CN108117401B - 一种铁水包永久层用快干自流浇注料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铁水包永久层用快干自流浇注料，以质量百分比计，由以下原料制备而成：粒度为1‑9mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料56％‑75％、粒度为0‑1mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料14％‑22％、粒度≤1mm的氮化硅2％‑8％、减水剂0.5％‑1.5％、防爆剂0.8％‑1.5％、结合剂1％‑3％、粒度≤60μm二氧化硅微粉1％‑3％、粒度≤60μm活性氧化铝微粉1％‑4％、粒度≤50μm硅微粉2％‑5％。本发明铁水包永久层用快干自流浇注料隔热性好，抗热震性好，抗剥落性强，具有优良的自流、摊平、填充等特点，容易施工，可快速烘烤不爆裂，达到了自流和快干目的；此外，不粘渣铁，寿命长。
Description
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种铁水包永久层用快干自流浇注料。
背景技术
铁水包是一种敞开式盛装和运送铁水的设备，是铁水脱硫预处理的容器。铁水包内衬耐火材料要与高温铁水、炉渣长时间接触，会受到流注冲刷和炉渣侵蚀，内衬耐火材料的侵蚀不仅降低了铁水包的使用寿命，还增加了铁水中其他杂质的含量。因此对于炼钢厂来说选用适宜铁水包内衬耐火材料对改善铁的质量，稳定操作，减少事故，提高生产效率有着十分重要的作用。
铁水包内衬耐火材料一般分为三层，保温层，永久层和工作层。保温层紧贴壳体钢板，其作用是保温及防止铁水包外壳变形，为了减少铁水热损失，降低出铁温度，防止出现铁水温降低，就必须减少包壁向外界热传导的热量。为降低包壁内衬的热传导率，通常在铁水包永久层与包壳体间铺砌保温层。永久层的作用是当工作层耐火材料局部侵蚀掉或侵蚀到很薄时，防止漏穿的铁水烧坏金属壳，提高铁包金属壳体的使用寿命，最大限度的使用工作层内衬,提高铁水包的使用寿命，提高使用的安全性，降低耐火材料消耗。工作层耐火材料直接接触铁水与铁渣，承受着铁水与铁渣的机械冲刷及高温化学侵蚀。工作层在铁水包内衬中是最主要的一层，铁水包的寿命高低取决于工作层耐火材料的材质，砌筑水平以及铁水与铁渣对此层机械冲刷，化学侵蚀的程度。
随着钢铁业的日新月异的快速发展和技术进步，高炉容量越来越大，铁水包利用率越来越高，铁水包的安全性能，使用寿命，节能效果越来越受到企业的重视。铁水包盛装铁水后，铁水的自重所产生的压力，由罐壳，永久层和工作衬来承担，工作衬一般是以中心为点放射线型或圆弧型，只有永久层不产生收缩，或者产生一定的膨胀，其整体性才能保持完好。在使用过程中，永久层所承受的压力要大于工作衬。这就要求永久层具有较高的隔热性能和强度。才能满足铁水包的安全和使用标准。
以前国内外铁水包永久层主要用耐火砖，但用耐火砖做铁水包永久层存在：(1)砖的消耗量大，会造成污染，从而破坏环境；(2)砌筑劳动强度大；(3)易发生漏包事故；(4)能耗高的弊端。而快干自流浇注料不仅克服了上述弊端，而且采用整体浇注，没有砖缝，不容易被渗透，侵蚀和结渣，浇注后易于清包，且与修补料之间具有较好的结合性，可以减少内衬修筑和修补的工作量，是国内外铁水包永久层用耐火材料的发展趋势。
发明内容
本发明的目的是提供一种铁水包永久层用快干自流浇注料，该快干自流浇注料隔热性好，抗热震性好，抗剥落性强，抗氧化能力强；而且，具有优良的自流，摊平，填充，密实的特点，容易施工，可快速烘烤不爆裂，只需要烘烤1.5小时就可以使用，达到了自流和快干的目的，不产生有害气体，不粘渣铁，寿命长。
为实现发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种铁水包永久层用快干自流浇注料，以质量百分比计，所述铁水包永久层用快干自流浇注料由以下原料制备而成：粒度为1-9mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料56％-75％、粒度为0-1mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料14％-22％、粒度≤1mm的氮化硅2％-8％、减水剂0.5％-1.5％、防爆剂0.8％-1.5％、结合剂1％-3％、粒度≤60μm二氧化硅微粉1％-3％、粒度≤60μm活性氧化铝微粉1％-4％和粒度≤50μm硅微粉2％-5％。
根据上述的铁水包永久层用快干自流浇注料，优选地，以质量百分比计，所述铁水包永久层用快干自流浇注料由以下原料制备而成：粒度为1-9mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料66％、粒度为0-1mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料17％、粒度≤1mm的氮化硅5％、减水剂1％、防爆剂1％、结合剂2％、粒度≤60μm二氧化硅微粉2％、粒度≤60μm活性氧化铝微粉3％和粒度≤50μm硅微粉3％。
