CN105732057A - 一种硅溶胶结合刚玉浇注料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅溶胶刚玉结合浇注料及其制备方法，该浇注料由以下原料组成：棕刚玉0~1mm、棕刚玉1~3mm、棕刚玉3~5mm、棕刚玉5~8mm、棕刚玉8~12mm、白刚玉325目、97SiC、氧化铝粉，外加硅溶胶。本发明首先将上述原料中的固体原料粉碎、筛选、搅拌均匀，备用；然后在现场使用时根据需要加入硅溶胶进行搅拌，送入炉内模具、自然养生、烘烤即可。本发明制备浇注料时，硅溶胶在现场使用时加入，然后搅拌制备出流动性较好的浇注料，既保证了硅溶胶本身较好的粘接性能，也增加了浇注料的流动性、提高了产品强度，无需为了保证最终浇注料的流动性，在制备过程中加入其他试剂，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，特别涉及一种硅溶胶结合刚玉浇注料及其制备方法。
背景技术
在高炉炼铁过程中，较高的铁水温度以及较快的流速对于炼铁高炉出口内壁的使用性能具有较高的要求，在高炉出口内壁铸有耐火材料层，以防止高炉内壁的损坏，延长其使用寿命。在高炉内壁耐火材料的制备中大部分使用水泥作为结合剂，使用水泥结合：1、必须用水才能结合，结合速度慢；2、制备过程中需要自然养生阶段，耗时；3、不能直接进行高温烘烤，必须从低温到中温再到高温，升温曲线复杂；4、烘烤时容易出现炸裂现象，不易控制。
硅溶胶是二氧化硅胶体微粒在水中均匀扩散形成的胶体溶液，具有粘结力强、耐高温等特点，作为无水泥刚玉的结合剂，不会引入高温下产生低熔点相的杂质，能够改善刚玉浇注料的热震稳定性。目前已有使用硅溶胶作为粘结剂的耐火材料的制备，但是在使用过程中为了防止由硅溶胶作为粘结剂的耐火材料的快速凝固、影响其流动性，需要在所需原料中加入其它试剂以保持原料的流动性，大大增加了生产成本及制备操作过程，同时也给运输存放带来一定的困难。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种硅溶胶结合刚玉浇注料，本发明提供的浇注料以硅溶胶作为结合剂，使用硅溶胶作为粘结剂结合：1.没有水分，能够快速结合；2.浇筑完毕就可以高温烘烤，不会出现炸裂现象；3.高温烘烤之后强度高，能够使浇注料结构致密。
本发明还提供了一种上述硅溶胶结合刚玉浇注料的制备方法，该方法首先将固体浇注料粉碎、筛选、配料、搅拌均匀得到固体混合浇注料，保存备用，然后在现场使用过程中根据需要加入硅溶胶，即避免了在开始时加入硅溶胶因硅溶胶失水造成的流动性下降，也不需要其他试剂的加入，降低了生产成本，减少了操作过程，增加了产品流动性。
本发明是通过以下技术方案实现的
一种硅溶胶结合刚玉浇注料，以重量百分比表示，浇注料配方含有以下原料：
棕刚玉0~1mm8~10%
棕刚玉1~3mm8~12%
棕刚玉3~5mm17~23%
棕刚玉5~8mm17~23%
棕刚玉8~12mm7~13%
白刚玉325目12~16%
97SiC8~12%
氧化铝粉3~4%
以及占上述原料总量5~6%的硅溶胶。
所述的硅溶胶结合刚玉浇注料，所述的棕刚玉中Al2O3的含量为95%。
所述的硅溶胶结合刚玉浇注料，所述的白刚玉中Al2O3的含量为98%。
所述的硅溶胶结合刚玉浇注料，所述97SiC的粒径为200目，其中SiC的含量为97%。
所述的硅溶胶结合刚玉浇注料，所述的氧化铝粉为α-Al2O3，粒径为800目，其中Al2O3的含量为99%。
所述的硅溶胶结合刚玉浇注料，所述的硅溶胶中SiO2的含量为20~30%。
