CN109574690A - 一种节能型新结合体系浇注料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种节能型新结合体系浇注料及其制备方法，解决了水泥类浇注料烘烤时间长、中温强度低、使用性能差和使用寿命波动大的问题。一种节能型新结合体系浇注料，包含以下重量份的原料：焦宝石10～30份，莫来石25～50份，红柱石10～30份，碳化硅微粉3～5份，高铝矾土或刚玉细粉10～20份，氧化铝微粉4～8份，二氧化硅2～6份，复合添加剂3～8份，结合剂3～8份，本发明采用特殊工艺处理的活性二氧化硅复合微粉做结合剂，具有强度高、抗侵蚀、耐热震、高温体积稳定等优点。可广泛适用于铁沟、脱硫喷枪、脱硫搅拌器、扒渣板等产品中，显著延长使用寿命。

Description

一种节能型新结合体系浇注料及其制备方法

技术领域

本发明涉及无机非金属材料技术领域，特别是指一种节能型新结合体系浇注料及其制备方法。

背景技术

炼铁在冶金工业中发挥着重要作用，随着炼铁条件和使用环境的不断变化，必须不断提高耐火材料产品的使用性能以适应新的使用环境，同时节能降耗也是传统生产工艺必须解决的问题。由于铁矿石中杂质含量越来越高，以及特种钢对铁水中硫磷等杂质要求极低，导致铁沟、搅拌头、脱硫枪、扒渣板等耐火材料在使用过程中受冲刷磨损快，受铁渣侵蚀严重，尤其在铁水预处理脱硫脱磷工艺中，对搅拌头脱硫枪等产品的抗冲刷性能和热震性能要求更高。为了解决炼铁***耐火材料在使用过程中磨损严重、铁水渣对耐火材料的侵蚀、频繁冷热交替带来的热应力作用等导致耐火材料产品使用寿命降低的问题，专家学者们通过大量的研究，基本上确立了所用耐材主要是A₂S₃-SiC质，结合体系为铝酸盐水泥和硅微粉体系。

在高温下，水泥硅微粉结合体系的耐材产生大量的钙长石、钙黄长石等低温液相，使耐火材料高温强度低，耐冲刷性能差和热震稳定性差，导致耐火材料在使用中容易开裂、剥落，使用寿命低。

发明内容

本发明提出一种节能型新结合体系浇注料及其制备方法，解决了水泥类浇注料烘烤时间长、高温强度低、使用性能差和使用寿命波动大的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种节能型新结合体系浇注料，包含以下重量份的原料：

焦宝石10～30份，莫来石25～50份，红柱石10～30份，碳化硅微粉3～5份，高铝矾土或刚玉细粉10～20份，氧化铝微粉4～8份，二氧化硅2～6份，复合添加剂3～8份，结合剂3～8份。

优选的，所述复合添加剂为防爆纤维、钢纤维、金属铝粉、金属硅粉、柠檬酸中的两种或两种以上。

优选的，所述结合剂为活性二氧化硅基深加工复合微粉，其中SiO₂≥55％，Al₂O₃≤40％，颜色为灰白色粉末，10％浓度溶液PH值为8～10。

优选的，所述焦宝石中Al₂O₃≥45％以上；所述莫来石中Al₂O₃≥60％；所述红柱石中Al₂O3≥57％；所述碳化硅中SiC≥97％；所述高铝矾土或刚玉细粉中Al₂O₃≥80％；所述氧化铝微粉中Al₂O₃≥99％；所述二氧化微硅粉中SiO₂≥94％。

优选的，所述焦宝石粒度≤8mm；所述莫来石粒度≤5mm；所述红柱石粒度≤3mm；所述碳化硅微粉粒度为180目；所述高铝矾土或刚玉细粉粒度≤200目。

优选的，所述防爆纤维为熔点小于120℃防爆裂纤维；所述钢纤维为长度20～30mm的304#不锈钢纤维；所述金属铝粉或金属硅粉粒度为180目。

本发明还提出一种节能型新结合体系浇注料的制备方法，包含以下步骤：

先配方称取原料，将骨料按粒度由大到小的顺序加入搅拌锅中，混炼3分钟，再加入复合添加剂和结合剂，最后均匀撒入钢纤维和防爆裂纤维，混炼时间约8分钟，即得。

新型结合体系浇注料的使用方法：先将浇注料匀速加水搅拌均匀，加水量为3.5％～4.2％，将加水调匀的浇注料放在平台上预震1～2分钟，然后依次加入到搅拌器、脱硫喷枪、扒渣板模具中，震动成型后带模养护20h～36h，脱模后自然养护48h，再装入烘烤窑中进行高温烘烤，经36h烘烤后，自然冷却即可。若浇注料使用于铁沟或铁水包中，浇注料加水搅拌均匀后可直接施工。

本发明的有益效果：

本发明采用新型结合体系结合剂，通过特殊工艺处理的活性二氧化硅复合微粉做结合剂，由于浇注料中不添加水泥，能够完全避免高温下Al₂O₃、CaO、SiO₂相互反应形成钙长石、钙黄长石等促烧结相，能够显著提高浇注料的高温强度和热震稳定性；骨料、细粉和结合剂主要成分均为Al₂O₃、SiO₂，尤其是微粉中主要为氧化铝微粉和二氧化硅微粉，没有其它杂质，一方面有助于浇注料高温下形成莫来石促进固相烧结强度，另一方面减少杂质含量，有利于提高浇注料的耐火度和使用温度；浇注料中结合剂同时能够显著改善流动性，降低浇注料的需水量，并有利于快速烘烤，减少烘烤时间节约燃料能源。综合成本低廉，有利于节能减排。

