專利名稱：合成鈣砂及其生產(chǎn)方法和合成鈣砂鋼水過濾器的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種冶金用耐火材料及其制品的生產(chǎn)方法。
背景技術：
在冶煉優(yōu)質潔凈鋼時，一般在中間包擋渣堰上設置鋼水過濾器，以吸附過濾去鋼 水中所含的A1203、Si02*S等有害雜質。目前，鋼水過濾器大多采用鈣砂制作，即先將天 然石灰石煅燒成生石灰-氧化鈣，然后向氧化鈣中添加少量燒結劑，進行混和壓塊后在 1700°C以上高溫下燒制成重燒氧化鈣塊，經(jīng)粉碎得氧化鈣砂。應用此氧化鈣砂加上結合劑 壓制成過濾器坯，經(jīng)高溫燒制而成鋼水過濾器。上述方法生產(chǎn)的鈣砂及過濾器，其致密度較 低，燒結強度不夠，過濾效果差，且生產(chǎn)過程能耗高。為此，有的廠家對上述生產(chǎn)方法進行了 技術改進，例如，專利申請?zhí)枮镃N200810050156. 5的專利申請公開了一種“合成鈣砂和中 間包精煉用鈣質過濾器的生產(chǎn)方法”，它直接采用石灰石_輕質碳酸鈣為原料，加入一定比 例的鍶鹽和鈣鹽，混和壓塊在1580 1630°C溫度下燒制成重燒合成氧化鈣塊，然后粉碎成 合成鈣砂。該法節(jié)省了將石灰石先煅燒成生石灰的步驟，并降低了鈣砂煅燒溫度，所得合成 鈣砂體積密度達2. 55 2. 80g/cm3,顯氣孔率6 15%，由該合成鈣砂制得的過濾器耐壓 強度達25Mpa，較上述傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的鈣砂及鈣砂過濾器質量有所提高，但仍欠佳，且所用 原料_輕質碳酸鈣機械加工麻煩、能耗大，同時碳酸鈣在燒結過程中放出二氧化碳形成粒 子空洞，影響合成鈣砂的體積密度和強度；為了保障合成鈣砂的體積密度和強度，需要提高 燒結溫度和延長保溫時間，因而又增加了能耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一，是提供一種更加優(yōu)越的合成鈣砂及其生產(chǎn)方法。本發(fā)明的目的之二，是提供一種利用所述合成鈣砂制備鋼水過濾器的生產(chǎn)方法。本發(fā)明的技術解決方案是一種合成鈣砂，其所含的組份以重量百分比計為消石灰35 70%，冶金石灰 25 60%，三氧化二鐵0. 5 1%，結合劑3 10%。所述結合劑為液體石蠟或蜂蜜、焦油、丙酮、聚丙烯。一種合成鈣砂的生產(chǎn)方法，將上述合成鈣砂的各組份原料混合均勻，壓制成型，送 入爐窯，在1550 1580°C下煅燒，保溫1. 5 3小時，自然冷卻后出窯，即得合成鈣砂。所述消石灰原料的質量指標為按重量百分比CaO >97. %, Mg0<0. 5%, Si02 < 1. 0%, A1203 < 0. 5%，水份彡 1%，灼減< 0. 8%，粒度< 325 目；所述冶金石灰原料的質量指標為按重量百分比CaO >89.0%, Mg0<0. 5%, Si02 < 1. 0%, A1203 < 0. 5%，灼減< 5. 0% ；所述冶金石灰篩分為三種粒度5 3mm、3 1mm和1mm目以下，三種粒度的重量 百分配比為30 55% 20 45% 10 30% ；所述組份原料混合方法是開啟攪拌機加熱系統(tǒng)，一段時間后先將所述冶金石灰