根据上述的铁水包永久层用快干自流浇注料，优选地，所述叶蜡石和电熔莫来石复合料中叶蜡石和电熔莫来石的质量比为1:1；所述叶蜡石和电熔莫来石复合料的制备方法为：将叶蜡石和电熔莫来石按质量比1:1混合，混合后经破碎、筛分，得到不同粒径的叶蜡石和电熔莫来石复合料。
根据上述的铁水包永久层用快干自流浇注料，优选地，所述减水剂为聚羧酸减水剂和三聚磷酸钠的混合物；更优选地，所述减水剂中聚羧酸减水剂和三聚磷酸钠的质量比1:1。
根据上述的铁水包永久层用快干自流浇注料，优选地，所述防爆剂为聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝的混合物；更优选地，所述防爆剂中聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝的质量比为1:1。
根据上述的铁水包永久层用快干自流浇注料，优选地，所述结合剂为纯铝酸钙水泥和***树胶的混合物；更优选地，所述结合剂中纯铝酸钙水泥和***树胶的质量比为1:1。
上述铁水包永久层用快干自流浇注料的制备方法为：按上述自流浇注料的原料组成称取各原料备用，然后将各原料加入搅拌机中充分搅拌混合均匀，即得本发明的自流浇注料。
本发明取得的积极有益效果：
(1)本发明采用叶蜡石和电熔莫来石复合料做骨料，使铁水包永久层在加热过程中会产生体积膨胀，从而保证永久层不发生收缩，使工作层的整体性不因来自铁水的压力而破坏，提高了铁水包的安全系数。
(2)本发明采用纯铝酸钙水泥和***树胶做复合结合剂，该复合结合剂由无机结合剂和有机结合剂复合而得，具有较好的冷态和热态结合强度，而且的施工和成型性能和使用性能较好。
(3)本发明采用通过加入聚羧酸和三聚磷酸钠做复合减水剂，该复合减水剂具有静电斥力作用、吸附力分散作用和空间位阻作用、因此具有明显的分散和减水作用，减水效果较好。传统减水剂都是通过增加贯通气孔的量来达到快速干燥的目的，缺点是浇注料的寿命降低，凝固时间难以确定，而本发明采用的复合减水剂克服了这些缺点。
(4)本发明采用聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝做复合防爆剂，使材料的抗爆裂性能完全能满足铁水包现场烘烤条件；此外，采用硅微粉、氧化硅微粉、活性氧化铝微粉做外加剂，提高了浇注料的流动性，使产品具有优良的自流、摊平、填充、密实的特点。
(5)本发明铁水包永久层用快干自流浇注料隔热性好，抗热震性好，抗剥落性强，抗氧化能力强；而且，具有优良的自流，摊平，填充，密实的特点，产品自流值可达203，容易施工，可快速烘烤不爆裂，只需要烘烤1.5小时就可以使用，达到了自流和快干的目的；此外，不产生有害气体，不粘渣铁，寿命长。
本发明的铁水包永久层用快干自流浇注料性能检测结果见表1。
| 检测参数 | 检测结果 |
| Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+SiO<sub>2</sub>≥85％ | 85.0-88.0 |
| 体积密度≥2.0g/cm<sup>3</sup> | 2.0-3.0 |
| 抗折强度(110℃×24h)≥12MPa | 12-20 |
| 抗压强度(110℃×24h)≥70MPa | 70-80 |
| 自流值(170-210) | 170-210 |
| 抗热震稳定次数(1100℃，水冷)＞30次 | 31-40 |
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明做进一步详细说明，但并不限制本发明的范围。
实施例1：
一种铁水包永久层用快干自流浇注料，以质量百分比计，所述铁水包永久层用快干自流浇注料由以下原料制备而成：粒度为1-9mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料66％、粒度为0-1mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料17％、粒度≤1mm的氮化硅5％、减水剂1％、防爆剂1％、结合剂2％、粒度≤60μm二氧化硅微粉2％、粒度≤60μm活性氧化铝微粉3％和粒度≤50μm硅微粉3％。
其中，所述叶蜡石和电熔莫来石复合料中叶蜡石和电熔莫来石的质量比为1:1；所述减水剂为聚羧酸减水剂和三聚磷酸钠的混合物，所述减水剂中聚羧酸减水剂和三聚磷酸钠的质量比1:1；所述防爆剂为聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝的混合物，所述防爆剂中聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝的质量比为1:1；所述结合剂为纯铝酸钙水泥和***树胶的混合物，所述结合剂中纯铝酸钙水泥和***树胶的质量比为1:1。
