CN100594202C - 一种耐火自流浇注料及其制备方法 - Google Patents
一种耐火自流浇注料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明具体涉及一种耐火自流浇注料的制备方法。本发明所采用的技术方案是：将35～55wt%的矾土颗粒、5～20wt%的矾土细粉、5～25wt%的刚玉细粉、5～30wt%的电熔陶粒砂、2～10wt%的纯铝酸钙水泥、2～6wt%的硅微粉、2～10wt%的α-Al2O3微粉、0.1～0.2wt%的减水剂混合，搅拌均匀制得。本发明所制备的耐火自流浇注料具有不偏析、流动性好、易施工、致密度高、强度好、成本较低的特点。广泛适用于加热炉炉衬、钢包永久层、中间包永久层等热工窑炉。
Description
一、技术领域
本发明属于耐火浇注料技术领域。尤其涉及一种耐火自流浇注料及其制备方法。
二、背景技术
自流浇注料(Self-flow Castable)，是指低水泥、超低水泥或无水泥耐火浇注料以其混合后的流动性为特征，具有这种流动性的低水泥或超低水泥耐火浇注料无需施加外力即可流动和脱气，且无明显偏析。由于自流浇注料具有很好的流动特性，近年来已引起人们的关注，它无需给予振动，只靠自身重力就能进行填充，因而在许多场合比低水泥浇注料更具有优势。自流浇注料可用于难以施加振动或即使施加振动也难使振动浇注料流动填充的地方，如锚固件很多的待构筑处；耐火构件复杂且要求表面光滑等；高炉出铁沟或炼钢炉内衬修补等，尤其适用某些形状复杂且很薄的修补处。
目前解决耐火自流浇注料的流动性采取的主要措施有调整颗粒级配、增加水量、添加超细粉或选用高效减水剂。颗粒级配的调整已经没有新颖性且不能明显改变自流浇注料的性能，而添加超细粉和高效分散剂又提高了自流浇注料的成本；增加水量往往会导致自流浇注料的气孔率增大、烘烤时制品易开裂、强度低、耐磨性差，如“自流浇注耐火料”(CN96116065.9)由电熔棕刚玉粗颗粒及细粉、碳化硅粗颗粒、合成镁铝尖晶石微粉、二氧化硅超细粉、高铝水泥按一定比例配合成主料，再加入适量添加剂混合而成，但加水量大。而加水并不能使低水泥浇注料具有合适的自流性能，且多加水会严重地损害浇注料性能，如降低密度和强度，从而降低结构强度、耐侵蚀性能和耐磨性能。
另外，在铸造行业广泛应用的电熔陶粒砂，是以矾土熔融喷吹而成的球形颗粒，粒径一般在2～0.1mm之间，其中0.6～0.1mm的电熔陶粒砂在铸造行业应用非常广泛，而大于0.6mm的电熔陶粒砂大多都丢弃，这既浪费了资源，又污染了环境。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种不偏析、流动性好、易施工、致密度高、强度好、成本较低的耐火自流浇注料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：将35～55wt％的矾土颗粒、5～20wt％的矾土细粉、5～25wt％的刚玉细粉、5～30wt％的电熔陶粒砂、2～10wt％的纯铝酸钙水泥、2～6wt％的硅微粉、2～10wt％的α-Al2O3微粉和0.1～0.2wt％的减水剂混合，搅拌均匀制得。
其中：所述的电熔陶粒砂为球形颗粒和粒径为2～0.6mm，电熔陶粒砂的Al2O3≥70wt％和Fe2O3≤3wt％；矾土颗粒的Al2O3含量为75～90wt％和粒径为10～0.088mm；矾土细粉的Al2O3含量为75～90wt％和粒径小于0.088mm；刚玉细粉的Al2O3含量为94～99.5wt％和粒径小于0.088mm；纯铝酸钙水泥的比表面积≥390cm2/g和耐火度≥1650℃；硅微粉的SiO2≥92wt％、Al2O3≤1.5wt％、Fe2O3≤2.0wt％、灼减≤3.0wt％和比表面积≥18m2/g；α-Al2O3微粉的Al2O3≥99wt％；减水剂为三聚磷酸钠、聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、三聚氰胺中的一种或一种以上。
由于采用上述技术方案，本发明将球形电熔陶粒砂引入到高铝自流浇注料中，即添加一定量的2～0.6mm的电熔陶粒砂到高铝质耐火自流浇注料中，既可保留高铝质耐火自流浇注料致密度高、强度好的特性；而且由于电熔陶粒砂为球状实心颗粒，浇注时阻力小，可明显提高浇注料的自流率且不偏析；加之电熔陶粒砂是以矾土熔融喷吹而成的球形颗粒，粒径一般2～0.1mm之间，其中0.6～0.1mm在铸造行业应用非常广泛，而高于0.6mm的电熔陶粒砂大多都丢弃，将其加入到耐火浇注料中可以变废为宝，降低成本。
