CN110436948B - 一种陶瓷质高炉摆动流槽及其制备方法 - Google Patents

一种陶瓷质高炉摆动流槽及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110436948B
CN110436948B CN201910863958.6A CN201910863958A CN110436948B CN 110436948 B CN110436948 B CN 110436948B CN 201910863958 A CN201910863958 A CN 201910863958A CN 110436948 B CN110436948 B CN 110436948B
Authority
CN
China
Prior art keywords
corundum
parts
ceramic
powder
blast furnace
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910863958.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110436948A (zh
Inventor
崔健健
张文
佘春霞
许华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changxing Meisha New Type Furnace Material Co ltd
Original Assignee
Changxing Meisha New Type Furnace Material Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changxing Meisha New Type Furnace Material Co ltd filed Critical Changxing Meisha New Type Furnace Material Co ltd
Priority to CN201910863958.6A priority Critical patent/CN110436948B/zh
Publication of CN110436948A publication Critical patent/CN110436948A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110436948B publication Critical patent/CN110436948B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/101—Refractories from grain sized mixtures
    • C04B35/106—Refractories from grain sized mixtures containing zirconium oxide or zircon (ZrSiO4)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/6303—Inorganic additives
    • C04B35/6316—Binders based on silicon compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/04—Blast furnaces with special refractories
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/14—Discharging devices, e.g. for slag
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3817—Carbides
    • C04B2235/3826—Silicon carbides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3852—Nitrides, e.g. oxynitrides, carbonitrides, oxycarbonitrides, lithium nitride, magnesium nitride