实施例2：
一种铁水包永久层用快干自流浇注料，以质量百分比计，所述铁水包永久层用快干自流浇注料由以下原料制备而成：粒度为1-9mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料75％、粒度为0-1mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料14％、粒度≤1mm的氮化硅2％、减水剂1.2％、防爆剂0.8％、结合剂3％、粒度≤60μm二氧化硅微粉1％、粒度≤60μm活性氧化铝微粉1％和粒度≤50μm硅微粉2％。
其中，所述叶蜡石和电熔莫来石复合料中叶蜡石和电熔莫来石的质量比为1:1；所述减水剂为聚羧酸减水剂和三聚磷酸钠的混合物，所述减水剂中聚羧酸减水剂和三聚磷酸钠的质量比1:1；所述防爆剂为聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝的混合物，所述防爆剂中聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝的质量比为1:1；所述结合剂为纯铝酸钙水泥和***树胶的混合物，所述结合剂中纯铝酸钙水泥和***树胶的质量比为1:1。
实施例3：
一种铁水包永久层用快干自流浇注料，以质量百分比计，所述铁水包永久层用快干自流浇注料由以下原料制备而成：粒度为1-9mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料60％、粒度为0-1mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料17％、粒度≤1mm的氮化硅8％、减水剂0.5％、防爆剂1.5％、结合剂1％、粒度≤60μm二氧化硅微粉3％、粒度≤60μm活性氧化铝微粉4％和粒度≤50μm硅微粉5％。
其中，所述叶蜡石和电熔莫来石复合料中叶蜡石和电熔莫来石的质量比为1:1；所述减水剂为聚羧酸减水剂和三聚磷酸钠的混合物，所述减水剂中聚羧酸减水剂和三聚磷酸钠的质量比1:1；所述防爆剂为聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝的混合物，所述防爆剂中聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝的质量比为1:1；所述结合剂为纯铝酸钙水泥和***树胶的混合物，所述结合剂中纯铝酸钙水泥和***树胶的质量比为1:1。
实施例4：
一种铁水包永久层用快干自流浇注料，以质量百分比计，所述铁水包永久层用快干自流浇注料由以下原料制备而成：粒度为1-9mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料70％、粒度为0-1mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料20％、粒度≤1mm的氮化硅2％、减水剂1.5％、防爆剂1.5％、结合剂1％、粒度≤60μm二氧化硅微粉1％、粒度≤60μm活性氧化铝微粉1％和粒度≤50μm硅微粉2％。
其中，所述叶蜡石和电熔莫来石复合料中叶蜡石和电熔莫来石的质量比为1:1；所述减水剂为聚羧酸减水剂和三聚磷酸钠的混合物，所述减水剂中聚羧酸减水剂和三聚磷酸钠的质量比1:1；所述防爆剂为聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝的混合物，所述防爆剂中聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝的质量比为1:1；所述结合剂为纯铝酸钙水泥和***树胶的混合物，所述结合剂中纯铝酸钙水泥和***树胶的质量比为1:1。
实施例5：
一种铁水包永久层用快干自流浇注料，以质量百分比计，所述铁水包永久层用快干自流浇注料由以下原料制备而成：粒度为1-9mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料56％、粒度为0-1mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料22％、粒度≤1mm的氮化硅6％、减水剂1％、防爆剂1％、结合剂3％、粒度≤60μm二氧化硅微粉3％、粒度≤60μm活性氧化铝微粉3％和粒度≤50μm硅微粉5％。
