[发明专利]一种钢包永久层浇注料

说明书

技术领域

本发明涉及工业热工设备用不定形浇注料，特别涉及一种钢包浇注料。

背景技术

钢包中频繁装卸1600℃左右高温钢水的工矿条件，决定了钢包永久层需要具有优异的抗热震性；为减少钢水的温降，钢包永久层的导热系数要尽可能的低。现有国内外钢厂钢包永久层浇注料体积密度大于2.3g/cm³，导热系数大于1.2W/m*K，随着钢厂对安全及能耗方面要求提高，需要寻求一种新的低体积密度、低导热系数的钢包永久层浇注料来替代现有的浇注料，通过钢包永久层浇注料体积密度的降低，减轻钢包重量，进而减轻钢包运输设备的承载负荷，确保安全作业；同时由于钢包永久层导热系数的降低，减少钢水温度的降低，减少了能耗的损失。

中国专利，申请号为CN 97108607“一种高强度耐火浇注料”，该发明由适当比例的高铝骨料、高铝粉、锆英砂、刚玉粉和添加剂、结合剂等配制而成。使用时经干拌、水拌、浇注、自然养护、烘烤即成；其具有高温强度、体积稳定性等特点，适用于1600℃以下的各种工业窑炉、熔炼炉等，但此种材料的体积密度大于2.3g/cm³，难以减轻设备的重量，进而增加了运输设备的承载负荷。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢包永久层浇注料，解决现有技术的钢包永久层浇注料体积密度大导热系数高产生的钢包重量增加进而增加运输设备负荷，钢水温降大能耗损失多的技术问题。

本发明采用的技术方案是：

一种钢包永久层浇注料，其化学组分的重量百分比为：Al₂O₃：53～65％；SiO₂：33～45％；Fe：1～3％。

所述的组分由重量百分比：烧结莫来石40～50％、电熔莫来石10～15％、刚玉15～20％、氧化铝超细粉5～10％，氧化硅超细粉5～10％，纯铝酸钙水泥6～8％，漂珠2.2～4.0％构成。

本发明浇注料的骨料为莫来石-刚玉复合型，以莫来石(Al₂O₃-SiO₂)为主。材料中Al₂O₃含量过高会由于氧化铝的热膨胀大而不利于体积稳定性和热震稳定性，过低则不利于耐压强度，本发明将Al₂O₃含量控制在53～65％。

莫来石料的热膨胀系数小，且其微观组织呈针、柱状发育而有利于提高材料整体的抗热震性，因此本发明主要选用莫来石；烧结莫来石为细晶结构，韧性好，有利于抗热震性的提高，故莫来石料中主要选用烧结莫来石。

电熔莫来石料中的莫来石晶体尺度大于烧结莫来石，耐磨性好于烧结莫来石，为提高浇注料整体性，本发明中选用一定量电熔莫来石料；试验表明本发明中的电熔莫来石料含量小于10％时耐磨性明显下降，电熔莫来石料含量大于15％，浇注料整体的抗热震性下降明显，故本发明电熔莫来石料含量为10～15％。

为了进一步增强浇注料的抗折强度和耐压强度，本发明浇注料中含有一定量的刚玉，由于刚玉的导热系数高于莫来石；实验表明，当刚玉含量大于20％，浇注料的导热系数大幅增加，刚玉含量小于15％，浇注料强度性提高不明显。故本发明中刚玉含量为15～20％。

本发明浇注料的结合采用水合结合和凝聚结合并用的方式，浇注料的水合结合通过纯铝酸钙水泥实现，确保有高的坯体强度，但其不利于浇注料的抗爆裂性和受热后强度的保持；浇注料的凝聚结合通过氧化硅超细粉、氧化铝超细粉实现，其有利于提高材料的抗爆裂性和使用温度下的热态强度，从而保证高温下材料有足够的强度。

本发明浇注料中加入一定量的漂珠用于降低材料体积密度和低导热系数。漂珠的化学组分为硅、铝的氧化物，其中二氧化硅的重量百分比为50～65％，三氧化二铝重量百分比为35～50％；形状为空心球，体积密度为0.25～0.45g/cm³，漂珠壁薄中空，空腔内为半真空，只有极微量的气体(N₂、H₂及CO₂等)，热传导极慢极微导热系数为0.08～0.1W/m*K。漂珠的粒径宜为：6～20mm，实验表明：当漂珠的粒径小于6mm，则漂珠比较致密起不到显著降低体积密度作用；当漂珠的粒径大于20mm，则因其空心度过大，降低了浇注料的强度，不能满足钢包工况要求。特别地，本发明浇注料中漂珠重量百分比为2～2.35％时，浇注料的体积密度、导热系数最佳，最能实现本发明的目的。