CN101367662A - 一种用钒铁渣配制的耐火浇注料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用冶金工业固体废弃物钒铁渣配制的耐火浇注料，该浇注料包括以下组份，以50％～75％的钒铁渣、铝矾土和电熔铝镁尖晶石作为骨料，8％－30％的钒铁渣、铝矾土和电熔铝镁尖晶石作为细粉为主要组份，包括4％－8％的纯铝酸钙水泥，2％－12％的活性α－Al2O3微粉，外加0.5％－1.2％分散性氧化铝，0.6％－2％的不锈钢纤维，0.01％－0.1％的防爆纤维；其制备方法根据本发明的组份及比例要求准备原材料，再加入清水，进行搅拌使其均匀，使用时冶金设备上浇注成型即可，本发明具有强度高，耐侵蚀，抗热震性能好，使用寿命长等特点。
Description
技术领域
本发明涉及冶金工业用耐火材料技术领域，特别涉及一种用冶金钒铁渣废弃料制备的耐火材料浇注料。
背景技术
目前由于我国冶金工业的快速发展，耐火材料的消耗量越来越大，但可用于耐火材料的资源比较少。因此，科技人员在努力开发可用做耐火材料的二次资源，如利用炼钢产出的废弃物冶金渣制备耐火材料等。
如中国专利:申请号为200710202467.4，公开号为CN101182227A，发明名称为“一种用碳化高钛高炉渣配制的耐火补炉料”的专利申请，就是利用高炉渣废渣制备耐火材料的技术。该耐火材料主要包括镁砂、碳化高钛高炉渣以及软质粘土，为一种不定形耐火材料，主要用作冶金工业炉的耐火补炉料。该发明解决了钢铁企业高炉渣的堆积问题，为高炉渣的回收利用提供了一条新的思路。
此外，耐火材料浇注料也有其它公开资料。如中国专利:申请号为200510012224.5，公开号为CN1746135A，发明名称为“一种高炉出铁沟用耐火材料浇注料及其制备方法”的专利申请，该专利申请主要是以工业级刚玉粉料、SiC粉料、高温沥青粉料等为主要原料制备而成。该耐火材料浇注料及其制备方法主要用于出铁沟上，在使用时需加入到出铁沟的模具中进行浇注而成。
目前冶金工业在生产钒钢时，会产生一种钒铁渣。钒铁渣是钒铁生产的副产品。但至今还没有用钒铁渣废弃料制备耐火浇注料的专利报道。
发明内容
我国每年在生产钒铁时要排放几千吨的钒铁渣，钒铁渣的研究利用成为当务之急。在冶金设备上所使用的各种耐火浇注料中加入尽量多的钒铁渣，能生产出比现有同类耐火材料各项性能指标更优良的浇注料，可满足上述设备对耐火材料浇注料的使用要求。
本发明的目的是针对钒铁渣废弃料的上述情况，提出一种利用钒铁渣配制的耐火浇注料。可用于冶金工业使用的如钢包、钢包盖、中间包、中间包盖等设备上。
本发明的技术解决方案是提供一种包括工业废渣钒铁渣在内的耐火材料浇注料，其组份以重量百分比计包括:以50％-75％的钒铁渣、铝矾土和电熔铝镁尖晶石或至少是钒铁渣、铝矾土和电熔铝镁尖晶石中的一种作为骨料，其一种或几种组配的含量及比例可在以重量百分比计的0％-100％任意选择组配，其骨料的粒径为:15-8mm，8-5mm，5-3mm，3-1mm，1-0mm；以8％-30％的钒铁渣、铝矾土和电熔铝镁尖晶石或至少是钒铁渣、铝矾土和电熔铝镁尖晶石中的一种作为细粉，其一种或几种组配的含量及比例可在以重量百分比计的0％-100％任意选择组配，其粉料的粒径≤0.088mm；包括4％-8％的纯铝酸钙水泥，2％-12％的活性α-Al2O3微粉，外加0.5％-1.2％分散性氧化铝，0.6％-2％的不锈钢纤维，0.01％-0.1％的防爆纤维；其中钒铁渣的主要化学成份为:Al2O370％-82％，MgO6％-10％，Fe2O3≤1.0％，R2O(Na2O+K2O)≤0.8％，其体积密度≥2.80g/cm3，耐火度≥1770℃人；用该浇注料的组份按上述比例进行混合，再加入4％-8％的清水搅拌均匀后，在如钢包、钢包盖、中间包、中间包盖等冶金设备上浇注成型即可。
