專利名稱：一種復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐火材料，特別是涉及應(yīng)用于非焦煉鐵的一種復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
在煉鐵行業(yè)，高爐煉鐵這項(xiàng)成熟的技術(shù)一直占據(jù)主導(dǎo)地位。但是高爐煉鐵不但要消耗大量焦炭等資源還會(huì)造成詳相當(dāng)嚴(yán)重的環(huán)境污染。隨著自然資源逐漸匱乏，尋找新的煉鐵技術(shù)已經(jīng)是刻不容緩的問(wèn)題了。在提倡開(kāi)發(fā)新能源，保護(hù)人類居住環(huán)境的號(hào)召下，熔融還原煉鐵技術(shù)(即非焦煉鐵技術(shù))在近年也逐步得了到人們的重視。隨著熔融還原煉鐵技術(shù)(S卩非焦煉鐵技術(shù))逐漸的應(yīng)用，一種適合于熔融還原煉鐵的生產(chǎn)的新型隧道窯，即明焰窯車式隧道窯也應(yīng)運(yùn)而生。熔融還原煉鐵技術(shù)主要有兩種比較成熟的方法熔融煉鐵和以固相反應(yīng)為基礎(chǔ)的海綿鐵生產(chǎn)方法。海綿鐵生產(chǎn)主要是用鐵精礦、氧化鐵皮等含氧化鐵高的原料，在還原介質(zhì)作用下還原成金屬鐵。這種生產(chǎn)方法多用窯具(匣缽)生產(chǎn)。在F e 3 C的催化作用下反應(yīng)，使纖維狀的炭沉積帶來(lái)的體積膨脹導(dǎo)致耐火材料組織脆化、裂紋擴(kuò)展，最終是使材料崩裂，甚至粉化。這樣就大大降低了窯具的使用壽命。目前這些窯具材料多采用堇青石質(zhì)、粘土質(zhì)等鋁硅系耐火材料制成，窯具的熱導(dǎo)率較低，需要很長(zhǎng)時(shí)間才能把熱量傳到窯具中心，從而造成保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、能耗過(guò)高、嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率，也增加了生產(chǎn)成本。因此，一種熔煉液體鐵的生產(chǎn)新型隧道窯應(yīng)運(yùn)而生，但是這種明焰窯車式隧道窯對(duì)耐火材料的要求非常高。通過(guò)幾年實(shí)驗(yàn)，用過(guò)十幾種耐火材料， 效果均都不理想。下面介紹幾種使用情況一是高鋁磚在爐子上試用，一次就全部氧化成 “面包”;二是石墨坩堝不沾渣，但是能用三次就會(huì)徹底被侵蝕；三是鋯剛玉磚使用三次就被沖刷穿孔；四是用搗打料搗打嚴(yán)重氧化剝落，鋼水里面混有雜質(zhì)；五是鎂炭磚因急冷急熱，對(duì)含碳耐火材料有氧化作用，熔渣和鐵水在高溫下容易形成腐蝕作用。熔煉液體鐵的生產(chǎn)新型隧道窯它最關(guān)鍵的技術(shù)在于耐火材料的抵抗能力，明焰窯車式隧道窯煉鐵不但氣氛對(duì)耐火材料的氧化、侵蝕非常嚴(yán)重，而且窯體還要經(jīng)受急冷急熱的考驗(yàn)。原來(lái)大多采用的單晶、雙晶體材質(zhì)，根本沒(méi)有抗拒能力。因此要想滿足這種明焰窯車式隧道窯煉鐵，就必須從耐火材料方面有所突破。

發(fā)明內(nèi)容
綜上所述，為了解決明焰窯車式隧道窯煉鐵對(duì)耐火材料的要求，利用電熔剛玉作原料， 再結(jié)合加入具有抗氧化、抗侵蝕、抗熱震性、抗渣性、高荷軟等性能的材料而研制出一種復(fù)相轉(zhuǎn)晶型(多晶體轉(zhuǎn)化、再結(jié)合)的耐火材料，該產(chǎn)品可以滿足明焰窯車式隧道窯煉鐵的嚴(yán)格要求。這種復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚以可成定型或者不定型耐火材料，滿足不同場(chǎng)合的需要。本發(fā)明是可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚，以重量百分比表示，它由以下原料組成
粒度l-3mm的電熔剛玉為40- 43% ；粒度0-1 mm的電熔剛玉為13-15% ；粒度200目的電熔剛玉為13-14% ；SiC微粉為14-15% ；Si微粉為3_4% ；粘土為5% ；氧化鋁粉為2_3% ；泡化堿為6 %。
本發(fā)明還可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚，以重量百分比表示，它由以下原料組成
