CN103382116B - 含锆高强耐磨浇注料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含锆高强耐磨浇注料，以重量百分含量表示，所述含锆高强耐磨浇注料原料配比中含有棕刚玉23～32%，烧结莫来石42～52%，刚玉粉4～8%，莫来石细粉6～10%，a-AI2O33～5%，锆刚玉细粉2～5%，硅微粉3～5%，纯铝酸钙水泥6～10%和减水剂0.1～0.15%。首先将原料刚玉粉、莫来石粉、a-AI2O3和锆刚玉粉共磨混合，然后加入剩余的各种原料进行混合搅拌，搅拌后得到本发明产品含锆高强耐磨浇注料。本发明产品浇注料具有粘接强度高、抗冲刷性能强、抗压强度高和耐磨性能好，以及具有良好的抗热震性和抗剥落性等特点。

Description

含锆高强耐磨浇注料
技术领域
本发明涉及一种不定形耐火材料，特别是涉及一种含锆高强耐磨浇注料。 
背景技术
在耐火材料的应用中，不定形耐火材料具有投资少、能耗省、制成之整体衬体热震稳定性好、气密性好、能修补炉衬等优点，因此它与耐火砖等定性耐火材料相比，应用更为广泛。浇注料是目前生产和使用最广泛的一种不定形耐火材料，主要用于高炉、热风炉、垃圾焚烧炉、化工等水泥领域，其中还可用于构筑加热炉内衬等整体构筑物；其优质品种也可用于冶炼炉，工业上常使用的耐火浇注料主要有铝酸盐浇注料、水玻璃浇注料和磷酸盐浇注料等。
目前，铁钩沟盖、出铁嘴下部等部位使用的一种不定形耐火材料也是浇注料，该浇注料大多数是普通高铝浇注料。由于普通高铝浇注料在使用过程中发现，其热震性能和抗冲刷性能较差，从而严重影响了使用寿命；并且使用过程中局部还很容易出现裂纹和塌陷现象，体积受高温影响后收缩变化特别大，给现场操作机安全方面造成了极大的不利条件。另外，现有常用浇注料其强度相对较低、耐磨性能较差，不能满足相关需要。
目前，关于普通浇注料的专利文献报道也有不少，例如：1、申请号为88102344.2、发明名称为高铝出铁钩浇注料，该发明浇注料采用棕刚玉为主要原料，适当配入炭化硅、碳质材料、粘土、高铝水泥、超微粉、外加剂制备而成，该浇注料原料易得、成本低廉、施工方便、使用寿命长。2、申请号200410012778.0、发明名称为一种Al2O3-SiC-C铁沟浇注料的制备方法，该浇注料采用电熔致密刚玉和SiC为骨料，基质部分包括刚玉粉、超细粉、高铝水泥，以及氮化硅、金属硅，外加分散剂，将物料混合加水搅拌后，浇注成型、养护、干燥。该发明的铁沟浇注料易施工、强度高，且具有优良的抗铁水、熔渣的侵蚀、渗透、冲刷性能。
为了进一步改善现有浇注料存在的强度较差、耐磨性较差等缺陷，本发明研制出了一种新的浇注料即含有锆刚玉细粉的高强耐磨陶瓷浇注料。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种含锆高强耐磨浇注料。本发明产品含锆高强耐磨浇注料与目前现有浇注料相比，具有粘接强度高、抗冲刷性能强、抗压强度高和耐磨性能好，以及具有良好的抗热震性和抗剥落性等特点。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：
本发明提供一种含锆高强耐磨浇注料，以重量百分含量表示，所述含锆高强耐磨浇注料原料配比中含有棕刚玉23～32%，烧结莫来石42～52%，刚玉粉4～8%，莫来石细粉6～10%，a- AI2O3 3～5%，锆刚玉细粉2～5%，硅微粉3～5%，纯铝酸钙水泥6～10%和减水剂0.1～0.15%。
根据上述的含锆高强耐磨浇注料，所述棕刚玉23～32%是由粒度为5～8mm的棕刚玉8～12%和粒度为0～1mm的棕刚玉 15～20%组成；所述棕刚玉中Al2O3的质量百分含量≥94.5%。