    • C04B2235/3873—Silicon nitrides, e.g. silicon carbonitride, silicon oxynitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • C04B2235/401—Alkaline earth metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • C04B2235/402—Aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/428—Silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/444—Halide containing anions, e.g. bromide, iodate, chlorite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5212—Organic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/77—Density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

本发明公开了一种陶瓷质高炉摆动流槽及其制备方法，所述陶瓷质高炉摆动流槽的制备原料包括骨料、陶瓷结合剂、辅料和添加剂，所述骨料包括电熔致密刚玉、棕刚玉、板刚玉、铬刚玉和锆刚玉，所述陶瓷结合剂为含有硅酸锆和二氧化锆的硅铝溶胶，所述辅料包括活性氧化铝粉、氮化硅粉、硅粉和碳化硅，所述添加剂包括金属粉末、促凝剂和防爆剂。

Description

一种陶瓷质高炉摆动流槽及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐火材料技术领域，具体涉及一种陶瓷质高炉摆动流槽及其制备方法，尤其是Al2O3-SiC-Sialon-ZrSiO4体系陶瓷质高炉摆动流槽及其制备方法。
背景技术
随着现代高炉大型化、长寿化和高温高压的操作，引起铁水温度提高，出铁时间延长，出铁量增大，铁水流速增加，对高炉内衬耐火材料的使用条件更加苛刻。摆动流槽作为承接铁水的通道以及铁水预处理的重要场所，由于反复地受到高速铁水的机械冲刷，摆动流槽Al2O3-SiC-C系浇注材料的体积密度、耐压强度、高温抗折强度等性能指标已无法满足现代高炉出铁沟技术的发展。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供了一种陶瓷质高炉摆动流槽及其制备方法，所述陶瓷质高炉摆动流槽的制备原料中使用锆刚玉为骨料，提高了骨料的热稳定性和强度；所述陶瓷质高炉摆动流槽使用新型陶瓷结合剂，所述陶瓷结合剂为含有硅酸锆和二氧化锆的硅铝溶胶，通过硅酸锆、二氧化锆与硅铝溶胶中各分子之间的相互作用，形成网络交联空间结构，有效增强所述陶瓷结合剂的结合作用。
本发明提供了一种陶瓷质高炉摆动流槽，尤其是Al2O3-SiC-Sialon-ZrSiO4体系陶瓷质高炉摆动流槽，所述陶瓷质高炉摆动流槽的制备原料包括骨料、陶瓷结合剂、辅料、添加剂，所述骨料包括电熔致密刚玉、棕刚玉、板刚玉、铬刚玉和锆刚玉，所述陶瓷结合剂为含有硅酸锆和二氧化锆的硅铝溶胶，所述辅料包括活性氧化铝粉、氮化硅粉、硅粉和碳化硅，所述添加剂包括金属粉末、促凝剂和防爆剂。
所述骨料包括电熔致密刚玉、棕刚玉、板刚玉、铬刚玉和锆刚玉，锆刚玉是高级耐火原料，其质地坚韧、结构致密、强度高、抗热震性较好。本发明的研究中发现加入锆刚玉的骨料具有优异的耐熔体侵蚀性和强度，能够经受高速铁水的反复机械冲刷。另外，本发明意料不到地发现，所述铬刚玉作为骨料，能够提高所述陶瓷质高炉摆动流槽的韧性和防爆性能。
所述骨料中各组分的颗粒大小为：电熔致密刚玉8-15mm，锆刚玉3-5mm，棕刚玉1-3mm，板状刚玉5-8mm，铬刚玉3-5mm。