3投入攪拌機，加熱攪拌4分鐘，再加入所述結合劑，攪拌4分鐘，最后加入所述的消石灰，攪 拌5分鐘；所述模具壓制成合成鈣砂坯料的方法是，將混合料加入模具內(nèi)，在400KN摩擦壓 力機下壓制，保持30秒鐘。一種合成鈣砂鋼水過濾器的生產(chǎn)方法，以重量百分比計的原料組份為采用上述 合成鈣砂90 97%，添加結合劑3 10%，將所述各組份原料混合均勻，經(jīng)模具壓制成過 濾器坯料，送入爐窯，在1550 1580°C下煅燒，保溫1. 5 3小時，自然冷卻后出窯，即得合 成鈣砂鋼水過濾器。所述原料合成鈣砂篩分為四種粒度5 3mm、3 ImmUmm以下和100目以下，四 種粒度的重量百分配比為30 50 20 30 10 30 0 30 ；所述組份原料混合方法是，開啟攪拌機加熱系統(tǒng)，一段時間后先投入顆粒5 3mm,3 1mm的鈣砂，加熱攪拌4分鐘，再加入所述結合劑，攪拌4分鐘，最后加入所述100 目以下的鈣砂細粉，攪拌5分鐘。所述模具壓制成過濾器坯料的方法是，將混合料加入模具內(nèi)，在400KN摩擦壓力 機下壓制，保持30秒鐘。所述結合劑為液體石蠟或蜂蜜、焦油、丙酮、聚丙烯。本發(fā)明的有益效果是本合成鈣砂原料采用了優(yōu)質的冶金石灰和消石灰，由于消 石灰細度特別好，比表面積大，顆?；钚愿撸瑹Y后體積密度顯著提高而顯氣孔率大大降 低；同時原料中添加的三氧化二鐵，燒結時能促進液相生成，在燒結顆粒之間起良好的橋梁 連接作用，進一步提高燒結強度、體積密度和抗水化性能；經(jīng)測試，本合成鈣砂體積密度達 3. 0 3. lg/cm3和顯氣孔率達1. 4 2. 4%左右，用本合成鈣砂制得的合成鈣砂鋼水過濾 器，耐壓強度在38 78Mpa ；體積穩(wěn)定性好，燒成收縮小，能耗低，使用壽命長，對鋼水雜質 的過濾效果能滿足高純凈鋼的要求。本發(fā)明原料易得，價格低，為純凈鋼冶煉提供了一種質 優(yōu)價廉、使用壽命長的合成鈣砂及合成鈣砂鋼水過濾器。


附圖為本合成鈣砂鋼水過濾器實施例結構示意圖。圖中標號1過濾器基體；2鋼水導流孔。
具體實施例方式下面結合附圖以實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例1，一、合成鈣砂原料選用消石灰，其質量指標為按重量百分比CaO> 97. 0%,Mg0 < 0. 5%,Si02 < 1. 0%,A1203 < 0. 5%，水份彡 1%，灼減< 0. 8%，粒度< 325 目；冶金石灰，其質量指標為按重量百分比CaO > 89.0%, MgO < 0. 5%, Si02 < 1.0%, Al203 <0.5%，灼減<5.0%;三氧化二鐵粉末細度200目以下；結合劑采用液體石蠟。各原 料的配比以重量百分比計為消石灰35%，冶金石灰60%，三氧化二鐵1%，液體石蠟4%。二、合成鈣砂生產(chǎn)方法先將上述冶金石灰破碎、篩分成三種級別粒度5 3mm、 3 1mm和1mm以下，三種粒度的重量百分配比為5 3mm 45%，3 1mm 45%，10%，開啟 熱混煉機預熱約10分鐘至110°C，然后投入5 3mm和3 1mm顆粒的冶金石灰，加熱攪拌4分鐘，再加入液體石蠟，攪拌4分鐘，最后加入上述消石灰，攪拌5分鐘；混煉后將混合料 加入模具內(nèi)，在400噸摩擦壓磚機的壓力下壓制成料坯，送入高溫隧道窯在1550 1580°C 下煅燒，保溫1. 