350?600°C。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面將結(jié)合下述實(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(méi)有作出創(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。
[0024] 下列各實(shí)施例中所用原料的型號(hào)、規(guī)格、廠家均如說(shuō)明書中所示，各個(gè)實(shí)施例中僅 組分含量有改變。下表中，各個(gè)組分的重量單位為Kg。

【權(quán)利要求】
1. 一種氧化鋁質(zhì)電爐蓋及其制備方法，其特征在于：包括如下重量百分比的組分：88 均化礬土顆粒5?20 %，電熔低碳棕剛玉顆粒8?35 %，電熔莫來(lái)石顆粒10?25 %，紅柱 石顆粒10?15%，電熔白剛玉細(xì)粉10?15%，a-A1203微粉3?5%，鋁酸鈣水泥2. 5? 7 %，防爆纖維1?2 %，增強(qiáng)耐熱鋼纖維2?4%，二氧化硅微粉2?4%，氧化鉻2?5 %。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋁質(zhì)電爐蓋，其特征在于：所述88均化礬土顆粒重量百 分比為20%，所述電熔莫來(lái)石顆粒20?25%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋁質(zhì)電爐蓋，其特征在于：所述88均化礬土顆粒粒度 8?20mm，Al203彡88wt%;所述電烙低碳棕剛玉顆粒3?8mm，Al 203彡96wt%;所述電烙莫 來(lái)石顆粒1?3mm，A1203彡70wt% ;所述紅柱石顆粒0?1mm，A1203彡58. 5wt% ;所述電烙 白剛玉細(xì)粉粒級(jí)200目，A1203彡99wt % ;所述a -A1203微粉粒級(jí)彡5 ii m，A1203彡99wt % ; 所述鋁酸鈣水泥中A1203 > 71wt%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋁質(zhì)電爐蓋，其特征在于：所述88均化礬土顆粒 中Si025 . 0?6.5wt% ;所述電熔低碳棕剛玉顆粒中Si02< 0.8wt% ;所述電熔莫來(lái) 石顆粒中Si0222?24. 5wt % ;所述紅柱石顆粒中Si0238?40wt % ;所述a -A1203微 粉中Si02彡0. 4wt% ;所述電熔白剛玉細(xì)粉中Si02彡0. 4wt% ;所述二氧化硅微粉中 Si02 彡 96wt%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的氧化鋁質(zhì)電爐蓋，其特征在于：所述a-A1203微粉為粒度分 布曲線呈雙峰、低溫轉(zhuǎn)相溫度1250?1300°C的輕燒a -A1203微粉。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋁質(zhì)電爐蓋，其特征在于：所述防爆纖維為溶化溫度 70?80°C的水溶性防爆纖維；所述增強(qiáng)耐熱鋼纖維為耐熱鋼304纖維。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的氧化鋁質(zhì)電爐蓋，其特征在于：所述水溶性防爆纖維的粒度 為4mm，所述耐熱鋼304纖維的規(guī)格為：長(zhǎng)10?60mm，直徑0? 2?0? 6mm，長(zhǎng)徑比為50? 100。
8. -種制備如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的氧化鋁質(zhì)電爐蓋的方法，其特征在于： 先將電熔白剛玉細(xì)粉、a _A1203微粉、二氧化硅微粉和防爆纖維混合均勻，制成共磨粉； 在生產(chǎn)時(shí)，在共磨粉中加入電熔莫來(lái)石顆粒和紅柱石顆粒，攪拌混料至少3min后加入其它 剩余原料，其中增強(qiáng)耐熱鋼纖維要均勻散開(kāi)加入，攪拌至少8min后得到預(yù)混料； 加入上述預(yù)混料4. 5?5. 5wt %的水、0. 5?1. Owt %的減水劑，攪拌至少3分鐘后澆注 成型，自然養(yǎng)護(hù)后脫模、干燥即可。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備氧化鋁質(zhì)電爐蓋的方法，其特征在于：自然養(yǎng)護(hù)1天后 脫模，脫模后繼續(xù)養(yǎng)護(hù)3天；干燥時(shí)，進(jìn)窯口溫度不高于60°C，烘烤時(shí)間至少92h，最高烘烤 溫度350?600°C。
【文檔編號(hào)】C04B35/622GK104355634SQ201410588720
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】趙冉, 萬(wàn)小寶, 劉麗, 任林, 胡玲軍, 劉全超, 王曉東, 劉美榮, 車曉梅 申請(qǐng)人:北京利爾高溫材料股份有限公司