钢包用浇注料预制下铸口砖及其生产方法.pdf

本发明涉及一种钢包用浇注料预制下铸口砖及其生产方法，原料成分以重量百分比计，含有粒度为5-3mm的刚玉27～30％、3-1mm的刚玉22～24％、1-0mm的刚玉20～22％，还含有44μm的刚玉15～18％、α-Al2O3粉5～8％、纯铝酸钙水泥3～8％；外加占上述原料总重4～6％的水、0.2～0.5％的添加剂。生产步骤包括：称料，搅拌，出料；将下铸口砖钢壳固定在模具内，进行浇注，经振动成型，然后脱模；在15-25℃温度下干燥3～5天，然后在干燥窑内按升温要求进行烘干。本发明产品经检测，显气孔率≤20％，体积密度≥3.0g/cm3，常温耐压强度≥30MPa，使用寿命长；同时生产工序简化，降低了生产成本。因此，本发明将具有较好的推广价值和社会效益。

1、  一种钢包浇注料用预制下铸口砖，其特征在于：该砖原料成分以重量百分比计，含有粒度为5-3mm的刚玉27～30％、3-1mm的刚玉22～24％、1-0mm的刚玉20～22％，还含有44μm的刚玉15～18％、α-Al₂O₃粉5～8％、纯铝酸钙水泥3～8％；外加占上述原料总重4～6％的水、0.2～0.5％的添加剂。

2、  根据权利要求1所述的钢包浇注料用预制下铸口砖，其特征在于：所述α-Al₂O₃粉粒度为5μm，Al₂O₃含量≥80％；所述纯铝酸钙水泥粒度为44μm。

3、  根据权利要求1所述的钢包浇注料用预制下铸口砖，其特征在于：所述添加剂为六偏磷酸钠和三聚磷酸钠的混合物，二者的重量比为2～1∶1。

4、  根据权利要求1所述的钢包浇注料用预制下铸口砖，其特征在于：所述刚玉为电熔刚玉或板状刚玉。

5、  一种权利要求1所述的钢包浇注料用预制下铸口砖的生产方法，其特征在于，该方法包括如下生产步骤：
(1)拌料：按原料组成称料，在搅拌下向搅拌机中加入各种刚玉和添加剂，干混3～5min；然后边搅拌边加水，湿混3～5min；再加入α-Al₂O₃粉、纯铝酸钙水泥，搅拌8～10min，出料；
(2)振动成型：将下铸口砖钢壳固定在模具内，开启振动台，不断注入料浆进行浇注，经振动成型，然后脱模；
(3)干燥：在15-25℃的温度下干燥3～5天；
(4)烘干：在干燥窑内进行烘干。

6、  根据权利要求5所述的钢包浇注料用预制下铸口砖的生产方法，其特征在于：所述烘干的升温要求如下：从室温～200℃，升温速率为5.2～5.8℃/h；在200±10℃，干燥12h；从200～300℃，升温速率为5.6～6.8℃/h；在300±10℃，干燥8h；从300～400℃，升温速率为5.5～6.8℃/h；在400±10℃，干燥8h，出窑。

7、  根据权利要求5所述的钢包浇注料用预制下铸口砖的生产方法，其特征在于：所述搅拌的转速为40～60r/min。

8、  根据权利要求5所述的钢包浇注料用预制下铸口砖的生产方法，其特征在于：所述振动台功率为5KW，振动时先用振动台振动3～5min，振幅2～5mm，然后用振动棒振动3～5min。

