CN105130473B - 含合成镁橄榄石的永久层浇注料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种含合成镁橄榄石的永久层浇注料。所述浇注料由如下重量百分数的原料制成：合成镁橄榄石颗粒8‑15mm 0～25％；合成镁橄榄石颗粒0.1‑8mm 25～75％；合成镁橄榄石细粉5～22％；石英颗粒0.5‑1mm 2～10％；石英细粉0～7％；镁砂细粉10～16％；二氧化硅微粉0.5～7.5％；减水剂0.1～0.5％。本发明在浇注料配方中加入纯度高、耐火性能好、不收缩、导热系数低的合成镁橄榄石，代替常规的铁水罐、钢包、中间包永久层常用的致密高铝矾土、莫来石等原料，具有生产成本较低的优势，具有节约优质资源、保护生态环境的意义。
Description
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种含合成镁橄榄石的永久层浇注料。
背景技术
铁水罐、钢包、中间包是运输、冶炼或浇注铁水/钢水的容器，铁水/钢水的温度普遍在1400～1600℃，甚至更高。这些高温铁水/钢水具有很高的危险性，一旦泄露，轻则烧毁设备，重则发生重大人身安全事故，造成重大损失。这些钢铁冶炼容器的内衬耐火材料配置方案一般是：最内层接触钢水的工作层使用性能较好的耐火材料；再外一层用永久层；最外面靠近钢壳的一层用纤维板或绝热板，以降低钢壳温度。永久层的重要作用是，当工作层一旦失效，致使钢水到达永久层时，永久层能在一段时间内抵挡住高温钢水，防止高温钢水烧穿钢壳造成钢水泄露。这就要求永久层必须耐高温，高温下的体积稳定性要好。永久层的另一个作用是隔热功能，减少钢水温降，降低钢壳温度，减少钢壳变形及散热量，对降低炼钢能耗有重要作用，因此希望永久层的导热率越低越好。
目前，永久层一般为铝硅质的浇注料或耐火砖，主要原料使用优质高铝矾土或莫来石，为改善性能有时还要加入刚玉和氧化铝微粉等，浇注料以高铝水泥或纯铝酸钙水泥为结合剂。近年来，随着铝工业的快速发展，优质的高铝矾土资源被铝工业大量占用，资源越来越少，价格越来越高，致使永久层的成本越来越高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种含合成镁橄榄石的永久层浇注料，具有原料成本低，节约优质资源，保护生态环境的特点。
本发明所述的含合成镁橄榄石的永久层浇注料，由如下重量百分数的原料制成：
其中，所述的永久层浇注料优选的原料配方如下所示：
所述合成镁橄榄石由如下重量百分数的原料制成：
菱镁矿 60～90％；
石英 10～40％。
所述合成镁橄榄石制备方法如下：
将菱镁矿、石英研磨至150～800目，混合均匀，加入结合剂和水后，再次混合均匀；机压成坯或挤泥成坯后进行干燥，煅烧，冷却得所述的合成镁橄榄石。
结合剂为亚硫酸纸浆废液，加入量为菱镁矿与石英总质量的0.5～3％，最佳加入量为2％。
所述干燥为干燥至水分小于3％。
所述煅烧温度为1500℃～1650℃，煅烧时间为1～10小时。
所述合成镁橄榄石的原料和制备方法，优选的技术方案如下：
菱镁矿 75％；
石英 25％。
将菱镁矿、石英研磨至500目，筛余小于5％，混合均匀，加入亚硫酸纸浆废液和水后，再次混合均匀；用压力机以100MPa的压力压成砖坯，干燥至水分小于1％。1600℃下煅烧3小时，冷却后得所述的合成镁橄榄石。亚硫酸纸浆废液的加入量为菱镁矿与石英总质量的2％，水的加入量为菱镁矿与石英总质量的6％。
镁橄榄石属硅酸盐矿物，化学式为2MgO·SiO2，熔点为1890℃，从常温到熔点之间无晶型转变，是MgO-SiO2系中稳定的耐火相，高温性能优良，化学性能稳定，不易水化，高温收缩小。同时，镁橄榄石的导热率较低，只有镁砂的1/3～1/4。因此适合用于热工设备特别是铁水罐、钢包、中间包的永久层。镁橄榄石有天然和人工合成之分。我国是世界上少有的几个拥有橄榄石矿的国家之一，我国天然镁橄榄石矿分布在湖北、河南、陕西、内蒙古、新疆、四川、河北等地。但天然镁橄榄石氧化铁含量高，特别是我国的镁橄榄石，氧化铁含量约为7～10％，并且一些铁是以游离态的氧化铁存在，会严重降低浇注料的耐火性能，高温下产生收缩、出现裂纹等，会给铁水罐、钢包、中间包等的安全运行带来极大隐患。同时，氧化铁的导热率较高，不利于浇注料的隔热保温，能耗升高，还会使包壳温度升高、易产生变形。