本发明采用特殊工艺处理的活性二氧化硅复合微粉做结合剂，具有强度高、抗侵蚀、耐热震、高温体积稳定等优点。可广泛适用于铁沟、脱硫喷枪、脱硫搅拌器、扒渣板等产品中，显著延长使用寿命。另外，本发明产品具有较好的防爆裂性能，可以快速烘烤，极大地缩短烘烤时间，节能降耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种新型结合体系浇注料的高温烘烤曲线；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明以四个实施例来详细介绍本发明的技术方案。

实施例1

一种节能型新结合体系浇注料，包括以下重量份的原料：

复合添加剂3.13份：由钢纤维3份，防爆裂纤维0.1份，金属铝粉0.03份构成，

结合剂3份。其中三种粒度不同的电熔莫来石中Al₂O₃≥70％，高铝矾土中Al₂O₃≥70％。

本实施例中所述氧化铝微粉为双峰α氧化铝微粉，粒度小于5μm。

实施例2

二氧化微硅粉5份，

复合添加剂3.13份由钢纤维3份，防爆裂纤维0.1份，金属铝粉0.03份，柠檬酸0.03份构成，

结合剂3份。各种莫来石的Al₂O₃≥70％，白刚玉中Al₂O₃≥99％。

本实施例中所述氧化铝微粉为双峰d氧化铝微粉，粒度小于5μm。

实施例3

复合添加剂3.13份由钢纤维3份，防爆裂纤维0.1份，金属铝粉0.03份构成，

结合剂3份。其中三种粒度不同的电熔莫来石中Al₂O₃≥70％。

本实施例中所述氧化铝微粉为双峰α氧化铝微粉，粒度小于5μm。

实施例4

复合添加剂3.13份由钢纤维2份，防爆裂纤维0.1份，金属硅粉0.03份构成，

结合剂3份。其中三种粒度不同的电熔莫来石中Al₂O₃≥70％。

本实施例中所述氧化铝微粉为双峰α氧化铝微粉，粒度小于5μm。

本发明新型结合体系浇注料的使用方法，先将浇注料匀速加水搅拌均匀，加水量为3.5％～4.2％，将加水调匀的浇注料放在平台上预震1～2分钟，然后加入到搅拌器、脱硫喷枪、扒渣板等模具中，震动成型后带模养护20h～36h，脱模后自然养护48h，然后装入烘烤窑中进行高温烘烤，烘烤曲线如图1所示，经36h烘烤后，自然冷却即可。若浇注料使用于铁沟或铁水包中，浇注料加水搅拌均匀后可直接施工。

温度(℃)	升温速度(℃/h)	需要时间(小时)	累计时间(小时)
				冷窑～200	50	4	4
200	保温	8	12
				200～300	33	3	15
300	保温	5	20
				300～600	30	10	30
600	保温	6	36

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (7)

1.一种节能型新结合体系浇注料，其特在于，包含以下重量份的原料：

焦宝石10～30份，莫来石25～50份，红柱石10～30份，碳化硅微粉3～5份，高铝矾土或刚玉细粉10～20份，氧化铝微粉4～8份，二氧化硅2～6份，复合添加剂3～8份，结合剂3～8份。

2.如权利要求1所述的一种节能型新结合体系浇注料，其特在于：

所述复合添加剂为防爆纤维、钢纤维、金属铝粉、金属硅粉、柠檬酸中的两种或两种以上。

3.如权利要求1所述的一种节能型新结合体系浇注料，其特在于：

所述结合剂为活性二氧化硅基深加工复合微粉，其中SiO₂≥55％，Al₂O₃≤40％，颜色为灰白色粉末，10％浓度溶液PH值为8～10。

4.如权利要求1所述的一种节能型新结合体系浇注料，其特在于：

所述焦宝石中Al₂O₃≥45％以上；所述莫来石中Al₂O₃≥60％；所述红柱石中Al₂O₃≥57％；所述碳化硅中SiC≥97％；所述高铝矾土或刚玉细粉中Al₂O₃≥80％；所述氧化铝微粉中Al₂O₃≥99％；所述二氧化微硅粉中SiO₂≥94％。

5.如权利要求1所述的一种节能型新结合体系浇注料，其特在于：

所述焦宝石粒度≤8mm；所述莫来石粒度≤5mm；所述红柱石粒度≤3mm；所述碳化硅微粉粒度为180目；所述高铝矾土或刚玉细粉粒度≤200目。

6.如权利要求2所述的一种节能型新结合体系浇注料，其特在于：

所述防爆纤维为熔点小于120℃防爆裂纤维；所述钢纤维为长度20～30mm的304#不锈钢纤维；所述金属铝粉或金属硅粉粒度为180目。

7.如权利要求1至6中任一项所述的一种节能型新结合体系浇注料的制备方法，其特在于，包含以下步骤：

先配方称取原料，将骨料按粒度由大到小的顺序加入搅拌锅中，混炼3分钟，再加入复合添加剂和结合剂，最后均匀撒入钢纤维和防爆裂纤维，混炼时间约8分钟，即得。