根据上述的含锆高强耐磨浇注料，所述烧结莫来石42～52%是由粒度为3～5mm的烧结莫来石21～26%和粒度为1～3mm的烧结莫来石21～26%组成；所述烧结莫来石中Al2O3的质量百分含量≥70%。
根据上述的含锆高强耐磨浇注料，所述刚玉粉的粒度为200目；所述刚玉粉中Al2O3的质量百分含量≥95%。
根据上述的含锆高强耐磨浇注料，所述锆刚玉细粉的粒度＜0.088mm；所述锆刚玉细粉中Al2O3的质量百分含量≥70%，ZrO2的质量百分含量≥24%。
根据上述的含锆高强耐磨浇注料，所述莫来石细粉中Al2O3的质量百分含量≥70%；莫来石细粉的粒度为180～200目。
根据上述的含锆高强耐磨浇注料，所述硅微粉的粒度＜1μm，硅微粉中SiO2的含量≥90%。
根据上述的含锆高强耐磨浇注料，所述减水剂为柠檬酸钠、六偏磷酸钠或三聚磷酸钠。
一种含锆高强耐磨浇注料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
a、首先按照上述的含锆高强耐磨浇注料原料配比比例称取各种原料，将称取的原料刚玉粉、莫来石粉、a- AI2O3和锆刚玉粉加入球磨机中混合共磨30～35分钟，混合均匀后得到共磨混合粉；
b、然后将得到的共磨混合粉与剩余的各种原料加入混合机中进行混合搅拌，搅拌5～8分钟后得到含锆高强耐磨浇注料。
本发明的积极有益效果：
1、本发明为了更好的利用原料的均化性能，便于较好的烧结，采用加入锆刚玉细粉,研究表明，烧成温度对不同锆刚玉含量试样的烧结性能、热膨胀性能、抗热震性能与显微结构的影响；结果表明，随着烧成温度的提高和锆刚玉含量的增加，试样的耐压强度、抗折强度、热震性能有明显的变化趋势，ZrO2含量为2%的试样，在1250℃的热膨胀率为0.16%，显微结构致密，抗热震性能好，并提高了材料在高温条件下具有较强的耐磨性能及高温性能。通过试验得出，锆刚玉细粉加入量为2～5%时，所得浇注料具有粘接强度高、抗冲刷性能强、抗压强度高和耐磨性能好，以及具有良好的抗热震性和抗剥落性等特点（本发明产品相关的性能检测数据详见表1）。
2、本发明产品含锆高强耐磨浇注料，是通过多次研究、实验的成功材料，从温度上分为：低温、中温、高温三个系列，主要适用于高炉上升管、下降管、炉顶封板、粒化塔、水渣沟及热风炉三岔口、热风出口、热风围管、支管交叉口、混风室等部位，是一种施工方便的不定形耐火材料，在高温条件下具有较高的耐磨性能，改善了现有浇注料未能达到的较佳效果，通过多次检测其它高温指标均超出现有浇注料领域，达到了增加使用寿命的效果（详见表1本发明产品的相关性能检测数据）。
具体实施方式：
以下实施例仅为了进一步阐述本发明，并不限制本发明的内容。
实施例1：
本发明含锆高强耐磨浇注料，以重量百分含量表示，所述含锆高强耐磨浇注料原料配比为：棕刚玉28%，烧结莫来石42%，刚玉粉6%，莫来石细粉8%，a-AI2O3 3%，锆刚玉细粉3%，硅微粉3.9%，纯铝酸钙水泥6%和六偏磷酸钠0.1%。
所述棕刚玉28%是由粒度为5～8mm的棕刚玉10%和粒度为0～1mm的棕刚玉 18%组成；所述棕刚玉中Al2O3的质量百分含量≥94.5%；
所述烧结莫来石42%是由粒度为3～5mm的烧结莫来石21%和粒度为1～3mm的烧结莫来石21%组成；所述烧结莫来石中Al2O3的质量百分含量≥70%；
所述刚玉粉的粒度为200目，所述刚玉粉中Al2O3的质量百分含量≥95%；
所述莫来石细粉的粒度为180目，莫来石细粉中Al2O3的质量百分含量≥70%；
所述锆刚玉细粉的粒度＜0.088mm；所述锆刚玉细粉中Al2O3的质量百分含量≥70%，ZrO2的质量百分含量≥24%；所述硅微粉的粒度＜1μm，硅微粉中SiO2的含量≥90%。
实施例2：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明含锆高强耐磨浇注料，以重量百分含量表示，所述含锆高强耐磨浇注料原料配比为：棕刚玉32%，烧结莫来石42%，刚玉粉4%，莫来石细粉6%，a-AI2O3 4%，锆刚玉细粉2%，硅微粉3%，纯铝酸钙水泥6.85%和六偏磷酸钠0.15%。