钢包用浇注料预制下铸口砖及其生产方法
一、技术领域：
本发明涉及一种耐火材料，特别是涉及一种钢包用浇注料预制下铸口砖及其生产方法。
二、背景技术：
炼钢厂钢包使用的下铸口砖通常采用半干料机压成型方法，一般经烘干、装套钢壳和二次烘干等工艺制成，其工艺路线大致经配料、混练、困料、成型、烘干、加钢壳、二次烘干、包装和入库等步骤。采用机压成型的下铸口砖上、中、下各部位的密度偏差明显，使用过程中受热内应力作用，往往会产生裂纹，可能会引发滲钢、漏钢等安全事故。该方法生产的下铸口砖与套装钢壳之间的缝隙用软泥料填充；在二次烘干时，泥料脱水收缩，钢壳与砖坯之间的结合强度下降，影响产品的使用寿命，增加了炼钢连铸的生产成本，同时也给安全生产带来隐患。
经检索，专利号为200710092409.0的专利公开了一种钢包用复合刚玉碳砖的生产方法，原料配比如下：亚白刚玉35-40％，电熔镁砂25-35％，电熔铝镁尖晶石10-15％，石墨6-7％，铝粉1-2％，硅粉1-3％，碳化硅粉3-5％，氧化铝粉3-5％，树脂3.5-3.8％。其生产过程为：拌料-装模成型-凉坯-烘烤-检选入库。采用该方法生产的钢包用复合刚玉碳砖为钢包普通用砖，配方较复杂，不适合用作钢包用下铸口砖。
三、发明内容：
本发明要解决的技术问题：针对现有钢包用砖存在的不足，提供一种工序简单、生产成本低、性能可靠的钢包用浇注振动成型下铸口砖及其生产方法。
本发明的技术方案是：
一种钢包浇注料用预制下铸口砖，该砖原料成分以重量百分比计，含有粒度为5-3mm的刚玉27～30％、3-1mm的刚玉22～24％、1-0mm的刚玉20～22％，还含有44μm的刚玉15～18％、α-Al₂O₃粉5～8％、纯铝酸钙水泥3～8％；外加占上述原料总重4～6％的水、0.2～0.5％的添加剂。
所述α-Al₂O₃粉粒度为5μm，Al₂O₃含量≥80％；所述纯铝酸钙水泥粒度为44μm。
所述添加剂为六偏磷酸钠和三聚磷酸钠的混合物，二者的重量比为2～1∶1。
所述刚玉为电熔刚玉或板状刚玉。
一种所述的钢包浇注料用预制下铸口砖的生产方法包括如下生产步骤：
(1)拌料：按原料组成称料，在搅拌下向搅拌机中加入各种刚玉和添加剂，干混3～5min；然后边搅拌边加水，湿混3～5min；再加入α-Al₂O₃粉、纯铝酸钙水泥，搅拌8～10min，出料；
(2)振动成型：将下铸口砖钢壳固定在模具内，注入料浆进行浇注，经振动成型，然后脱模；
(3)干燥：在15-25℃的温度下干燥3～5天；
(4)烘干：在干燥窑内进行烘干。
所述烘干的升温要求如下：从室温～200℃，升温速率为5.2～5.8℃/h；在200±10℃，干燥12h；从200～300℃，升温速率为5.6～6.8℃/h；在300±10℃，干燥8h；从300～400℃，升温速率为5.5～6.8℃/h；在400±10℃，干燥8h，出窑。
所述搅拌的转速为40～60r/min。
所述振动台功率为5KW，振动时先用振动台振动3～5min，振幅2～5mm，然后用振动棒振动3～5min。
本发明的积极有益效果：
(1)本发明的钢包用浇注料预制下铸口砖，经检测，其中Fe₂O₃≤1％，Al₂O₃≥80％，SiO₂≤1％，显气孔率≤20％，体积密度≥3.0g/cm³，常温耐压强度≥30MPa，使用寿命长。普通工艺成型的下铸口砖使用寿命仅1～2次，本发明产品使用寿命为3～4次，完全可以满足生产需要，具体性能指标见下表1。
表1：本发明产品的性能指标