本发明提供一种新型陶瓷结合剂，所述陶瓷结合剂为含有硅酸锆和二氧化锆的硅铝溶胶，本发明发现，所述陶瓷结合剂适合于所述陶瓷质高炉摆动流槽的制备，能够完全取代水泥结合剂，并且在所述陶瓷结合剂中加入硅酸锆和二氧化锆，能够提高所述陶瓷结合剂与所述骨料、辅料的粘结力和固化后的强度。
优选的，所述硅铝溶胶还包括二氧化钛，进一步提高所述陶瓷结合剂的耐高温性能。
本发明还提供所述陶瓷结合剂的制备方法，具体步骤如下：
(a)将正硅酸乙酯、盐酸、乙醇和去离子水在室温下，搅拌30-40min得到硅溶胶；其中所述的正硅酸乙酯、乙醇、去离子水和盐酸摩尔比＝1：3-4：5-7：0.05-0.1；
(b)将铝盐和硅酸锆加入步骤(a)得到的硅溶胶中，在30-40℃下，搅拌10-20min得到硅铝溶胶，加入的铝盐与正硅酸乙酯的摩尔比为0.1-0.3，硅酸锆与正硅酸乙酯的摩尔比为0.3-0.5；
(c)将三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水，在高速条件下搅拌30-40min得到二氧化钛溶胶；其中所述的三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水质量比＝1:3:5-10:2-5；
(d)在搅拌条件下，将步骤(c)得到的二氧化钛溶胶缓慢滴加到步骤(b)得到的硅铝溶胶中，同时缓慢加入二氧化锆，搅拌均匀后，在80℃下干燥，得到所述陶瓷结合剂；其中，加入二氧化钛溶胶时，二氧化钛与正硅酸乙酯的摩尔比为0.5-0.7，加入二氧化锆时，二氧化锆与正硅酸乙酯的摩尔比为0.05-0.08。
所述铝盐为氯化铝和/或硝酸铝。
优选的，所述辅料包括活性氧化铝粉、氮化硅粉、硅粉、碳化硅和硅酸锆。在传统高炉摆动流槽的制备原料中，碳化硅存在易被氧化的缺点，本发明在辅料中添加活性氧化铝粉、氮化硅粉、硅粉和硅酸锆，活性氧化铝粉、氮化硅粉和硅粉发生原位反应生成SiAlON(塞隆)基质，本发明意料不到地发现，硅酸锆中的氧原子与Si、Al、N原子相互作用，提高了所述辅料中各种基质的固－固直接结合率，提高了所述陶瓷质高炉摆动流槽的制备原料的抗氧化性能。
所述辅料中各组分的颗粒大小为：活性氧化铝粉＜2um，碳化硅5-8mm，硅酸锆1-3mm。
所述添加剂包括金属粉末、促凝剂和防爆剂。所述金属粉末选自铝粉、镁粉，所述促凝剂为氯化钙，所述防爆剂为聚丙烯纤维。
所述陶瓷质高炉摆动流槽的制备原料各组分的重量份数为：所述骨料46-66份，所述陶瓷结合剂8-13份，所述辅料20-37份，所述添加剂1.6-3份。
所述电熔致密刚玉16-20份，锆刚玉10-15份，所述棕刚玉5-10份，板状刚玉10-13份，铬刚玉5-8份。
在辅料中，所述活性氧化铝粉11-12份，氮化硅粉5-7份，硅粉1-3份，碳化硅3-5份，硅酸锆8-10份。
所述金属粉0.3-0.5份，氯化钙0.3-0.5份，聚丙烯纤维1-2份。
本发明还提供了所述陶瓷质高炉摆动流槽的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将符合粒径要求所述骨料混合均匀；
(2)制备所述陶瓷结合剂；
(3)将符合粒径要求所述氮化硅粉、硅粉、碳化硅混合均匀，再依次加入硅酸锆和活性氧化铝粉混合均匀，得到所述辅料；
(4)将符合粒径要求所述金属粉、促凝剂和防爆剂混合均匀，得到所述添加剂；
(5)在所述骨料中缓慢地依次加入所述辅料和添加剂，混合均匀；在浇筑现场，再加入所述陶瓷结合剂，再次混合均匀，得到浇注料；
(6)所述浇注料浇筑成型后，先预热到500-550℃，再逐渐升温到1450-1500℃，升温速率为5-6℃/min，烧制20-25个小时，冷却后得到所述陶瓷质高炉摆动流槽。
所述步骤(1)、(2)、(3)和(4)的顺序能够任意变化。
具体实施方式
除非另有定义，本发明中所使用的所有科学和技术术语具有与本发明涉及技术领域的技术人员通常理解的相同的含义。以下实施例用来说明本发明，但不用来限制本发明。
实施例1
本实施例使用电熔致密刚玉8mm为16份，棕刚玉3mm为10份，板刚玉5mm为10份，铬刚玉5mm为5份，锆刚玉5mm为15份，陶瓷结合剂为13份，活性氧化铝粉1um为11份，氮化硅粉5份，硅粉3份，碳化硅5mm为3份，镁粉0.1份，铝粉0.2份，氯化钙0.3份，聚丙烯纤维2份。
(1)将电熔致密刚玉、棕刚玉、板刚玉、铬刚玉和锆刚玉混合均匀，得到骨料；