本发明采用合成镁橄榄石作为浇注料的原料，而不用天然镁橄榄石，具有杂质少、高温性能良好、导热率低等优点。为了降低合成镁橄榄石的成本，并合理利用有限的宝贵资源，合成镁橄榄石的原料可以选用品位较低特别是SiO2含量较高的菱镁矿，也可以选用精选菱镁矿后的尾矿，来源广泛且价格均较低，同时也解决了菱镁矿尾矿的堆放污染环境问题。合成镁橄榄石SiO2成分的带入，除菱镁矿带入的以外，剩余部分以石英的形式加入。我国石英矿储量丰富、分布广、价格低，因此合成的镁橄榄石成本较低。
所述合成镁橄榄石细粉的粒径为150～500目。
所述减水剂为三聚磷酸钠。
本发明所述的含合成镁橄榄石的永久层浇注料采用如下工艺流程进行制备：
原料破粉碎、筛分、细磨→配料→搅拌→出料包装→永久层浇注料。
综上所述，本发明的有益效果如下：
(1)本发明在浇注料配方中加入纯度高、耐火性能好、不收缩、导热系数低的合成镁橄榄石，代替常规的铁水罐、钢包、中间包永久层常用的致密高铝矾土、莫来石等原料，具有生产成本较低的优势，具有节约优质资源、保护生态环境的意义。
(2)本发明所述的永久层浇注料适用于铁水罐、钢包和中间包，成本低、耐火性能好。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例中用到的所有原料除特殊说明外，均为市购。
实施例1-3采用的合成镁橄榄石，所用的原料为：
菱镁矿 75％；
石英 25％。
制备方法为：将菱镁矿、石英研磨至500目，筛余小于5％，混合均匀，加入亚硫酸纸浆废液和水后，再次混合均匀；用压力机以100MPa的压力压成砖坯，干燥至水分小于1％。1600℃下煅烧3小时，冷却后得所述的合成镁橄榄石。亚硫酸纸浆废液的加入量为菱镁矿与石英总质量的2％，水的加入量为菱镁矿与石英总质量的6％。
实施例1-3所述的含合成镁橄榄石的永久层浇注料的原料配方见表1。
表1实施例1-3所述的含合成镁橄榄石的永久层浇注料的原料配方
制备过程：
在搅拌机中先把所有颗粒原料搅拌2分钟，再加入所有细粉料，再搅拌8分钟后出料，将该耐火材料包装，成为铁水罐、钢包、中间包永久层浇注料。
对采用实施例1-3配方原料制备得到的浇注料分别进行性能测试，测试结果见表2。表格中所述的测试均采用耐火材料行业通用的国标或冶标。
表2采用实施例1-3配方原料制备得到的浇注料的性能测试结果
Claims (6)
1.一种含合成镁橄榄石的永久层浇注料，其特征在于：由如下重量百分数的原料制成：
合成镁橄榄石颗粒8-15mm 10%；
合成镁橄榄石颗粒0.1-8mm 55%；
合成镁橄榄石细粉 9%；
石英颗粒0.5-1mm 3.5%；
石英细粉200目 3.5%；
镁砂细粉200目 16%；
二氧化硅微粉 2.8%；
减水剂 0.2%；
所述合成镁橄榄石细粉的粒径为150～500目；
所述合成镁橄榄石由如下重量百分数的原料制成：
菱镁矿 60～90%；
石英 10～40%。
2.根据权利要求1所述的含合成镁橄榄石的永久层浇注料，其特征在于：所述合成镁橄榄石由如下重量百分数的原料制成：
菱镁矿 75%；
石英 25%。
3.根据权利要求1或2所述的含合成镁橄榄石的永久层浇注料，其特征在于：所述合成镁橄榄石制备方法如下：
将菱镁矿、石英研磨至150～800目，混合均匀，加入结合剂和水后，再次混合均匀；机压成坯或挤泥成坯后进行干燥，煅烧，冷却得所述的合成镁橄榄石。
4.根据权利要求3所述的含合成镁橄榄石的永久层浇注料，其特征在于：所述结合剂为亚硫酸纸浆废液，加入量为菱镁矿与石英总质量的0.5～3%。
5.根据权利要求3所述的含合成镁橄榄石的永久层浇注料，其特征在于：所述煅烧温度为1500℃～1650℃，煅烧时间为1～10小时。
6.根据权利要求1所述的含合成镁橄榄石的永久层浇注料，其特征在于：所述减水剂为三聚磷酸钠。
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