所述硅溶胶结合刚玉浇注料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将固体原材料破粉碎，筛选，按上述比例配料，倒入搅拌机搅拌均匀即可得到固体混合浇注料，备用；
（2）步骤（1）制备的固体混合浇注料，在现场浇筑时，按照上述重量百分比在混合浇注料中加入硅溶胶进行粘结，每吨固体混合浇注料配比50~60Kg的硅溶胶，再进行搅拌，搅拌均匀后，使用泵送机将浇注料送入炉内模具，自然养生，烘烤即得到产品。
所述硅溶胶结合刚玉浇注料的制备方法，步骤（2）所述的自然养生，其养生时间为2~3小时，所述的烘烤过程中，烘烤温度为900~1100℃、烘烤时间为22~26小时。
与现有技术相比，本发明具有以下积极有益效果
（1）本发明制备的刚玉浇注料以刚玉作为主要原料，用硅溶胶结合，浇铸后经自然养生、简单烘烤即可投入使用，能够抵抗高炉内部的复杂环境，同时可以保护高炉的出铁口，为无水炮泥的使用环境做了极好的基础。
（2）本发明以硅溶胶作为粘结剂，结合时不需要加水，缩短了结合时间，而且在浇铸完毕时可以直接进行高温烘烤，程序简单也不易炸裂，即用硅溶胶作为粘结剂大大缩短了生产时间，提高了工作效率，也提高了产品质量，更有利于大规模工业化生产。
（3）本发明以SiC作为制备浇注料的原料之一，SiC本身具有很好的耐高温性能，较强的耐磨性能、抗氧化性能，在本申请中，SiC通过与硅溶胶及刚玉的相互作用使制备的最终浇注料具有较好的耐腐蚀性、抗热冲击性、耐磨性及较好的导热性，强度大大提高。
（4）高炉出铁口是整座高炉很重要的部位，也是高炉比较薄弱的部位，当炽热的铁水从高炉出铁口流出时，出铁口经受很大的压力与冲刷力。使用本发明制备的浇注料可以很好的保护铁口，使铁口通道加深，铁水流动稳定。本浇注料的使用寿命在两年以上。
（5）硅溶胶在作为粘结剂使用时，短时间内能够凝固，影响产品的流动性，无法顺利进入模具，为了保证硅溶胶的粘结性及产品的流动性，需加入其他试剂进行调节，增加了生产成本；本申请采用的制备方法为，首先将所用固体原料按配比混合、备用，然后在现场使用时根据需要加入硅溶胶，然后搅拌制备出流动性较好的浇注料，既保证了硅溶胶本身较好的粘接性能，也增加了浇注料的流动性，也无需为了保证最终浇注料的流动性，在制备过程中加入其他试剂，降低了生产成本；本申请的制备方法操作简单、时间短。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行更加详细的说明，但是本发明的保护范围并不限于以下实施例。
实施例1
一种硅溶胶结合刚玉浇注料，以重量百分含量表示，浇注料配方含有以下原料：
棕刚玉0~1mm8%
棕刚玉1~3mm8%
棕刚玉3~5mm23%
棕刚玉5~8mm23%
棕刚玉8~12mm7%
白刚玉325目16%
97SiC200目12%
氧化铝粉800目3%
以及占上述原料总量5~6%的硅溶胶。
实施例2
一种硅溶胶结合刚玉浇注料，以重量百分含量表示，浇注料配方含有以下原料：
棕刚玉0~1mm10%
棕刚玉1~3mm12%
棕刚玉3~5mm17%
棕刚玉5~8mm17%
棕刚玉8~12mm13%
白刚玉325目16%
97SiC200目11%
氧化铝粉800目4%
以及占上述原料总量5~6%的硅溶胶。
实施例3
一种硅溶胶结合刚玉浇注料，以重量百分含量表示，浇注料配方含有以下原料：
棕刚玉0~1mm9%
棕刚玉1~3mm11%
棕刚玉3~5mm21%
棕刚玉5~8mm20%
棕刚玉8~12mm12%
白刚玉325目13%
97SiC200目10%
氧化铝粉800目4%
以及占上述原料总量5~6%的硅溶胶。
实施例4
一种硅溶胶结合刚玉浇注料，以重量百分含量表示，浇注料配方含有以下原料：
棕刚玉0~1mm10%