因此，本发明所制备的耐火自流浇注料具有不易偏析、流动性好、易施工、致密度高、强度好、成本较低的特点。广泛适用于加热炉炉衬、钢包永久层、中间包永久层等热工窑炉。
四、具体实施方式
比较例：一种普通高铝质耐火自流浇注料
将58～63wt％的矾土颗粒、16～20wt％的矾土细粉、5～8wt％的刚玉细粉、3～4wt％的纯铝酸钙水泥、2～3wt％的硅微粉、8～9wt％的α-Al2O3微粉、0.10～0.13wt％的减水剂混合均匀。其中：矾土颗粒的Al2O3含量为88～89wt％、粒径为10～0.088mm，矾土细粉的Al2O3含量为88～89wt％、粒径小于0.088mm；刚玉细粉的Al2O3含量为94～95wt％、粒径小于0.088mm；纯铝酸钙水泥比表面积≥390cm2/g，耐火度≥1650℃；硅微粉SiO2≥92wt％，Al2O3≤1.5wt％，Fe2O3≤2.0wt％，灼减≤3.0wt％，比表面积≥18m2/g；α-Al2O3微粉的Al2O3≥99wt％；减水剂为三聚磷酸钠和聚丙烯酸钠。
性能检测结果为：加水量7.5wt％，自流值80％，少量偏析，110℃×24h烘干体积密度2.88g/cm3，气孔率16％，抗折强度7.8MPa，耐压强度65.5MPa，1450℃×3h烧后体积密度2.92g/cm3，气孔率15％，线变化率-0.4％，抗折强度13.5MPa，耐压强度134.5MPa。
实施例1：一种耐火自流浇注料的制备方法
将53～55wt％的矾土颗粒、16～20wt％的矾土细粉、5～8wt％的刚玉细粉、5～10wt％的电熔陶粒砂、3～4wt％的纯铝酸钙水泥、2～3wt％的硅微粉、8～10wt％的α-Al2O3微粉、0.10～0.13wt％的减水剂混合，搅拌均匀制得。
其中：电熔陶粒砂为球形颗粒，Al2O3为78.53wt％，Fe2O3为1.83wt％，粒径为2～0.6mm；矾土颗粒的Al2O3含量为88～89wt％、粒径为10～0.088mm，矾土细粉的Al2O3含量为88～89wt％、粒径小于0.088mm；刚玉细粉的Al2O3含量为94～95wt％、粒径小于0.088mm；纯铝酸钙水泥比表面积≥390cm2/g，耐火度≥1650℃；硅微粉SiO2≥92wt％，Al2O3≤1.5wt％，Fe2O3≤2.0wt％，灼减≤3.0wt％，比表面积≥18m2/g；α-Al2O3微粉的Al2O3≥99wt％；减水剂为三聚磷酸钠和聚丙烯酸钠。
本实施例所制备的耐火自流浇注料，其检测结果显示：加水量6.5wt％，自流值95％，不偏析，110℃×24h烘干体积密度2.89g/cm3，气孔率15％，抗折强度9.6MPa，耐压强度88.7MPa，1450℃×3h烧后体积密度2.96g/cm3，气孔率14％，线变化率-0.2％，抗折强度16.5MPa，耐压强度176.0MPa。
实施例2：一种耐火自流浇注料的制备方法
将43～45wt％的特级矾土颗粒、6～9wt％的特级矾土细粉、14～15wt％的刚玉细粉、18～20wt％的电熔陶粒砂、4～5wt％的纯铝酸钙水泥、3～4wt％的硅微粉、6～7wt％的α-Al2O3微粉、0.15～0.16wt％的减水剂混合，搅拌均匀制得。
其中：电熔陶粒砂为球形颗粒，Al2O3为78.53wt％，Fe2O3为1.83wt％，粒径为2～0.6mm；矾土颗粒的Al2O3含量为78～84wt％、粒径为10～0.088mm，矾土细粉的Al2O3含量为87～88wt％、粒径小于0.088mm；刚玉细粉的Al2O3含量为97～98wt％、粒径小于0.088mm；纯铝酸钙水泥比表面积≥390cm2/g，耐火度≥1650℃；硅微粉SiO2≥92wt％，Al2O3≤1.5wt％，Fe2O3≤2.0wt％，灼减≤3.0wt％，比表面积≥18m2/g；α-Al2O3微粉的Al2O3≥99wt％；减水剂为聚丙烯酸钠。
本实施例所制备的耐火自流浇注料，其检测结果显示：加水量6.0wt％，自流值110％，不偏析，110℃×24h烘干体积密度2.89g/cm3，气孔率14％，抗折强度10.3MPa，耐压强度92.4MPa，1450℃×3h烧后体积密度2.94g/cm3，气孔率13％，线变化率-0.1％，抗折强度17.3MPa，耐压强度172.0MPa。