粒度l-3mm的電熔剛玉為41-43% ；粒度0-1 mm的電熔剛玉為14-15% ；粒度200目的電熔剛玉為13-14% ；SiC微粉為14-15% ；Si微粉為3_4% ；粘土為5% ；氧化鋁粉為2_3% ；泡化堿為6%。進(jìn)一步，所述的Si微粉的細(xì)度為200目。進(jìn)一步，所述的粘土為廣西粘土或魯山粘土。進(jìn)一步，所述的粘土細(xì)度為180目。本發(fā)明還可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚的生產(chǎn)方法，該方法包括以下步驟 第一步、將各種原料按比例要求充分摻和、混合均勻； 第二步、將混合好的原料墑均2-4小時(shí)； 第三步、按設(shè)計(jì)磚型壓制成型；
第四步，將成型的磚坯先在30-50°C條件下干燥3-5天；然后入窯，在還原氣氛下燒制，溫度先從室溫經(jīng)15小時(shí)緩慢升到200°C，排除磚坯里的水分，然后經(jīng)過(guò)100小時(shí)升溫至 1600°C，保溫3小時(shí)后逐漸降溫至室溫，既得本發(fā)明的復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚。測(cè)定本發(fā)明的復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚的理化指標(biāo)如下
75—78 ； 14—18 ； < 1. 0 ； ^ 17 ；
2. 9—3. 05 100—124 ； 1680—1750 ； 1790—1820 ； 6—4. 86。
Al2O3 , % SiC 禾口 Si3N4, % F e 203 , % 顯氣孔率，% 體積密度，g/cm3 常溫耐壓強(qiáng)度，MPa
0.2MPa荷重開(kāi)始軟化溫度，V 耐火度，°C
導(dǎo)熱系數(shù)(1000°C)，w/m.k本發(fā)明的有益效果
1、本發(fā)明解決了遂道窯熔煉鋼鐵這種新型技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化推廣的難題，也解決了氧化鐵在熔煉過(guò)程中對(duì)耐火材料的氧化、侵蝕、渣性問(wèn)題。2、本發(fā)明的產(chǎn)品具有高溫體積穩(wěn)定性強(qiáng)、熱膨脹系數(shù)小、抗氧化性強(qiáng)、抗熔融金屬、堿金屬侵蝕等特點(diǎn)。3、本發(fā)明的產(chǎn)品不但在高溫下可塑變形小，形成的液相粘度相當(dāng)大，而且抗渣耐剝落，對(duì)抗渣有優(yōu)異的抗侵蝕性能、抑制磚的氧化，結(jié)晶強(qiáng)度大，是常規(guī)的耐火材料無(wú)法比擬的。4、本發(fā)明的產(chǎn)品也適合用于非焦冶煉、隧道窯熔煉鋼鐵的窯爐的窯車上和窯內(nèi)襯容易接觸和必須接觸原料的部位。5、本發(fā)明的復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚可用在在爐外精煉爐中間包可作涂抹料或噴涂料，此種涂料不會(huì)引起鋼水二次氧化，保溫性良好。6、本發(fā)明的產(chǎn)品還適用錳鐵合金爐，鋼冶煉爐、鉛冶煉爐、銀冶煉爐、金冶煉爐、鎳冶煉爐、鋅冶煉爐、鉬冶煉爐、娣冶煉爐。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例一
一種復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚及生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚，以重量百分含量表示，原料中含有粒度l_3mm的電熔剛玉為 43%，粒度0-1 mm的電熔剛玉為13%，粒度200目的電熔剛玉為13%，SiC微粉為14%，200目的Si微粉為4%，180目的廣西粘土為5%，其中Al2O3含量在3(Γ35%，氧化鋁粉為2%，泡化堿為6%。將各種組分按照要求粉碎，篩選，混合均勻，將混合好的原料墑均3小時(shí)，壓制成型。根據(jù)磚的尺寸大小不同，采用400-1000噸的摩擦壓磚機(jī)，按設(shè)計(jì)磚型冷模壓制成型；壓磚時(shí)注意排氣，成型的磚坯尺寸公差小于Imm ；按磚坯體積、密度要求控制成型質(zhì)量， 同時(shí)要求表面光潔平整，不能有麻點(diǎn)、坑凹、裂紋等。