其中，所述叶蜡石和电熔莫来石复合料中叶蜡石和电熔莫来石的质量比为1:1；所述减水剂为聚羧酸减水剂和三聚磷酸钠的混合物，所述减水剂中聚羧酸减水剂和三聚磷酸钠的质量比1:1；所述防爆剂为聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝的混合物，所述防爆剂中聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝的质量比为1:1；所述结合剂为纯铝酸钙水泥和***树胶的混合物，所述结合剂中纯铝酸钙水泥和***树胶的质量比为1:1。
实施例6：
一种铁水包永久层用快干自流浇注料，以质量百分比计，所述铁水包永久层用快干自流浇注料由以下原料制备而成：粒度为1-9mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料66％、粒度为0-1mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料20％、粒度≤1mm的氮化硅4％、减水剂0.5％、防爆剂1.5％、结合剂2％、粒度≤60μm二氧化硅微粉2％、粒度≤60μm活性氧化铝微粉2％和粒度≤50μm硅微粉2％。
其中，所述叶蜡石和电熔莫来石复合料中叶蜡石和电熔莫来石的质量比为1:1；所述减水剂为聚羧酸减水剂和三聚磷酸钠的混合物，所述减水剂中聚羧酸减水剂和三聚磷酸钠的质量比1:1；所述防爆剂为聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝的混合物，所述防爆剂中聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝的质量比为1:1；所述结合剂为纯铝酸钙水泥和***树胶的混合物，所述结合剂中纯铝酸钙水泥和***树胶的质量比为1:1。
实施例7：
一种铁水包永久层用快干自流浇注料，以质量百分比计，所述铁水包永久层用快干自流浇注料由以下原料制备而成：粒度为1-9mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料70％、粒度为0-1mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料15％、粒度≤1mm的氮化硅5％、减水剂1％、防爆剂1％、结合剂3％、粒度≤60μm二氧化硅微粉1％、粒度≤60μm活性氧化铝微粉1％和粒度≤50μm硅微粉3％。
其中，所述叶蜡石和电熔莫来石复合料中叶蜡石和电熔莫来石的质量比为1:1；所述减水剂为聚羧酸减水剂和三聚磷酸钠的混合物，所述减水剂中聚羧酸减水剂和三聚磷酸钠的质量比1:1；所述防爆剂为聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝的混合物，所述防爆剂中聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝的质量比为1:1；所述结合剂为纯铝酸钙水泥和***树胶的混合物，所述结合剂中纯铝酸钙水泥和***树胶的质量比为1:1。
实施例8：
一种铁水包永久层用快干自流浇注料，以质量百分比计，所述铁水包永久层用快干自流浇注料由以下原料制备而成：粒度为1-9mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料65％、粒度为0-1mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料18％、粒度≤1mm的氮化硅8％、减水剂1.2％、防爆剂0.8％、结合剂2％、粒度≤60μm二氧化硅微粉2％、粒度≤60μm活性氧化铝微粉1％和粒度≤50μm硅微粉2％。
其中，所述叶蜡石和电熔莫来石复合料中叶蜡石和电熔莫来石的质量比为1:1；所述减水剂为聚羧酸减水剂和三聚磷酸钠的混合物，所述减水剂中聚羧酸减水剂和三聚磷酸钠的质量比1:1；所述防爆剂为聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝的混合物，所述防爆剂中聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝的质量比为1:1；所述结合剂为纯铝酸钙水泥和***树胶的混合物，所述结合剂中纯铝酸钙水泥和***树胶的质量比为1:1。
实施例9：
一种铁水包永久层用快干自流浇注料，以质量百分比计，所述铁水包永久层用快干自流浇注料由以下原料制备而成：粒度为1-9mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料62％、粒度为0-1mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料18％、粒度≤1mm的氮化硅5％、减水剂1.5％、防爆剂1％、结合剂1.5％、粒度≤60μm二氧化硅微粉-3％、粒度≤60μm活性氧化铝微粉3％和粒度≤50μm硅微粉5％。