5小時，自然冷卻后出窯，即得合成鈣砂料塊。三、合成鈣砂鋼水過濾器的生產(chǎn)方法本實施例的合成鈣砂鋼水過濾器是安裝在 中間包擋渣堰上部的磚形鋼水過濾器，它具有磚形過濾器基體1，在磚形過濾器基體1上布 有若干鋼水導流孔2。本鋼水過濾器采用的原料為合成鈣砂與結合劑，其重量百分比為合 成鈣砂97 %，結合劑3 %。本實施例合成鈣砂取自上述所制得的合成鈣砂料塊，結合劑采 用蜂蜜。將上述合成鈣砂料塊破碎、篩分成四種級別粒度的合成鈣砂5 3mm、3 1mm、 1mm 100目和100目以下，并按5 3mm30%，3 lmm30%，lmm 100目10%，和100目 以下30%的重量百分比將四種級別顆粒的合成鈣砂與蜂蜜分別投入熱混煉機內(nèi)混煉13分 鐘，然后將混合料加入過濾器模具中，在400噸摩擦壓磚機的壓力下壓制成過濾器坯，送入 高溫隧道窯在1550 1580°C下煅燒，保溫2. 5小時，自然冷卻后出窯，即得合成鈣砂鋼水過濾器。
鋼水過濾器在出窯后還要經(jīng)過浸蠟、鐵皮密封工序，以防止在儲存、運輸過程中水 化。所得合成鈣砂和合成鈣砂鋼水過濾器經(jīng)檢測合成鈣砂體積密度3. 07g/cm3,顯氣孔率1.9%。合成鈣砂鋼水過濾器體積密度2. 80g/cm3,顯氣孔率6. 3%，耐壓強度38. 2Mpa。實施例2，一、合成鈣砂原料選用消石灰、冶金石灰，、三氧化二鐵的質量指標 同實施例1，結合劑采用焦油。各原料的配比以重量百分比計為消石灰60%，冶金石灰 29. 5%，三氧化二鐵0.5人％，焦油10%。二、合成鈣砂生產(chǎn)方法先將上述冶金石灰破碎、篩分成三種級別粒度5 3mm、 3 1mm和1謹以下，三種粒度的重量百分配比為5 3謹55%，3 1謹20%，25%，開啟 熱混煉機預熱約10分鐘至110°C，然后投入5 3mm和3 1mm顆粒的冶金石灰，加熱攪 拌4分鐘，再加入焦油，攪拌4分鐘，最后加入上述消石灰，攪拌5分鐘；混煉后將混合料加 入模具內(nèi)，在400噸摩擦壓磚機的壓力下壓制成料坯，送入高溫隧道窯在1550 1580°C下 煅燒，保溫2. 5小時，自然冷卻后出窯，即得合成鈣砂料塊。三、合成鈣砂鋼水過濾器的生產(chǎn)方法原料為合成鈣砂與結合劑，其重量百分比 為合成鈣砂90%，結合劑10%。本實施例合成鈣砂取自上述所制得的合成鈣砂料塊，結 合劑采用焦油。將上述合成鈣砂料塊破碎、篩分成四種級別粒度的合成鈣砂5 3mm、3 lmm、lmm 100 目和 100 目以下，并按 5 3mm50%，3 lmm20%，1mm 100 目 20%，和 100 目以下10%的重量百分比將四種級別顆粒的合成鈣砂與焦油分別投入熱混煉機內(nèi)混煉13 分鐘，然后將混合料加入過濾器模具中，在400噸摩擦壓磚機的壓力下壓制成過濾器坯，送 入高溫隧道窯在1550 1580°C下煅燒，保溫3. 0小時，自然冷卻后出窯，即得合成鈣砂鋼水 過濾器o鋼水過濾器在出窯后還要經(jīng)過浸蠟、鐵皮密封工序，以防止在儲存、運輸過程中水 化。所得合成鈣砂和合成鈣砂鋼水過濾器經(jīng)檢測合成鈣砂體積密度3. 10g/cm3,顯氣孔率1.5%。
