[发明专利]一种冶金包用耐火材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种冶金包用耐火材料及其制备方法，所述冶金包用耐火材料按重量份包括：致密烧结刚玉颗粒50‑60份、致密烧结刚玉细粉10‑15份、发泡珠光砂细粉5‑30份、活性氧化铝微粉3‑10份、电熔镁砂微粉5‑10份、氧化镁微粉1‑5份、有机硅憎水剂0.2‑0.5份。制备步骤包括：采用有机硅憎水剂对发泡珠光砂细粉进行憎水改性，然后将各原料先干混再湿混，将湿混好的浇注料经振动加压成型、养护和烧结，得到所述冶金包用耐火材料，其中在烧结过程中吹扫惰性气体，提高显气孔率。本发明提供的冶金包用耐火材料气孔率高且均匀，具有良好的热震稳定性、高吹通率、使用寿命显著延长。

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种冶金包用耐火材料及其制备方法。

背景技术

冶金包是炉外精炼和盛装钢水的反应容器，在炼钢工艺中起着连接转炉和连铸的作用。冶金包透气砖耐火材料作为冶金包二次精炼环节中至关重要的功能性耐火材料，通过透气砖的吹氩来搅拌，从而使加入的合金可以快速均匀地溶解在钢液中。其吹气的稳定性，流量的大小，寿命的稳定性对钢水的质量，合金元素的均化，冶金包的生产节奏都有着重大的影响。但是，随着冶炼温度提高、精炼比例增加及精炼时间延长，透气砖的使用条件越来越苛刻，多数情况下透气砖由于钢或渣的渗透、纵横向断裂等原因，吹开率降低，使用寿命缩短，通常只有20-30炉次，目前已成为限制冶金包寿命提高和低成本运行的瓶颈因素。因此，提高冶金包透气砖的性能，对于钢铁冶金有着重要的意义。

目前，冶金包透气砖的材质主要是低水泥结合的含铬刚玉尖晶石质，以烧结刚玉作为骨料，振动浇注成型，然后高温烧成。如公开号为CN105645979B的专利，以致密烧结刚玉为骨料，以活性氧化铝微粉、氧化镁微粉、氧化铬微粉为基质，以溶胶溶液为结合剂，外加少量有机纤维和有机改性剂，采用振动加压的方式成型，制备的冶金包透气砖具有优良的热震稳定性、低侵蚀性、高吹通率，且易清扫。公开号为CN103979992B的专利，以微孔刚玉和镁铝尖晶石颗粒及致密刚玉颗粒为骨料，以氧化铝、氧化镁和碳化物等微粉为基质，以有机纤维、硝酸钙、聚羧酸为外加剂，通过室温及升温养护后高温烧成，制品强度高，使用寿命延长。

以上现有技术制备的透气耐火材料还存在以下问题：

1)采用有机外加剂高温分解产生气体制备多孔透气结构，气孔率及大小难以控制；

2)砖芯抗烧氧能力差，热震稳定性不佳；

3)使用寿命延长程度低，制备工艺较长，增加了生产成本。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种冶金包用耐火材料及其制备方法，选用具有多孔结构的发泡珠光砂细粉作为浇注料的基质之一，采用有机硅憎水剂对发泡珠光砂细粉进行憎水改性，制备得到的冶金包用耐火材料使用寿命大幅提高、强度高、热震稳定性好、透气性良好，且抗钢渣渗透性和侵蚀性能良好的冶金包用耐火材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种冶金包用耐火材料，所述耐火材料按重量份包括以下组份：致密烧结刚玉颗粒50-60份、致密烧结刚玉细粉10-15份、发泡珠光砂细粉5-30份、活性氧化铝微粉3-10份、电熔镁砂微粉5-10份、氧化镁微粉1-5份、有机硅憎水剂0.2-0.5份。

优选地，所述耐火材料按重量份包括以下组份：致密烧结刚玉颗粒58份、致密烧结刚玉细粉13份、发泡珠光砂细粉20份、活性氧化铝微粉6份、电熔镁砂微粉8份、氧化镁微粉3份、有机硅憎水剂0.4份。

进一步，所述有机硅憎水剂为具有反应活性的有机硅氧烷，包括羟基硅油、氨基硅油、双官能度硅烷偶联剂，憎水剂作用是对发泡珠光砂细粉进行改性，具有反应活性的有机硅氧烷可与发泡珠光砂细粉中的羟基起化学反应，形成牢固的憎水型硅树脂薄膜，分布在发泡珠光砂细粉表面和孔隙内壁，显著降低发泡珠光砂细粉的吸水率。

优选地，有机硅憎水剂为羟基硅油，羟基含量为6％-8％。