成型的磚坯在30_50°C條件下干燥3飛天，使磚坯內(nèi)80%水分排出，然后再還原氣氛下高溫?zé)?。用?shí)驗(yàn)爐來(lái)燒制先將磚坯從室溫經(jīng)15小時(shí)緩慢升到200°C，排除磚坯里的水分， 然后經(jīng)過(guò)100小時(shí)升溫至1600°C，保溫3小時(shí)后逐漸降溫至室溫，既得本發(fā)明的復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚，測(cè)定理化指標(biāo)。本實(shí)施例一得到的復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚的理化指標(biāo)，結(jié)果如下 Al2O3，%76 ；
SiC 禾口 Si3N4，%17 ；
F e 203，%0. 8 ；
顯氣孔率，%17 ；
體積密度，g/cm33. 0 ；
常溫耐壓強(qiáng)度，MPa124 ；
0.2 MPa荷重開(kāi)始軟化溫度，。C1750 ；
耐火度，V1820 ；
導(dǎo)熱系數(shù)(1000°C)，w/m. k4.86。實(shí)施例二
本發(fā)明的復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚，以重量百分含量表示，原料中含有粒度l_3mm的電熔剛玉為 40%，粒度0-1 mm的電熔剛玉為15%，200目的電熔剛玉粒度為13%，SiC微粉為15%，200目的Si微粉為3%，180目的廣西粘土為5%，其中Al2O3含量在3(Γ35% ；氧化鋁粉為3%。泡化堿6%。其它與實(shí)施例一相同，不在敘述。本實(shí)施例二得到的復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚的理化指標(biāo)，結(jié)果如下， Al2O3，%78 ；
SiC 禾口 Si3N4，%17 ；
F e 203，%0.
顯氣孔率，%17. 5體積密度，g/cm32. 95 ；
常溫耐壓強(qiáng)度，MPa120 ；
0.2 MPa荷重開(kāi)始軟化溫度，。C1700 ；
耐火度，V1800 ；
導(dǎo)熱系數(shù)(1000°C)，w/m. k5.0。
實(shí)施例三
本發(fā)明的復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚，以重量百分含量表示，原料中含有粒度l_3mm的電熔剛玉為 41%，粒度0-1 mm的電熔剛玉為14%，粒度200目的電熔剛玉為14%，SiC微粉為14%，200目的Si微粉為3%，180目的魯山粘土為5%，其中Al2O3含量在3(Γ35%，氧化鋁粉為3% ；泡化堿 6%。其它與實(shí)施例一相同，不在敘述。 本實(shí)施例三得到的復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚的理化指標(biāo)，結(jié)果如下，
Al2O3，%ν 77 ；
SiC 禾口 Si3N4, %16 ；
F e 203 Λ0. 7 ；
顯氣孔率，%17 ；
體積密度，g/cm33. 0 ；
常溫耐壓強(qiáng)度，MPa118 ；
0.2 MPa荷重開(kāi)始軟化溫度，。C1700 ；
耐火度，V1810 ；
導(dǎo)熱系數(shù)(1000°C)，w/m. k5.0。
實(shí)施例四
本發(fā)明的復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚，以重量百分含量表示，原料中含有粒度l_3mm的電熔剛玉為 42%，粒度0-1 mm的電熔剛玉為15%，粒度200目的電熔剛玉為13%，SiC微粉為14%，粒度 200目的Si微粉為3%，粒度180目廣西粘土為5%，其中Al2O3含量在3(Γ35%，氧化鋁粉為 2% ；泡化堿的加入量為6%。其它與實(shí)施例一相同，不在敘述。
本實(shí)施例四得到的復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚的理化指標(biāo)，結(jié)果如下，
Al2O3，%76 ；
SiC 禾口 Si3N4, %18 ；
F e 203 , %0. 9 ；
顯氣孔率，%17 ；
體積密度，g/cm33. 0 ；
常溫耐壓強(qiáng)度，MPa120 ；
0.2 MPa荷重開(kāi)始軟化溫度，。C1720 ；