实施例3：一种耐火自流浇注料的制备方法
将48～50wt％的特级矾土颗粒、9～10wt％的特级矾土细粉、8～9wt％的刚玉细粉、14～16wt％的电熔陶粒砂、8～10wt％的纯铝酸钙水泥、5～6wt％的硅微粉、3～5wt％的α-Al2O3微粉、0.13～0.14wt％的减水剂混合，搅拌均匀制得。
其中：电熔陶粒砂为球形颗粒，Al2O3为78.53wt％，Fe2O3为1.83wt％，粒径为2～0.6mm；矾土颗粒的Al2O3含量为86～88wt％、粒径为10～0.088mm，矾土细粉的Al2O3含量为86～88wt％、粒径小于0.088mm；刚玉细粉的Al2O3含量为96～98wt％、粒径小于0.088mm；纯铝酸钙水泥比表面积≥390cm2/g，耐火度≥1650℃；硅微粉SiO2≥92wt％，Al2O3≤1.5wt％，Fe2O3≤2.0wt％，灼减≤3.0wt％，比表面积≥18m2/g；α-Al2O3微粉的Al2O3≥99wt％；减水剂为三聚磷酸钠和三聚氰胺。
本实施例所制备的耐火自流浇注料，其检测结果显示：加水量6.2wt％，自流值100％，不偏析，110℃×24h烘干体积密度2.90g/cm3，气孔率14％，抗折强度11.4MPa，耐压强度90.5MPa，1450℃×3h烧后体积密度2.96g/cm3，气孔率13％，线变化率-0.2％，抗折强度18.1MPa，耐压强度180.0MPa。
实施例4：一种耐火自流浇注料的制备方法
将35～38wt％的矾土颗粒、5～6wt％的矾土细粉、20～25wt％的刚玉细粉、24～30wt％的电熔陶粒砂、2～3wt％的纯铝酸钙水泥、4～5wt％的硅微粉、2～3wt％的α-Al2O3微粉、0.18～0.20wt％的减水剂混合，搅拌均匀制得。
其中：电熔陶粒砂为球形颗粒，Al2O3为78.53wt％，Fe2O3为1.83wt％，粒径为2～0.6mm；矾土颗粒的Al2O3含量为88～89wt％、粒径为10～0.088mm，矾土细粉的Al2O3含量为88～89wt％、粒径小于0.088mm；刚玉细粉的Al2O3含量为94～96wt％、粒径小于0.088mm；纯铝酸钙水泥比表面积≥390cm2/g，耐火度≥1650℃；硅微粉SiO2≥92wt％，Al2O3≤1.5wt％，Fe2O3≤2.0wt％，灼减≤3.0wt％，比表面积≥18m2/g；α-Al2O3微粉的Al2O3≥99wt％；减水剂为聚丙烯酸钠和六偏磷酸钠。
本实施例所制备的耐火自流浇注料，其检测结果显示：加水量5.8wt％，自流值115％，不偏析，110℃×24h烘干体积密度2.92g/cm3，气孔率13％，抗折强度8.2MPa，耐压强度79.3MPa，1450℃×3h烧后体积密度3.01g/cm3，气孔率14％，线变化率-0.3％，抗折强度15.4MPa，耐压强度169.0MPa。
结合比较例可以看出，本具体实施方式所制备的耐火自流浇注料，明显具有不偏析、流动性好、易施工、致密度高、强度好、成本较低的特点。
Claims (2)
1.一种耐火自流浇注料的制备方法，其特征在于将35～55wt％的矾土颗粒、5～20wt％的矾土细粉、5～25wt％的刚玉细粉、5～30wt％的电熔陶粒砂、2～10wt％的纯铝酸钙水泥、2～6wt％的硅微粉、2～10wt％的α-Al2O3微粉和0.1～0.2wt％的减水剂混合，搅拌均匀制得；
其中：电熔陶粒砂为球形颗粒和粒径为2～0.6mm，电熔陶粒砂的Al2O3≥70wt％和Fe2O3≤3wt％；矾土颗粒的Al2O3含量为75～90wt％和粒径为10～0.088mm；矾土细粉的Al2O3含量为75～90wt％和粒径小于0.088mm；刚玉细粉的Al2O3含量为94～99.5wt％和粒径小于0.088mm；纯铝酸钙水泥的比表面积≥390cm2/g和耐火度≥1650℃；硅微粉的SiO2≥92wt％、Al2O3≤1.5wt％、Fe2O3≤2.0wt％、灼减≤3.0wt％和比表面积≥18m2/g；α-Al2O3微粉的Al2O3≥99wt％；减水剂为三聚磷酸钠、聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、三聚氰胺中的一种或一种以上。
2、根据权利要求1所述的耐火自流浇注料的制备方法所制备的耐火自流浇注料。
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