本發明涉及一種鋼包包底沖擊區工作層用耐火材料,具體的說是一種鋼包包底沖擊區工作層用超細粉澆注料。
背景技術:
剛玉-尖晶石澆注料因其具有優異的高溫力學性能,抗熱震性能和抗渣性能好等特點,已作為鋼包內襯材料廣泛應用于精煉鋼包中。隨著電加熱和真空精煉的比例大幅度提高,受鋼時間延長,鋼包包襯材料的壽命越來越不能滿足生產需要,特別是包底沖擊區的壽命不能滿足連鑄工藝的要求。普通剛玉-尖晶石澆注料很難達到使用要求,需要多次修補。從實際使用情況分析,剛玉-尖晶石澆注料的侵蝕大都從基質開始,基質的組成、結構和性能對澆注料的性能起著重要的作用。
技術實現要素:
本發明解決的技術問題在于提供一種鋼包包底沖擊區工作層用超細粉澆注料,超細粉使澆注料更加致密,使氣孔孔徑變小,促進六鋁酸鈣(CA6)的生成,使基質結構得到優化。該澆注料具有較高的常溫強度、高溫強度,具有優異的高溫抗折強度、抗渣侵蝕性和抗渣滲透性,可以提高鋼包的使用壽命。
本發明的方案是:一種鋼包包底沖擊區工作層用超細粉澆注料,按照以下述重量百分比制成:
作為優選的方案,所述粒徑為300目的燒結尖晶石細粉和粒徑為400目的燒結尖晶石細的重量比為5∶3。
作為優選的方案,所述粒徑為300目的燒結尖晶石細粉和粒徑為400目的燒結尖晶石細粉的Al2O3含量為70~75wt%,MgO含量為25~30wt%。
作為優選的方案,所述棕剛玉顆粒中Al2O3含量≥96wt%。
作為優選的方案,所述白剛玉顆粒中Al2O3含量≥99wt%。
作為優選的方案,所述白剛玉細粉中Al2O3含量≥99wt%。
作為優選的方案,所述α~氧化鋁微粉中Al2O3含量≥99wt%。
作為優選的方案,所述水泥中Al2O3含量≥70wt%。
作為優選的方案,所述外加劑主要是由適量的減水劑、稀釋劑和防爆劑組合而成。
本發明還提供了一種制備鋼包包底沖擊區工作層用超細粉澆注料的方法,本發明的方法是:
將5~15wt%的粒徑為15-8mm棕剛玉顆粒,10~15wt%的粒徑為8-5mm白剛玉顆粒,2~9wt%的粒徑為5-3mm白剛玉顆粒,25wt%的粒徑為3-1mm白剛玉顆粒,10wt%的粒徑為1mm-0.08mm白剛玉顆粒,9~11wt%的粒徑為180目白剛玉細粉,1~3wt%的粒徑為白剛玉320目細粉,5~9wt%的粒徑≤1u的α-氧化鋁微粉,5wt%的粒徑為300目的燒結尖晶石細粉和3wt%的粒徑為400目的燒結尖晶石細粉,4wt%的水泥,1wt%的鋼纖維和適量外加劑,混合后干混3分鐘,再外加5%~5.5%wt的水攪拌5分鐘,振動澆注成型。
本發明的有益效果是:燒結尖晶石超細粉可以通過固溶反應提高材料中固相間的結合程度,從而改善制品的性能;燒結尖晶石超細粉會促進六鋁酸鈣(CA6)的生成,六鋁酸鈣是結合相,填充在主晶相和次晶相之間,在剛玉相和尖晶石相之間穿插,形成網絡結構,將剛玉相和尖晶石相緊密結合起來從而使基質結構得到優化,有助于提高澆注料的抗渣侵蝕性和抗渣滲透性。燒結尖晶石超細粉可以顯著提高澆注料的強度,尤其是高溫抗折強度;提高了澆注料的綜合性能,有效提高了鋼包的使用壽命,并且該發明加入了鋼纖維,增強了鋼包的耐磨性和耐腐蝕性并且提高了本發明的抗沖擊性,但是鋼纖維的加入提高了鋼包的氣孔率從而影響其抗渣滲透性,因此通過燒結尖晶石超細粉和不同粒度的剛玉相的添加降低氣孔率和氣孔孔徑,從而使本發明在具有抗渣滲透性同時具有高耐磨和高抗沖擊性;氣孔率過低則容易降低其抗爆裂性能,因此該發明通過其添加保證氣孔率達到適宜的平衡效果,在提高其抗渣侵蝕性和抗渣滲透的同時也避免抗暴爆裂性能的降低,因此該發明在保證氣孔率的同時降低了氣孔的孔徑,所以本發明在提高其抗渣侵蝕性和抗渣滲透的同時也避免抗暴爆裂性能的降低。