耐火度，V1800 ；
導(dǎo)熱系數(shù)(1000°C)，w/m. k5.2。 本發(fā)明的復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚在隧道窯窯車式熔煉液體鋼鐵的生產(chǎn)作為耐火材料運(yùn)用。通過(guò)在這種爐子上使用，現(xiàn)以用40多次，而且還在繼續(xù)使用，表明本發(fā)明的復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚達(dá)到抵抗熔煉過(guò)程中產(chǎn)生的氧化、侵蝕、沖刷等作用，性能優(yōu)良。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚，其特征在于，以重量百分比表示，它由以下原料組成粒度l-3mm 的電熔剛玉為40- 43%;粒度0-1 mm的電熔剛玉為13-15%;粒度200目的電熔剛玉為 13-14% ；SiC微粉為14-15% ；Si微粉為3-4% ；粘土為5% ；氧化鋁粉為2-3% ；泡化堿為6 %。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚，其特征在于，以重量百分比表示，它由以下原料組成粒度l_3mm的電熔剛玉為41-43% ；粒度0_1 mm的電熔剛玉為14-15% ；粒度200 目的電熔剛玉為13-14% ；SiC微粉為14-15% ；Si微粉為3_4% ；粘土為5% ；氧化鋁粉為2_3% ； 泡化堿為6%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚，其特征在于所述的Si微粉的細(xì)度為 200 目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚，其特征在于所述的粘土為廣西粘土或魯山粘土。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚，其特征在于所述的粘土的細(xì)度為180目。
6.一種如權(quán)利要求1或2所述的一種復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚的生產(chǎn)方法，其特征在于該方法包括以下步驟第一步、將各種原料按比例要求充分摻和、混碾； 第二步、將混合好的原料墑均2-4小時(shí)； 第三步、按設(shè)計(jì)磚型壓制成型；第四步、將成型的磚坯先在30-50°C條件下干燥3-5天，然后入窯，在還原氣氛下燒制，溫度先從室溫經(jīng)15小時(shí)緩慢升到200°C，排除磚坯里的水分，再經(jīng)過(guò)100小時(shí)升溫至 1600°C，保溫3小時(shí)后逐漸降溫至室溫，既得本發(fā)明的復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐火材料，特別是應(yīng)用于非焦煉鐵的一種復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚及其生產(chǎn)方法。該復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚由以下重量組份組成粒度1-3mm的電熔剛玉為40-43%；粒度0-1mm的電熔剛玉為13-15%；粒度200目的電熔剛玉為13-14%；SiC微粉為14-15%；Si微粉為3-4%；粘土粉為5%；氧化鋁粉為2-3%；泡化堿為6%；經(jīng)原料混合、墑勻、成型，在還原氣氛下高溫?zé)Y(jié)等工序，制成具有高溫體積穩(wěn)定性強(qiáng)、熱膨脹系數(shù)小、抗氧化性強(qiáng)、抗熔融金屬、堿金屬侵蝕等性能指標(biāo)優(yōu)良的復(fù)相轉(zhuǎn)晶磚。本發(fā)明解決了遂道窯熔煉鋼鐵這種新型技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化推廣的難題，也解決了氧化鐵在熔煉過(guò)程中對(duì)耐火材料的氧化、侵蝕、渣性等問(wèn)題。
文檔編號(hào)C04B35/10GK102432309SQ201110262750
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者李滿濤, 李良輝 申請(qǐng)人:李滿濤