[发明专利]精炼钢包用抗剥落复相刚玉尖晶石质浇注料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种精炼钢包用抗剥落复相刚玉尖晶石质浇注料，以重量份计，原料组成包括：复相刚玉65～90份，刚玉料0～30份，富铝尖晶石微粉5～20份，电熔镁铬砂1～6份，铝酸钙水泥2～6份，分散剂0.1～1.0份，防爆剂0.02～0.3份。精炼钢包用抗剥落复相刚玉尖晶石质浇注料的制备方法包括：先将除电熔镁铬砂和复相刚玉外的原料混合均匀，再加入电熔镁铬砂和铝溶胶浸渍处理后的复相刚玉，混合均匀包装制得精炼钢包用抗剥落复相刚玉尖晶石质浇注料。本发明浇注料具有优异的抗结构剥落性、热震稳定性、抗渣侵蚀以及抗渗透等特点，作为钢包工作衬，可显著减少异常剥落，延长钢包的使用寿命，降低耐火材料消耗。

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，具体涉及一种精炼钢包用抗剥落复相刚玉尖晶石质浇注料及其制备方法。

背景技术

钢包作为钢铁冶炼的重要热工设备，不仅发挥着承接，转运钢水的作用，同时也是炉外精炼的主要设备之一。在服役过程中，精炼钢包内衬耐火材料不仅受高温钢水、熔渣的直接侵蚀和渗透，还面临着复杂冶炼工况的波动(温度、气氛的剧烈变化以及合金化、搅拌等冶炼操作)对耐材的叠加损伤。刚玉尖晶石质材料因具有优异抗碱性渣性、热膨胀率小，抗热剥落性好，对钢水无污染等优势，逐渐成为精炼钢包包衬的主选材质。目前，精炼钢包工作衬使用较多的为水泥或凝胶结合的刚玉尖晶石质/铝镁质的浇注料/预制块。然而，在服役过程中，工作衬热面的变质层与类原质层的热膨胀系数不匹配，在热应力和机械应力的作用下，易形成裂纹和裂纹扩展，造成变质层的结构剥落；另一方面，因钢包内衬温度的波动，工作衬内部存在温度梯度，在反复的冷热交替下，工作衬内部易形成贯穿裂纹，在长服役周期中，工作衬热面局部易异常剥落，造成局部工作衬厚度偏薄，影响钢包的正常安全运转，造成使用寿命的降低。精炼钢包工作衬耐火材料损毁的主要形式：熔渣/钢水的侵蚀和渗透及热-机械应力造成的结构剥落。

为了改善钢包工作衬耐材的抗渣性和抗剥落性能，目前大量工作在优化基质的结构和组成，而对占材料约60～75wt％的骨料研究不足，骨料主要为板状刚玉或者电熔白刚玉，基质中含有预合成或者原位形成的镁铝尖晶石，材料体系中镁铝尖晶石相分布不均匀，而通过在骨料中引入少量的第二相，可优化物相的分布，改善骨料的抗渣性和抗热震性，从而提高工作衬耐火材料的性能。在基质中添加镁砂细粉/微粉，可在服役过程中原位形成镁铝尖晶石，但在养护、烘烤过程中存在水化开裂风险，原位反应产生过度膨胀，从而造成异常剥落。另一方面，钢水/熔渣往往优先通过耐火材料基质中的气孔/裂纹向内部侵蚀和渗透，基质中的组分与熔渣中的成分反应，形成变质层，当抗渣渗透性能不佳时，变质层厚度增加，加剧了变质层的剥落。