合成鈣砂鋼水過濾器體積密度2. 84g/cm3,顯氣孔率6. 1 %，耐壓強度77. 8Mpa。實施例3，一、合成鈣砂原料選用消石灰、冶金石灰，、三氧化二鐵的質量指標同 實施例1，結合劑采用丙酮。各原料的配比以重量百分比計為消石灰50%，冶金石灰41%，
三氧化二鐵1%，丙酮8%。二、合成鈣砂生產(chǎn)方法先將上述冶金石灰破碎、篩分成三種級別粒度5 3mm、 3 1mm和1謹以下，三種粒度的重量百分配比為5 3謹30%，3 1謹40%，30%，開啟 熱混煉機預熱約10分鐘至110°C，然后投入5 3mm和3 1mm顆粒的冶金石灰，加熱攪 拌4分鐘，再加入丙酮，攪拌4分鐘，最后加入上述消石灰，攪拌5分鐘；混煉后將混合料加 入模具內(nèi)，在400噸摩擦壓磚機的壓力下壓制成料坯，送入高溫隧道窯在1550 1580°C下 煅燒，保溫3. 0小時，自然冷卻后出窯，即得合成鈣砂料塊。三、合成鈣砂鋼水過濾器的生產(chǎn)方法原料為合成鈣砂與結合劑，其重量百分比 為合成鈣砂95%，結合劑5%。本實施例合成鈣砂取自上述所制得的合成鈣砂料塊，結合 劑采用丙酮。將上述合成鈣砂料塊破碎、篩分成四種級別粒度的合成鈣砂5 3mm、3 1mm、1mm 100 目和 100 目以下，并按 5 3mm40%，3 lmm25%，1mm 100 目 30%，和 100目以下5%的重量百分比將四種級別顆粒的合成鈣砂與丙酮分別投入熱混煉機內(nèi)混煉 13分鐘，然后將混合料加入過濾器模具中，在400噸摩擦壓磚機的壓力下壓制成過濾器坯， 送入高溫隧道窯在1550 1580°C下煅燒，保溫3.0小時，自然冷卻后出窯，即得合成鈣砂鋼 水過濾器。鋼水過濾器在出窯后還要經(jīng)過浸蠟、鐵皮密封工序，以防止在儲存、運輸過程中水 化。所得合成鈣砂和合成鈣砂鋼水過濾器經(jīng)檢測合成鈣砂體積密度3. 09g/cm3,顯氣孔率1.6%。合成鈣砂鋼水過濾器體積密度2. 84g/cm3,顯氣孔率6. 0%，耐壓強度73. 9Mpa。實施例4，一、合成鈣砂原料選用消石灰、冶金石灰，、三氧化二鐵的質量指標同 實施例1，結合劑采用蜂蜜。各原料的配比以重量百分比計為消石灰70%，冶金石灰25%，
三氧化二鐵1%，蜂蜜4%。二、合成鈣砂生產(chǎn)方法先將上述冶金石灰破碎、篩分成三種級別粒度5 3mm、 3 1mm和1謹以下，三種粒度的重量百分配比為5 3謹40%，3 1謹40%，20%，開啟 熱混煉機預熱約10分鐘至110°C，然后投入5 3mm和3 1mm顆粒的冶金石灰，加熱攪 拌4分鐘，再加入蜂蜜，攪拌4分鐘，最后加入上述消石灰，攪拌5分鐘；混煉后將混合料加 入模具內(nèi)，在400噸摩擦壓磚機的壓力下壓制成料坯，送入高溫隧道窯在1550 1580°C下 煅燒，保溫2. 0小時，自然冷卻后出窯，即得合成鈣砂料塊。三、合成鈣砂鋼水過濾器的生產(chǎn)方法原料為合成鈣砂與結合劑，其重量百分比 為合成鈣砂92%，結合劑8%。本實施例合成鈣砂取自上述所制得的合成鈣砂料塊，結合 劑采用液體石蠟。將上述合成鈣砂料塊破碎、篩分成四種級別粒度的合成鈣砂5 3mm、 3 1mm、1mm 100 目和 100 目以下，并按 5 3mm45 %，3 lmm30 %，1mm 100 目 25 % 的重量百分比將三種級別顆粒的合成鈣砂與液體石蠟分別投入熱混煉機內(nèi)混煉13分鐘， 然后將混合料加入過濾器模具中，在400噸摩擦壓磚機的壓力下壓制成過濾器坯，送入高 溫隧道窯在1550 1580°C下煅燒，保溫2.0小時，自然冷卻后出窯，即得合成鈣砂鋼水過濾