所述棕刚玉32%是由粒度为5～8mm的棕刚玉12%和粒度为0～1mm的棕刚玉 20%组成；
所述烧结莫来石42%是由粒度为3～5mm的烧结莫来石21%和粒度为1～3mm的烧结莫来石21%组成；所述莫来石细粉的粒度为200目。
实施例3：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明含锆高强耐磨浇注料，以重量百分含量表示，所述含锆高强耐磨浇注料原料配比为：棕刚玉23%，烧结莫来石47%，刚玉粉5%，莫来石细粉6%，a-AI2O3 5%，锆刚玉细粉3.9%，硅微粉3%，纯铝酸钙水泥7%和六偏磷酸钠0.1%。
所述棕刚玉23%是由粒度为5～8mm的棕刚玉8%和粒度为0～1mm的棕刚玉 15%组成；
所述烧结莫来石47%是由粒度为3～5mm的烧结莫来石23%和粒度为1～3mm的烧结莫来石24%组成；所述莫来石细粉的粒度为200目。
实施例4：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明含锆高强耐磨浇注料，以重量百分含量表示，所述含锆高强耐磨浇注料原料配比为：棕刚玉25%，烧结莫来石50%，刚玉粉4%，莫来石细粉6%，a-AI2O3 3%，锆刚玉细粉2%，硅微粉3.88%，纯铝酸钙水泥6%和三聚磷酸钠0.12%。
所述棕刚玉25%是由粒度为5～8mm的棕刚玉9%和粒度为0～1mm的棕刚玉 16%组成；
所述烧结莫来石50%是由粒度为3～5mm的烧结莫来石25%和粒度为1～3mm的烧结莫来石25%组成；所述莫来石细粉的粒度为200目。
实施例5：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明含锆高强耐磨浇注料，以重量百分含量表示，所述含锆高强耐磨浇注料原料配比为：棕刚玉23%，烧结莫来石42%，刚玉粉4%，莫来石细粉10%，a-AI2O3 3%，锆刚玉细粉4.85%，硅微粉5%，纯铝酸钙水泥8%和三聚磷酸钠0.15%。
所述棕刚玉23%是由粒度为5～8mm的棕刚玉8%和粒度为0～1mm的棕刚玉 15%组成；
所述烧结莫来石42%是由粒度为3～5mm的烧结莫来石21%和粒度为1～3mm的烧结莫来石21%组成；所述莫来石细粉的粒度为200目。
实施例6：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明含锆高强耐磨浇注料，以重量百分含量表示，所述含锆高强耐磨浇注料原料配比为：棕刚玉23%，烧结莫来石52%，刚玉粉4.9%，莫来石细粉6%，a-AI2O3 3%，锆刚玉细粉2%，硅微粉3%，纯铝酸钙水泥6%和三聚磷酸钠0.1%。
所述棕刚玉23%是由粒度为5～8mm的棕刚玉8%和粒度为0～1mm的棕刚玉 15%组成；
所述烧结莫来石52%是由粒度为3～5mm的烧结莫来石26%和粒度为1～3mm的烧结莫来石26%组成；所述莫来石细粉的粒度为190目。
实施例7：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明含锆高强耐磨浇注料，以重量百分含量表示，所述含锆高强耐磨浇注料原料配比为：棕刚玉23%，烧结莫来石45%，刚玉粉4.87%，莫来石细粉6%，a-AI2O3 4%，锆刚玉细粉3%，硅微粉4%，纯铝酸钙水泥10%和三聚磷酸钠0.13%。
所述棕刚玉23%是由粒度为5～8mm的棕刚玉8%和粒度为0～1mm的棕刚玉 15%组成；
所述烧结莫来石45%是由粒度为3～5mm的烧结莫来石23%和粒度为1～3mm的烧结莫来石22%组成；所述莫来石细粉的粒度为200目。