因此,本發明所制備的澆注料綜合性能好、高溫性能優異,使用壽命延長。
具體實施方式
為了彌補以上不足,本發明提供了一種鋼包包底沖擊區工作層用超細粉澆注料,以解決上述背景技術中的問題。一種鋼包包底沖擊區工作層用超細粉澆注料,按照以下述重量百分比制成:
一種制備所述鋼包包底沖擊區工作層用超細粉澆注料的方法,包括步驟:
將5~15wt%的粒徑為15-8mm棕剛玉顆粒,10~15wt%的粒徑為8-5mm白剛玉顆粒,2~9wt%的粒徑為5-3mm白剛玉顆粒,25wt%的粒徑為3-1mm白剛玉顆粒,10wt%的粒徑為1mm-0.08mm白剛玉顆粒,9~11wt%的粒徑為180目白剛玉細粉,1~3wt%的粒徑為白剛玉320目細粉,5~9wt%的粒徑≤1u的α-氧化鋁微粉,5wt%的粒徑為300目的燒結尖晶石細粉和3wt%的粒徑為400目的燒結尖晶石細粉,4wt%的水泥,1wt%的鋼纖維和適量外加劑,混合后干混3分鐘,再外加5%~5.5%wt的水攪拌5分鐘,振動澆注成型。
為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解,下面結合具體實施例,進一步闡述本發明。
實施例1:
按重量百分比計,將10%粒徑為15-8mm的棕剛玉顆粒,15%粒徑為8-5mm白剛玉顆粒,5%粒徑為5-3mm白剛玉顆粒,25%粒徑為3-1mm白剛玉顆粒,10%粒徑為1-0mm白剛玉顆粒,10%粒徑為180目白剛玉細粉,3%粒徑為白剛玉320目細粉,9%粒徑為1u的α-氧化鋁微粉,5%粒徑為300目的燒結尖晶石細粉和3%粒徑為400目的燒結尖晶石細粉,水泥為4%,鋼纖維為1%和適量外加劑,混合后干混3分鐘,再外加5.2%的水攪拌5分鐘,振動澆注成型,制成40mm×40mm×160mm的標準條形試樣,自然養護24h后,脫模,將試樣放入烘箱內在110℃干燥24h;該實施例經測試其顯氣孔率為15%,體積密度3.17g/cm3,常溫耐壓強度58.6MPa,常溫抗折強度12.6MPa,抗熱震性,抗氧化性均較好。
實施例2:
按重量百分比計,將10%粒徑為15-8mm的棕剛玉顆粒,15%粒徑為8-5mm白剛玉顆粒,5%粒徑為5-3mm白剛玉顆粒,25%粒徑為3-1mm白剛玉顆粒,10%粒徑為1-0mm白剛玉顆粒,10%粒徑為180目白剛玉細粉,3%粒徑為白剛玉320目細粉,9%粒徑為1u的α-氧化鋁微粉,燒結尖晶石細粉包含5%粒徑為300目的燒結尖晶石細粉和3%粒徑為400目的燒結尖晶石細粉,水泥為4%,鋼纖維為1%和適量外加劑;混合后干混3分鐘,再外加5.2%的水攪拌5分鐘,振動澆注成型,制成40mm×40mm×160mm的標準條形試樣,將標準條形試樣在1200℃下燒結,保溫時間為3h;該實施例經測試其顯氣孔率18%,體積密度3.14g/cm3,耐壓強度93.3MPa,抗折強度20.5MPa,抗熱震性,抗氧化性均較好。
實施例3:
按重量百分比計,將10%粒徑為15-8mm的棕剛玉顆粒,15%粒徑為8-5mm白剛玉顆粒,5%粒徑為5-3mm白剛玉顆粒,25%粒徑為3-1mm白剛玉顆粒,10%粒徑為1-0mm白剛玉顆粒,10%粒徑為180目白剛玉細粉,3%粒徑為白剛玉320目細粉,9%粒徑為1u的α-氧化鋁微粉,燒結尖晶石細粉包含5%粒徑為300目的燒結尖晶石細粉和3%粒徑為400目的燒結尖晶石細粉,水泥為4%,鋼纖維為1%和適量外加劑,混合后干混3分鐘,再外加5.2%的水攪拌5分鐘,振動澆注成型,制成40mm×40mm×160mm的標準條形試樣,將標準條形試樣在1600℃下燒結,保溫時間為3h,該實施例經測試其顯氣孔率20%,體積密度3.10g/cm3,耐壓強度90.7MPa,抗折強度13.1MPa,抗熱震性,抗氧化性均較好。
實施例4:
按重量百分比計,將10%粒徑為15-8mm的棕剛玉顆粒,15%粒徑為8-5mm白剛玉顆粒,5%粒徑為5-3mm白剛玉顆粒,25%粒徑為3-1mm白剛玉顆粒,10%粒徑為1-0mm白剛玉顆粒,10%粒徑為180目白剛玉細粉,3%粒徑為白剛玉320目細粉,9%粒徑為1u的α-氧化鋁微粉,燒結尖晶石細粉包含5%粒徑為300目的燒結尖晶石細粉和3%粒徑為400目的燒結尖晶石細粉,水泥為4%,鋼纖維為1%和少量外加劑,混合后干混3分鐘,再外加5.2%的水攪拌5分鐘,振動澆注成型,制成40mm×40mm×160mm的標準條形試樣;將標準條形試樣放入高溫抗折試驗機,測其高溫抗折強度,試驗溫度為1400℃,保溫時間為30min,該實施例的高溫抗折強度14.0MPa。
實施例5:
按重量百分比計,將5%的粒徑為15-8mm棕剛玉顆粒,10%的粒徑為8-5mm白剛玉顆粒,2%的粒徑為5-3mm白剛玉顆粒,25%的粒徑為3-1mm白剛玉顆粒,10%的粒徑為1mm-0.08mm白剛玉顆粒,9%的粒徑為180目白剛玉細粉,1%的粒徑為白剛玉320目細粉,5%的粒徑小于1u的α-氧化鋁微粉,5%的粒徑為300目的燒結尖晶石細粉和3%的粒徑為400目的燒結尖晶石細粉,3%的水泥,0.5%的鋼纖維和適量外加劑,混合后干混3分鐘,再外加5%的水攪拌5分鐘,振動澆注成型。
實施例6:
將15%的粒徑為15-8mm棕剛玉顆粒,15%的粒徑為8-5mm白剛玉顆粒,9%的粒徑為5-3mm白剛玉顆粒,25%的粒徑為3-1mm白剛玉顆粒,10%的粒徑為1mm-0.08mm白剛玉顆粒,11%的粒徑為180目白剛玉細粉,3%的粒徑為白剛玉320目細粉,9%的粒徑為1u的α-氧化鋁微粉,5%的粒徑為300目的燒結尖晶石細粉和3%的粒徑為400目的燒結尖晶石細粉,5%的水泥,2%的鋼纖維和適量外加劑,混合后干混3分鐘,再外加5.5%的水攪拌5分鐘,振動澆注成型。
以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征及本發明的優點。本行業的技術人員應該了解,本發明不受上述實施例的限制,上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理,在不脫離本發明精神和范圍的前提下,本發明還會有各種變化和改進,這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界。