(2)将正硅酸乙酯、盐酸、乙醇和去离子水在室温下，搅拌30-40min得到硅溶胶；其中正硅酸乙酯、乙醇、去离子水和盐酸摩尔比＝1：3：5：0.05；
(3)将氯化铝和硅酸锆加入步骤(2)得到的硅溶胶中，在30-40℃下，搅拌10-20min得到硅铝溶胶，加入的氯化铝与正硅酸乙酯的摩尔比为0.1，硅酸锆与正硅酸乙酯的摩尔比为0.5；
(4)将三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水，在高速条件下搅拌30-40min得到二氧化钛溶胶；其中三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水质量比＝1:3:5:2；
(5)在搅拌条件下，将步骤(4)得到的二氧化钛溶胶缓慢滴加步骤(3)得到的硅铝溶胶中，同时缓慢加入二氧化锆，搅拌均匀后，在80℃下干燥，得到陶瓷结合剂；其中，加入二氧化钛溶胶时，二氧化钛与正硅酸乙酯的摩尔比为0.5，加入二氧化锆时，二氧化锆与正硅酸乙酯的摩尔比为0.05；
(6)将氮化硅粉、硅粉、碳化硅混合均匀，再加入活性氧化铝粉混合均匀，得到辅料；
(7)将镁粉、铝粉、氯化钙和聚丙烯纤维混合均匀，得到添加剂；
(8)在步骤(1)的骨料中缓慢依次加入辅料和添加剂，混合均匀；在浇筑现场，再加入陶瓷结合剂，再次混合均匀，得到浇注料；
(9)浇注料浇筑成型后，先预热到500-550℃，再逐渐升温到1450-1500℃，升温速率为5-6℃/min，烧制20-25个小时，冷却后得到陶瓷质高炉摆动流槽。
对比例1
本对比例使用电熔致密刚玉8mm为16份，棕刚玉3mm为10份，板刚玉5mm为10份，铬刚玉5mm为5份，陶瓷结合剂为13份，活性氧化铝粉1um为11份，氮化硅粉5份，硅粉3份，碳化硅5mm为3份，镁粉0.1份，铝粉0.2份，氯化钙0.3份，聚丙烯纤维2份。
(1)将电熔致密刚玉、棕刚玉、板刚玉和铬刚玉混合均匀，得到骨料；
(2)将正硅酸乙酯、盐酸、乙醇和去离子水在室温下，搅拌30-40min得到硅溶胶；其中正硅酸乙酯、乙醇、去离子水和盐酸摩尔比＝1：3：5：0.05；
(3)将氯化铝加入步骤(2)得到的硅溶胶中，在30-40℃下，搅拌10-20min得到硅铝溶胶，加入的氯化铝与正硅酸乙酯的摩尔比为0.1；
(4)将三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水，在高速条件下搅拌30-40min得到二氧化钛溶胶；其中三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水质量比＝1:3:5:2；
(5)在搅拌条件下，将步骤(4)得到的二氧化钛溶胶缓慢滴加步骤(3)得到的硅铝溶胶中，搅拌均匀后，在80℃下干燥，得到陶瓷结合剂；其中，加入二氧化钛溶胶时，二氧化钛与正硅酸乙酯的摩尔比为0.5。
本对比例的步骤(6)-(9)与实施例1的步骤(6)-(9)相同。
对比例2
本对比例使用电熔致密刚玉8mm为16份，棕刚玉3mm为10份，板刚玉5mm为10份，铬刚玉5mm为5份，锆刚玉5mm为15份，陶瓷结合剂为13份，活性氧化铝粉1um为11份，氮化硅粉5份，硅粉3份，碳化硅5mm为3份，镁粉0.1份，铝粉0.2份，氯化钙0.3份，聚丙烯纤维2份。
(1)将电熔致密刚玉、棕刚玉、板刚玉、铬刚玉和锆刚玉混合均匀，得到骨料；其余步骤与对比例1相同。
对比例3
本对比例使用电熔致密刚玉8mm为16份，棕刚玉3mm为10份，板刚玉5mm为10份，铬刚玉5mm为5份，陶瓷结合剂为13份，活性氧化铝粉1um为11份，氮化硅粉5份，硅粉3份，碳化硅5mm为3份，镁粉0.1份，铝粉0.2份，氯化钙0.3份，聚丙烯纤维2份。
(1)将电熔致密刚玉、棕刚玉、板刚玉和铬刚玉作为骨料；其余步骤与实施例1相同。
实施例1、对比例1-3的性能指标详见表1。
表1实施例1、对比例1-3的性能对比
Figure BDA0002200686620000061