6器。鋼水過濾器在出窯后還要經(jīng)過浸蠟、鐵皮密封工序，以防止在儲存、運輸過程中水 化。所得合成鈣砂和合成鈣砂鋼水過濾器經(jīng)檢測合成鈣砂體積密度3. 10g/cm3,顯氣孔率1.4%。合成鈣砂鋼水過濾器體積密度2. 85g/cm3,顯氣孔率6. 0%，耐壓強度70. 2Mpa。實施例5，一、合成鈣砂原料選用消石灰、冶金石灰，、三氧化二鐵的質量指標同 實施例1，結合劑采用聚丙烯。各原料的配比以重量百分比計為消石灰45%，冶金石灰 48 %，三氧化二鐵1 %，液體石蠟6 %。二、合成鈣砂生產(chǎn)方法先將上述冶金石灰破碎、篩分成三種級別粒度5 3mm、 3 1mm和1謹以下，三種粒度的重量百分配比為5 3謹35%，3 1謹35%，30%，開啟 熱混煉機預熱約10分鐘至110°C，然后投入5 3mm和3 1mm顆粒的冶金石灰，加熱攪 拌4分鐘，再加入聚丙烯，攪拌4分鐘，最后加入上述消石灰，攪拌5分鐘；混煉后將混合料 加入模具內(nèi)，在400噸摩擦壓磚機的壓力下壓制成料坯，送入高溫隧道窯在1550 1580°C 下煅燒，保溫2. 5小時，自然冷卻后出窯，即得合成鈣砂料塊。三、合成鈣砂鋼水過濾器的生產(chǎn)方法原料為合成鈣砂與結合劑，其重量百分比 為合成鈣砂94%，結合劑6%。本實施例合成鈣砂取自上述所制得的合成鈣砂料塊，結合 劑采用聚丙烯。將上述合成鈣砂料塊破碎、篩分成四種級別粒度的合成鈣砂5 3mm、3 1mm、1mm 100 目和 100 目以下，并按 5 3mm35%，3 lmm25%，1mm 100 目 20%，和 100 目以下20%的重量百分比將四種級別顆粒的合成鈣砂與聚丙烯分別投入熱混煉機內(nèi)混煉 13分鐘，然后將混合料加入過濾器模具中，在400噸摩擦壓磚機的壓力下壓制成過濾器坯， 送入高溫隧道窯在1550 1580°C下煅燒，保溫3小時，自然冷卻后出窯，即得合成鈣砂鋼水 過濾器o鋼水過濾器在出窯后還要經(jīng)過浸蠟、鐵皮密封工序，以防止在儲存、運輸過程中水 化。所得合成鈣砂和合成鈣砂鋼水過濾器經(jīng)檢測合成鈣砂體積密度3. 08g/cm3,顯氣孔率2. 4%。合成鈣砂鋼水過濾器體積密度2. 80g/cm3,顯氣孔率6. 6%，耐壓強度69. 2Mpa。
權利要求
一種合成鈣砂，其特征在于所含的組份以重量百分比計為消石灰35～70％，冶金石灰25～60％，三氧化二鐵0.5～1％，結合劑3～10％。
2.按權利要求1所述的合成鈣砂，其特征在于所述結合劑為液體石蠟或蜂蜜、焦油、丙 酮、聚丙烯。
3.一種合成鈣砂的生產(chǎn)方法，其特征在于將權利要求1所述的各組份原料混合均勻， 壓制成型，送入爐窯，在1550 1580°C下煅燒，保溫1. 5 3小時，自然冷卻后出窯，即得合 成鈣砂料塊。
4.按權利要求3所述的合成鈣砂的生產(chǎn)方法，其特征在于所述消石灰原料的質量指標 為按重量百分比=CaO > 97. %,MgO < 0. 5%, SiO2 < 1. 0%，Al2O3 < 0. 5%，水份彡 1%, 灼減< 0. 8%，粒度< 325目。