用冶金废渣钒铁渣所制备的耐火浇注料，具有强度高，耐侵蚀，抗热震性能好，使用寿命长等特点。
具体实施方式
配制本发明的耐火浇注料所需要的原材料组份以重量百分比计包括:50％-75％的钒铁渣、铝矾土和电熔铝镁尖晶石或其中作为骨料，在使用时选用至少是钒铁渣、铝矾土和电熔铝镁尖晶石中的一种作为骨料，其一种或几种组配的含量及比例可在以重量百分比计的0％-100％任意选择组配，骨料的粒径可为:15-8mm，8-5mm，5-3mm，3-1mm或1-0mm；以8％-30％的钒铁渣、铝矾土和电熔铝镁尖晶石作为细粉，在使用时选用至少是钒铁渣、铝矾土和电熔铝镁尖晶石中的一种作为细粉，其一种或几种组配的含量及比例可在以重量百分比计的0％-100％任意选择组配，其骨料的粒径≤0.088mm；选用4％-8％的纯铝酸钙水泥和2％-12％的活性α-Al2O3微粉，外加0.5％-1.2％分散性氧化铝(ADS1或DW1)，0.6％-2％的不锈钢纤维，0.01％-0.1％的防爆纤维。
其中作为占总组份50％-75％骨料的钒铁渣、铝矾土和电熔铝镁尖晶石之间的比例为:钒铁渣0％-100％，铝矾土0％-100％，和电熔铝镁尖晶石0％-100％。作为占总组份8％-30％细粉的钒铁渣、铝矾土和电熔铝镁尖晶石所占的比例为:钒铁渣0％-100％，铝矾土0％-100％，和电熔铝镁尖晶石0％-100％。
以下为本发明组份中原材料的化学成份和性能指标以及在本发明中所起的作用和效果:
钒铁渣的主要化学成份为:Al2O370％-82％，MgO6％-10％，Fe2O3≤1.0％，R2O≤0.8％；其体积密度可大于或等于2.80g/cm3，其耐火度在1770℃以上；在高温下有0.5％左右的微膨胀，耐侵蚀，抗热震性能好，是一种很好的耐火原料；
铝矾土的主要化学成份为:Al2O3≥88％，Fe2O3≤1.5％，R2O≤0.3％；其体积密度可大于或等于3.25g/cm3，其耐火度在1730℃以上；
纯铝酸钙水泥的主要化学成份为:Al2O373％-77％，SiO2≤0.5％，Fe2O3≤0.5％，R2O≤0.4％，S≤0.1，Cl≤0.1；其耐压强度≥40MPa，凝结时间:初凝，分≥30；终凝，时≤6；耐火度在1770℃以上；其比表面积≥6000cm2/g；
活性α-Al2O3微粉的主要化学成份为:Al2O3≥99％；其真比重≥3.93g/cm3；其中直径为1-1.5μm；
分散性氧化铝:ADS1和ADW1:Al2O3≥78％，R2O≤0.2％；其中直径为:2-3μm；
电熔铝镁尖晶石的体积密度可大于或等于3.20g/cm3，其耐火度在1790℃以上；
作为骨料的钒铁渣、铝矾土和电熔铝镁尖晶石的粒径为:15-8mm、8-5mm、5-3mm、3-1mm、1-0mm；
作为细料的钒铁渣、铝矾土和电熔铝镁尖晶石的粒径≤0.088mm。
外加的不锈钢纤维材料采用标准材料规格，其主要质量指标应符合以下表1中所列出的要求。
表1不锈钢纤维的产品规格及主要质量指标要求
| 牌号 | 熔点范围，℃ | 876℃的弹性模量，104MPa | 870℃的抗拉强度，MPa | 室温下的密度，g/cm3 |
| GE(430) | 1425—1510 | ≥8.2 | ≥45 | ≥7.8 |