(2)本发明和现有技术相比，生产工序明显简化，本发明的生产工序省去了泥料困料、加钢壳、二次烘干等三道主要工序，混料后不需困料，可直接通过浇注振动成型，使钢壳与砖坯固定为一体，从根本上杜绝了钢壳与砖坯松动的现象，彻底解决了钢包在浇钢使用时钢壳松动而导致的质量事故问题，增加了钢厂炼钢连铸时的安全系数；由于生产工序简化，大大减少了生产周期，减轻了工人的劳动强度，提高了劳动效率，降低了生产成本。本发明的生产方法还解决了一些异型砖形、比较难成型的生产问题。
(3)本发明方法工艺简单，生产成本低，易于投产，具有良好的推广价值和社会效益。
四、具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一：一种钢包浇注料用预制下铸口砖，原料组成见表2中相应数据，以100kg原料为例，其中粒度为5-3mm的刚玉27kg、3-1mm的刚玉22kg、1-0mm的刚玉20kg、44μm的刚玉15kg、α-Al₂O₃粉8kg、纯铝酸钙水泥8kg；外加水4.5kg、添加剂0.5kg。
表中α-Al₂O₃粉粒度为5μm，水泥为粒度44μm的纯铝酸钙，添加剂为六偏磷酸钠和三聚磷酸钠的混合物，二者重量比为2∶1。
生产方法包括如下步骤：
(1)拌料：按原料组成称料，在搅拌下向搅拌机中加入板状刚玉、添加剂，干混3～5min；然后边搅拌边加水，湿混3～5min；再加入α-Al₂O₃粉、纯铝酸钙水泥，搅拌8～10min，出料；搅拌时转速为40-60r/min；
(2)振动成型：将下铸口砖钢壳固定在模具内，开启振动台，不断注入料浆进行浇注，浇注速度应比较均匀；经振动成型，然后脱模；
其中振动台功率为5KW，振动时先在振动台振动3-5min，振幅范围2-5mm；然后用振动棒振动3-5min；所用振动台台面为1000mm×1000mm，承重500kg；
(3)干燥：干燥时气温以15-25℃为宜，浇注后砖体模内养护一天，模外养护三天，气温稍低时应适当延长养护时间；
(4)烘干：在干燥窑内进行烘干。
烘干时升温要求如下：从室温～200℃，升温速率为5.2～5.8℃/h；在200±10℃，干燥12h；从200～300℃，升温速率为5.6～6.8℃/h；在300±10℃，干燥8h；从300～400℃，升温速率为5.5～6.8℃/h；在400±10℃，干燥8h，出窑。成品砖的性能参数见表1，外观要求见表3。
实施例二：原料组成见表2中相应数据，同实施例一不同之处在于：
所用添加剂中六偏磷酸钠和三聚磷酸钠的重量比为2∶1。
生产方法包括如下步骤：
(1)拌料：按原料组成称料，在搅拌下向搅拌机中加入板状刚玉、添加剂，干混3～4min；然后边搅拌边加水，湿混3～4min；再加入α-Al₂O₃粉、纯铝酸钙水泥，搅拌8～9min，出料；搅拌时转速为40-50r/min；
(2)振动成型：将下铸口砖钢壳固定在模具内，开启振动台，不断注入料浆进行浇注，经振动成型，然后脱模；其中振动台功率为5KW，振动时先在振动台振动3～4min，振幅范围2-5mm；然后用振动棒振动3-4min；
(3)干燥：在20-25℃的温度下干燥3～4天；
(4)烘干：在干燥窑内进行烘干。
烘干时升温要求如下：从室温～200℃，升温速率为5.6℃/h；在200±10℃，干燥12h；从200～300℃，升温速率为6.2℃/h；在300±10℃，干燥8h；从300～400℃，升温速率为6.2℃/h；在400±10℃，干燥8h，出窑。
实施例三：原料组成见表2中相应数据，同实施例一不同之处在于：
所用添加剂中六偏磷酸钠和三聚磷酸钠的重量比为1.5∶1。
生产方法包括如下步骤：
(1)拌料：按原料组成称料，在搅拌下向搅拌机中加入板状刚玉、添加剂，干混4min；然后边搅拌边加水，湿混4min；再加入α-Al₂O₃粉、纯铝酸钙水泥，搅拌9min，出料；搅拌时转速为60r/min；
(2)振动成型：将下铸口砖钢壳固定在模具内，开启振动台，不断注入料浆进行浇注，经振动成型，然后脱模；其中振动台功率为5KW，振动时先在振动台振动4min，振幅范围4mm；然后用振动棒振动4min；
(3)干燥：在25℃的温度下干燥3天；
(4)烘干：在干燥窑内进行烘干。
烘干时升温要求如下：从室温～200℃，升温速率为5.4℃/h；在200±10℃，干燥12h；从200～300℃，升温速率为6.0℃/h；在300±10℃，干燥8h；从300～400℃，升温速率为5.8℃/h；在400±10℃，干燥8h，出窑。
实施例四：原料组成见表2中相应数据，同实施例一不同之处在于：
所用添加剂中六偏磷酸钠和三聚磷酸钠的重量比为1.8∶1。
生产方法包括如下步骤：
(1)拌料：按原料组成称料，在搅拌下向搅拌机中加入电熔刚玉、添加剂，干混3min；然后边搅拌边加水，湿混5min；再加入α-Al₂O₃粉、纯铝酸钙水泥，搅拌8min，出料；搅拌时转速为50r/min；
(2)振动成型：将下铸口砖钢壳固定在模具内，开启振动台，不断注入料浆进行浇注，经振动成型，然后脱模；其中振动台功率为5KW，振动时先在振动台振动3-5min，振幅范围2-5mm；然后用振动棒振动3-5min；
(3)干燥：在15-25℃的温度下干燥3～5天；
(4)烘干：在干燥窑内进行烘干。
烘干时升温要求如下：从室温～200℃，升温速率为5.6℃/h；在200±10℃，干燥12h；从200～300℃，升温速率为6.2℃/h；在300±10℃，干燥8h；从300～400℃，升温速率为6.5℃/h；在400±10℃，干燥8h，出窑。
实施例五～十二：原料组成见表2中相应数据，其中例五中添加剂六偏磷酸钠和三聚磷酸钠的混合比为1.2∶1；例六中添加剂六偏磷酸钠和三聚磷酸钠的重量比为1∶1；生产方法等内容同实施例一。
例七～十二的生产步骤等内容同实施例一，不再重述。
表2：各实施例中原料及其配比(以重量百分比计)

表3：本发明产品成品砖的外观要求，单位：mm