5.按權利要求3所述的合成鈣砂的生產(chǎn)方法，其特征在于所述冶金石灰原料的質量 指標為按重量百分比:CaO > 89. 0%, MgO < 0. 5%, SiO2 < 1. 0%, Al2O3 < 0. 5%，灼減 < 5. 0%。
6.按權利要求3所述的合成鈣砂的生產(chǎn)方法，其特征在于所述冶金石灰篩分為三種粒 度5 3mm、3 ImmUmm以下，三種粒度的重量百分配比為30 55 20 45 10 30。
7.按權利要求3或6所述的合成鈣砂的生產(chǎn)方法，其特征在于所述組份原料混合方法 是開啟攪拌機加熱系統(tǒng)，一段時間后先將所述冶金石灰投入攪拌機，加熱攪拌4分鐘，再 加入所述結合劑，攪拌4分鐘，最后加入所述的消石灰，攪拌5分鐘。
8.按權利要求3所述的合成鈣砂的生產(chǎn)方法，其特征在于所述模具壓制成合成鈣砂坯 料的方法是，將混合料加入模具內(nèi)，在400KN摩擦壓力機下壓制，保持30秒鐘。
9.一種合成鈣砂鋼水過濾器的生產(chǎn)方法，其特征在于以重量百分比計的原料組份為 如權利要求1或3所述的合成鈣砂90 97%，結合劑3 10%，將所述各組份原料混合均 勻，經(jīng)模具壓制成過濾器坯料，送入爐窯，在1550 1580°C下煅燒，保溫1. 5 3小時，自然 冷卻后出窯，即得合成鈣砂鋼水過濾器。
10.按權利要求9所述的合成鈣砂鋼水過濾器的生產(chǎn)方法，其特征在于所述原料合成 鈣砂篩分為四種粒度5 3mm、3 ImmUmm以下和100目以下，四種粒度的重量百分配比 為 30 50 20 30 10 30 0 30。
11.按權利要求9所述的合成鈣砂鋼水過濾器的生產(chǎn)方法，其特征在于所述組份原料 混合方法是，開啟攪拌機加熱系統(tǒng)，一段時間后先投入顆粒5 3mm、3 Imm的鈣砂，加熱 攪拌4分鐘，再加入所述結合劑，攪拌4分鐘，最后加入所述100目以下的鈣砂細粉，攪拌5 分鐘。
12.按權利要求9所述的合成鈣砂鋼水過濾器的生產(chǎn)方法，其特征在于所述模具壓制 成過濾器坯料的方法是，將混合料加入模具內(nèi)，在400KN摩擦壓力機下壓制，保持30秒鐘。
13.按權利要求9所述的合成鈣砂鋼水過濾器的生產(chǎn)方法，其特征在于所述結合劑為 液體石蠟或蜂蜜、焦油、丙酮、聚丙烯。
全文摘要
一種合成鈣砂及其生產(chǎn)方法和合成鈣砂鋼水過濾器的制備方法，合成鈣砂的組份以重量百分比計為消石灰35～70％，冶金石灰25～60％，三氧化二鐵0.5～1％，結合劑3～10％；將上述合成鈣砂的各組份原料混合均勻，壓制成型，送入爐窯，在1550～1580℃下煅燒1.5～3小時，自然冷卻后出窯，即得合成鈣砂；將所得合成鈣砂添加結合劑模壓成型，經(jīng)煅燒即制成合成鈣砂鋼水過濾器。應用本發(fā)明的原料和生產(chǎn)方法所砂制得的合成鈣砂體積密度3.0g/cm3以上，顯氣孔率2.4％以下，合成鈣砂鋼水過濾器的耐壓強度在38～78MPa，體積穩(wěn)定性好，燒成收縮小，能耗低，使用壽命長，對鋼水雜質的過濾效果能滿足高純凈鋼的要求。
文檔編號C04B35/622GK101823893SQ201010160128
公開日2010年9月8日 申請日期2010年4月30日 優(yōu)先權日2010年4月30日
發(fā)明者葉小星, 潘永康, 祁琪, 虞炳泉, 虞暢 申請人:湖州銘德耐火材料有限公司