[01159005]一种轻量刚玉-尖晶石浇注料及其制备方法

随着炉外精炼和连铸技术的发展,钢包由原来功能单一的盛装钢水容器逐渐转变为功能复杂的炉外钢水精炼设备,钢包的冶炼条件日趋严酷,钢包内衬所用耐火材料的使用条件也越来越苛刻。刚玉-尖晶石浇注料是近几年发展起来的新品种,由于其良好的高温性能而得到广泛应用,先后在日本等国得到普及。随着耐火材料的技术进步及炼钢工艺对耐火材料要求的提高,刚玉-尖晶石浇注料已被用于钢包中使用条件苛刻的部位,如包底冲击区、RH管、透气砖系统等,实际应用表明其具有良好的性能和较高的使用寿命。 在目前的钢包内衬材料使用过程中主要存在两个主要问题： （1）内衬材料热传导率较高,导致钢水温度下降较快,不利于连铸生产顺利进行,对钢水质量也有较大影响,而且增加了能耗; （2）内衬材料抗热剥落性能及抗渣性能不够优异,特别是不同渣系、钢种等冶炼条件下内衬材料抗渣性能的差异性较大。工作衬耐火材料轻量化是解决上述问题的一个重要研究方向。第一,隔热耐火材料越靠近工作面,其隔热节能效果越好,工作衬耐火材料轻量化能有效降低钢包热量散失;第二,由于轻量耐火材料中具有较多的气孔,在温度剧变时能够有效容纳热应力,提升材料抗热剥落性能。因此,工作衬用轻量耐火材料的研究受到耐火材料行业的广泛关注。特别是轻量化耐火材料由于体积密度较低,气孔较多,熔渣的扩散通道更多,其渣蚀过程更加复杂。这就要求轻量化耐火材料具有较多的微气孔和能够在较广泛的渣组成条件下形成抗渣防护层的能力,而目前公开的轻量化耐火材料还难以达到要求。 本项目采用4种不同粒径的等径微孔刚玉球和理论上最紧密堆积的氧化铝、镁砂等基质粉料,首先在常温下会形成具有一定孔隙度的颗粒堆积,然后高温下氧化铝、镁砂细粉原位反应形成镁铝尖晶石产生膨胀,能恰好填充这些较大的孔隙,将较大的孔隙转变为小孔,从而形成紧密化基质。制备的轻量刚玉-尖晶石浇注料不仅热导率低、抗急冷急热性、抗渣性能优良、强度高,而且浇注料流动性好,颗粒堆积易于控制,原材料消耗低。所制备的轻量刚玉-尖晶石浇注料经检测：显气孔率为7～11%,体积密度为2.6～2.8g/cm3,800℃导热系数为0.3～0.5W/（m/K）,使用寿命为220～300次。 利用不同粒径的等径微孔刚玉球和理论上最紧密堆积的氧化铝、镁砂等基质粉料,常温下会形成具有一定孔隙度的颗粒堆积,然后高温下氧化铝、镁砂细粉原位反应形成镁铝尖晶石产生膨胀,能恰好填充这些较大的孔隙,将较大的孔隙转变为小孔,从而形成紧密化基质。所制备的轻量刚玉-尖晶石浇注料具有显气孔率低、体积密度较小、热导率较低、抗熔渣侵蚀能力强和使用寿命长的特点。 本项目产品既保持低的导热率、优良的抗冲刷及热剥落性能,同时维持优良的抗熔渣侵蚀性能。从材料的特性看,今后可推广到石化、建筑、热电等行业使用。