棕刚玉1~3mm11%
棕刚玉3~5mm22%
棕刚玉5~8mm20%
棕刚玉8~12mm9%
白刚玉325目15%
97SiC200目9%
氧化铝粉800目4%
以及占上述原料总量5~6%的硅溶胶。
实施例5
一种硅溶胶结合刚玉浇注料，以重量百分含量表示，浇注料配方含有以下原料：
棕刚玉0~1mm8%
棕刚玉1~3mm10%
棕刚玉3~5mm21%
棕刚玉5~8mm20%
棕刚玉8~12mm12%
白刚玉325目14%
97SiC200目12%
氧化铝粉800目3%
以及占上述原料总量5~6%的硅溶胶。
上述实施例1~5制备的硅溶胶结合刚玉浇注料的性能如表1所示。
表1硅溶胶结合刚玉浇注料性能检测结果
实施例6
一种硅溶胶结合刚玉浇注料的制备方法之一，包括以下步骤：
（1）将固体原材料破粉碎，筛选，按上述比例配料，倒入搅拌机搅拌均匀即可得到固体混合浇注料，备用；
（2）将步骤（1）制备的固体混合浇注料运输至所需现场，进行现场浇筑，在混合浇注料中加入硅溶胶进行粘结，每吨固体混合浇注料配比50Kg的硅溶胶，再进行搅拌，搅拌均匀后，使用泵送机将浇注料送入炉内模具，自然养生2小时，在900℃条件下烘烤26小时。
实施例7
一种硅溶胶结合刚玉浇注料的制备方法之二，包括以下步骤：
（1）将固体原材料破粉碎，筛选，按上述比例配料，倒入搅拌机搅拌均匀即可得到固体混合浇注料，备用；
（2）将步骤（1）制备的固体混合浇注料运输至所需现场，进行现场浇筑，在混合浇注料中加入硅溶胶进行粘结，每吨固体混合浇注料配比60Kg的硅溶胶，再进行搅拌，搅拌均匀后，使用泵送机将浇注料送入炉内模具，自然养生3小时，在1100℃条件下烘烤22小时。
Claims (8)
1.一种硅溶胶结合刚玉浇注料，其特征在于，以重量百分含量表示，浇注料配方含有以下原料：
棕刚玉0~1mm8~10%
棕刚玉1~3mm8~12%
棕刚玉3~5mm17~23%
棕刚玉5~8mm17~23%
棕刚玉8~12mm7~13%
白刚玉325目12~16%
97SiC8~12%
氧化铝粉3~4%
以及占上述原料总量5~6%的硅溶胶。
2.根据权利要求1所述的硅溶胶结合刚玉浇注料，其特征在于，所述的棕刚玉中Al2O3的含量为95%。
3.根据权利要求1所述的硅溶胶结合刚玉浇注料，其特征在于，所述的白刚玉中Al2O3的含量为98%。
4.根据权利要求1所述的硅溶胶结合刚玉浇注料，其特征在于，所述97SiC的粒径为200目，其中SiC的含量为97%。
5.根据权利要求1所述的硅溶胶结合刚玉浇注料，其特征在于，所述的氧化铝粉为α-Al2O3，粒径为800目，其中Al2O3的含量为99%。
6.根据权利要求1所述的硅溶胶结合刚玉浇注料，其特征在于，所述的硅溶胶中SiO2的含量为20~30%。
7.一种权利要求1所述硅溶胶结合刚玉浇注料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将固体原材料破粉碎，筛选，按上述比例配料，倒入搅拌机搅拌均匀即可得到固体混合浇注料，备用；
（2）步骤（1）制备的固体混合浇注料，在现场浇筑时按照上述重量百分比加入硅溶胶进行粘结，再进行搅拌，搅拌均匀后，使用泵送机将浇注料送入炉内模具，自然养生，烘烤即可。
8.根据权利要求7所述的硅溶胶结合刚玉浇注料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的自然养生，其养生时间为2~3小时，所述的烘烤过程中，烘烤温度为900~1100℃、烘烤时间为22~26小时。
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