外加的防爆纤维材料采用标准材料规格，其主要质量指标应符合以下表2中所列出的要求。
表2 防爆纤维的产品规格及主要质量指标要求
| 型号 | 长度，mm | 长度偏差，mm | 直径，μm | 直径偏差，％ | 比重，g/cm3 | 熔点，℃ |
| KDF-II | 3—5 | ±0.3 | 30—40 | ±0.5 | 0.89—0.91 | 160±1 |
其制备方法是根据本发明的组份成分、粒径、按其不同的比例要求准备好各种原材料，然后加入到搅拌设备中，再加入4％-8％清水，搅拌3-5分钟使其均匀后，进行检验、包装。使用时在如钢包、钢包盖、中间包、中间包盖等冶金设备上浇注成型即可。
本发明的耐火浇注料所用的钒铁渣为钒铁生产过程中产生的工业废渣，使用时根据其所要求的成分比例和体积密度以及耐火度等性能要求选配。其它原材料为本领域普通技术人员所熟悉的常规或标准材料，可直接从市场上得到，不需要作特殊处理，但所购买的成品需经检验合格后方可使用。所有材料必须满足本发明所述的指标要求。
按上述要求制备好的耐火浇注料成品，其物理性能指标要求达到下表3中的规定。
表3 耐火浇注料成品的性能指标
实施例1-6
实施例1-6以表4、表5中所列出的比例按本发明所述的制备方法进行制备即可。表4、表5中列出了本发明在实施后所对应的实施例所达到的性能指标即:体积密度，线变化，抗压强度以及耐火度等。
表4 实施例1～实施例3
表5 实施例4～实施例6
本发明用冶金废渣钒铁渣所配制的耐火浇注料，具有强度高，耐侵蚀，抗热震性能好，使用寿命长等特点，满足了冶金设备对耐火材料浇注料的性能要求，使钒铁渣的再利用多了一个途径，是一个既经济又环保的实用技术方案。
Claims (6)
1.一种用钒铁渣配制的耐火浇注料，其特征在于该浇注料包括以下组份，以一部分钒铁渣、铝矾土和电熔铝镁尖晶石作为骨料，一部分钒铁渣、铝矾土和电熔铝镁尖晶石作为细粉为主要组份，包括纯铝酸钙水泥，活性α-Al2O3微粉，外加分散性氧化铝，不锈钢纤维和防爆纤维。
2.根据权利要求1所述的钒铁渣耐火浇注料，其特征在于该浇注料的组份以质量百分比计为：骨料为：50％-75％，细粉为：8％-30％，纯铝酸钙水泥为：4％-8％，活性α-Al2O3微粉为：2％-12％，分散性氧化铝为：0.5％-1.2％，不锈钢纤维为：0.6％-2％，防爆纤维为：0.01％-0.1％。
3.根据权利要求2所述的钒铁渣耐火浇注料，其特征在于所述的骨料的组成至少是钒铁渣、铝矾土和电熔铝镁尖晶石中的一种，其含量及比例可在以重量百分比计的0％-100％任意选择组配，其骨料的粒径为：15-8mm，8-5mm，5-3mm，3-1mm，1-0mm。
4.根据权利要求2所述的钒铁渣耐火浇注料，其特征在于所述的细粉的组成至少是钒铁渣、铝矾土和电熔铝镁尖晶石中的一种，其含量及比例可在以重量百分比计的0％-100％任意选择组配，其粉料的粒径≤0.088mm。
5.根据权利要求1所述的钒铁渣耐火浇注料，其特征在于所述的钒铁渣的主要化学成份以质量百分比计为：Al2O3：70％-82％，MgO：6％-10％，Fe2O3≤1.0％，R2O(Na2O+K2O)≤0.8％，其体积密度≥2.80g/cm3，耐火度≥1770℃。
6.根据权利要求1或2所述的钒铁渣耐火浇注料，其特征在于用该浇注料的组份按上述比例进行混合，再加入4％-8％的清水搅拌均匀后，在如钢包、钢包盖、中间包、中间包盖等冶金设备上浇注成型。
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