实施例8：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明含锆高强耐磨浇注料，以重量百分含量表示，所述含锆高强耐磨浇注料原料配比为：棕刚玉30%，烧结莫来石42%，刚玉粉5%，莫来石细粉6%，a-AI2O3 3%，锆刚玉细粉2.9%，硅微粉5%，纯铝酸钙水泥6%和柠檬酸钠0.1%。
所述棕刚玉30%是由粒度为5～8mm的棕刚玉11%和粒度为0～1mm的棕刚玉 19%组成；
所述烧结莫来石42%是由粒度为3～5mm的烧结莫来石21%和粒度为1～3mm的烧结莫来石21%组成；所述莫来石细粉的粒度为200目。
实施例9：与实施例1基本相同，不同之处在于：
本发明含锆高强耐磨浇注料，以重量百分含量表示，所述含锆高强耐磨浇注料原料配比为：棕刚玉24%，烧结莫来石42%，刚玉粉8%，莫来石细粉7%，a-AI2O3 3%，锆刚玉细粉5%，硅微粉4%，纯铝酸钙水泥6.85%和柠檬酸钠0.15%。
所述棕刚玉24%是由粒度为5～8mm的棕刚玉9%和粒度为0～1mm的棕刚玉 15%组成；
所述烧结莫来石42%是由粒度为3～5mm的烧结莫来石21%和粒度为1～3mm的烧结莫来石21%组成；所述莫来石细粉的粒度为200目。
上述本发明实施例1-9含有锆刚玉细粉的高强耐磨陶瓷浇注料的制备方法为： 
a、首先按照任一实施例所述的含锆高强耐磨浇注料原料配比比例称取各种原料，将称取的原料刚玉粉、莫来石粉、a- AI2O3和锆刚玉粉加入球磨机中混合共磨30～35分钟，混合均匀后得到共磨混合粉；
b、然后将得到的共磨混合粉与剩余的各种原料加入混合机中进行混合搅拌，搅拌5～8分钟后得到含有锆刚玉细粉的高强耐磨陶瓷浇注料。 

Claims (6)

1.一种含锆高强耐磨浇注料，其特征在于：以重量百分含量表示，所述含锆高强耐磨浇注料原料配比中含有棕刚玉23～32%，烧结莫来石42～52%，刚玉粉4～8%，莫来石细粉6～10%，a- AI2O3 3～5%，锆刚玉细粉2～5%，硅微粉3～5%，纯铝酸钙水泥6～10%和减水剂0.1～0.15%；
所述棕刚玉23～32%是由粒度为5～8mm的棕刚玉8～12%和粒度为0～1mm的棕刚玉 15～20%组成；所述棕刚玉中Al2O3的质量百分含量≥94.5%；
所述烧结莫来石42～52%是由粒度为3～5mm的烧结莫来石21～26%和粒度为1～3mm的烧结莫来石21～26%组成；所述烧结莫来石中Al2O3的质量百分含量≥70%；
所述减水剂为柠檬酸钠、六偏磷酸钠或三聚磷酸钠。
2.根据权利要求1所述的含锆高强耐磨浇注料，其特征在于：所述刚玉粉的粒度为200目；所述刚玉粉中Al2O3的质量百分含量≥95%。
3.根据权利要求1所述的含锆高强耐磨浇注料，其特征在于：所述锆刚玉细粉的粒度＜0.088mm；所述锆刚玉细粉中Al2O3的质量百分含量≥70%，ZrO2的质量百分含量≥24%。
4.根据权利要求1所述的含锆高强耐磨浇注料，其特征在于：所述莫来石细粉中Al2O3的质量百分含量≥70%；莫来石细粉的粒度为180～200目。
5.根据权利要求1所述的含锆高强耐磨浇注料，其特征在于：所述硅微粉的粒度＜1μm，硅微粉中SiO2的含量≥90%。
6.一种含锆高强耐磨浇注料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
a、首先按照权利要求1所述的含锆高强耐磨浇注料原料配比比例称取各种原料，将称取的原料刚玉粉、莫来石粉、a- AI2O3和锆刚玉粉加入球磨机中混合共磨30～35分钟，混合均匀后得到共磨混合粉；
b、然后将得到的共磨混合粉与剩余的各种原料加入混合机中进行混合搅拌，搅拌5～8分钟后得到含锆高强耐磨浇注料。
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