其中，所述叶蜡石和电熔莫来石复合料中叶蜡石和电熔莫来石的质量比为1:1；所述减水剂为聚羧酸减水剂和三聚磷酸钠的混合物，所述减水剂中聚羧酸减水剂和三聚磷酸钠的质量比1:1；所述防爆剂为聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝的混合物，所述防爆剂中聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝的质量比为1:1；所述结合剂为纯铝酸钙水泥和***树胶的混合物，所述结合剂中纯铝酸钙水泥和***树胶的质量比为1:1。
实施例10：
一种铁水包永久层用快干自流浇注料，以质量百分比计，所述铁水包永久层用快干自流浇注料由以下原料制备而成：粒度为1-9mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料75％、粒度为0-1mm的叶蜡石和电熔莫来石复合料14％、粒度≤1mm的氮化硅4％、减水剂0.5％、防爆剂1％、结合剂1.5％、粒度≤60μm二氧化硅微粉1％、粒度≤60μm活性氧化铝微粉1％和粒度≤50μm硅微粉2％。
其中，所述叶蜡石和电熔莫来石复合料中叶蜡石和电熔莫来石的质量比为1:1；所述减水剂为聚羧酸减水剂和三聚磷酸钠的混合物，所述减水剂中聚羧酸减水剂和三聚磷酸钠的质量比1:1；所述防爆剂为聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝的混合物，所述防爆剂中聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝的质量比为1:1；所述结合剂为纯铝酸钙水泥和***树胶的混合物，所述结合剂中纯铝酸钙水泥和***树胶的质量比为1:1。
以上实施例仅用以说明本发明的技术实施方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，但是，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种铁水包永久层用快干自流浇注料，其特征在于，以质量百分比计，所述铁水包永久层用快干自流浇注料由以下原料制备而成：粒度为 1-9mm 的叶蜡石和电熔莫来石复合料 56%-75%、粒度为 0-1mm 的叶蜡石和电熔莫来石复合料14%-22%、粒度≤1mm 的氮化硅2%-8%、减水剂 0.5%-1.5%、防爆剂 0.8%-1.5%、结合剂 1%-3%、粒度≤60μm 二氧化硅微粉1%-3%、粒度≤60μm 活性氧化铝微粉1%-4%和粒度≤50μm 硅微粉 2%-5%；
所得铁水包永久层用快干自流浇注料的性能参数如下：Al2O3和SiO2的含量为85.0%-88.0%，体积密度为2.0-3.0g/cm3，在110℃、24h条件下测得的抗折强度为12-20MPa、抗压强度为70-80 MPa，自流值170-210，在1100℃、水冷条件下测得的抗热震稳定次数为31-40次。
2.根据权利要求 1 所述的铁水包永久层用快干自流浇注料，其特征在于，以质量百分比计，所述铁水包永久层用快干自流浇注料由以下原料制备而成：粒度为1-9mm 的叶蜡石和电熔莫来石复合料 66%、粒度为 0-1mm 的叶蜡石和电熔莫来石复合料 17%、粒度≤1mm的氮化硅 5%、减水剂 1%、防爆剂 1%、结合剂 2%、粒度≤60μm 二氧化硅微粉 2%、粒度≤60μm 活性氧化铝微粉 3%和粒度≤50μm 硅微粉 3%。
3.根据权利要求 1 所述的铁水包永久层用快干自流浇注料，其特征在于，所述叶蜡石和电熔莫来石复合料中叶蜡石和电熔莫来石的质量比为 1:1。
4. 根据权利要求 1 所述的铁水包永久层用快干自流浇注料，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂和三聚磷酸钠的混合物。
5. 根据权利要求 4 所述的铁水包永久层用快干自流浇注料，其特征在于，所述减水剂中聚羧酸减水剂和三聚磷酸钠的质量比 1:1。
6. 根据权利要求 1 所述的铁水包永久层用快干自流浇注料，其特征在于，所述防爆剂为聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝的混合物。
7.根据权利要求 6 所述的铁水包永久层用快干自流浇注料，其特征在于，所述防爆剂中聚苯乙烯纤维和碱式乳酸铝的质量比为 1:1。
8. 根据权利要求 1 所述的铁水包永久层用快干自流浇注料，其特征在于，所述结合剂为纯铝酸钙水泥和***树胶的混合物。
9. 根据权利要求 8 所述的铁水包永久层用快干自流浇注料，其特征在于，所述结合剂中纯铝酸钙水泥和***树胶的质量比为 1:1。
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