由表1可见，对比例2的体积密度、耐压强度、抗折强度均比对比例1有一定程度的提高，说明对比例2添加的锆刚玉对提高陶瓷质高炉摆动流槽的体积密度、耐压强度和抗折强度具有贡献；对比例3的体积密度、耐压强度、抗折强度均比对比例1有一定程度的提高，说明对比例3的陶瓷结合剂添加的硅酸锆和二氧化锆对提高陶瓷质高炉摆动流槽的体积密度、耐压强度和抗折强度具有贡献，另外对比例3的体积密度和耐压强度比对比例2稍差，说明锆刚玉对陶瓷质高炉摆动流槽的体积密度和耐压强度性能影响较大，对比例3的抗折强度和线变化率优于对比例1和2，说明陶瓷结合剂中的硅酸锆和二氧化锆对陶瓷质高炉摆动流槽的抗折强度和线变化率性能影响较大；实施例1同时使用锆刚玉和含有硅酸锆和二氧化锆的陶瓷结合剂，其体积密度、耐压强度、抗折强度比对比例1-3均有较大提高，说明锆刚玉与含有硅酸锆和二氧化锆的陶瓷结合剂对陶瓷质高炉摆动流槽的体积密度、耐压强度和抗折强度具有协同增强的作用。
实施例2
本实施例使用电熔致密刚玉15mm为20份，锆刚玉3mm为10份，棕刚玉1mm为5份，板刚玉7mm为11份，铬刚玉3mm为8份，陶瓷结合剂为8份，活性氧化铝粉1um为12份，氮化硅粉7份，硅粉1份，碳化硅8mm为5份，镁粉0.2份，铝粉0.3份，氯化钙0.5份，聚丙烯纤维1份。
(1)将电熔致密刚玉、锆刚玉、棕刚玉、板刚玉和铬刚玉混合均匀，得到骨料；
(2)将正硅酸乙酯、盐酸、乙醇和去离子水在室温下，搅拌30-40min得到硅溶胶；其中正硅酸乙酯、乙醇、去离子水和盐酸摩尔比＝1：4：7：0.1；
(3)将硝酸铝和硅酸锆加入步骤(2)得到的硅溶胶中，在30-40℃下，搅拌10-20min得到硅铝溶胶，加入的硝酸铝与正硅酸乙酯的摩尔比为0.3，硅酸锆与正硅酸乙酯的摩尔比为0.3；
(4)将三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水，在高速条件下搅拌30-40min得到二氧化钛溶胶；其中所述的三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水质量比＝1:3:10:5；
(5)在搅拌条件下，将步骤(4)得到的二氧化钛溶胶缓慢滴加步骤(3)得到的硅铝溶胶中，同时缓慢加入二氧化锆，混合均匀后，在80℃下干燥，得到陶瓷结合剂；其中，加入二氧化钛溶胶时，二氧化钛与正硅酸乙酯的摩尔比为0.7，加入二氧化锆时，二氧化锆与正硅酸乙酯的摩尔比为0.08。
本实施例的步骤(6)-(9)与实施例1相同。
实施例3
本实施例使用电熔致密刚玉12mm为18份，锆刚玉3mm为13份，棕刚玉3mm为10份，板刚玉5mm为10份，铬刚玉5mm为5份，陶瓷结合剂为10份，活性氧化铝粉0.5um为11份，氮化硅粉6份，硅粉2份，碳化硅7mm为4份，镁粉0.2份，铝粉0.2份，氯化钙0.4份，聚丙烯纤维1.5份。
(1)将电熔致密刚玉、锆刚玉、棕刚玉、板刚玉和铬刚玉混合均匀，得到骨料；
(2)将正硅酸乙酯、盐酸、乙醇和去离子水在室温下，搅拌30-40min得到硅溶胶；其中正硅酸乙酯、乙醇、去离子水和盐酸摩尔比＝1：4：6：0.07；
(3)将硝酸铝、氯化铝和硅酸锆加入步骤(2)得到的硅溶胶中，在30-40℃下，搅拌10-20min得到硅铝溶胶，加入的硝酸铝、氯化铝与正硅酸乙酯的摩尔比为0.2，硅酸锆与正硅酸乙酯的摩尔比为0.4；
(4)将三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水，在高速条件下搅拌30-40min得到二氧化钛溶胶；其中所述的三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水质量比＝1:3:7:3；
(5)在搅拌条件下，将步骤(4)得到的二氧化钛溶胶缓慢滴加步骤(3)得到的硅铝溶胶中，同时缓慢加入二氧化锆，混合均匀后，在80℃下干燥，得到陶瓷结合剂；其中，加入二氧化钛溶胶时，二氧化钛与正硅酸乙酯的摩尔比为0.6，加入二氧化锆时，二氧化锆与正硅酸乙酯的摩尔比为0.06。
本实施例的步骤(6)-(9)与实施例1相同。
实施例4
本实施例使用电熔致密刚玉8mm为16份，棕刚玉3mm为10份，板刚玉5mm为10份，铬刚玉5mm为5份，锆刚玉5mm为15份，陶瓷结合剂为13份，活性氧化铝粉1um为11份，氮化硅粉5份，硅粉3份，碳化硅5mm为3份，硅酸锆3mm为8份，镁粉0.1份，铝粉0.2份，氯化钙0.3份，聚丙烯纤维2份。
本实施例步骤(1)-(5)和(7)-(9)与实施例1相同。
(6)将氮化硅粉、硅粉、碳化硅混合均匀，再依次加入硅酸锆和活性氧化铝粉混合均匀，得到辅料。
实施例5
本实施例使用电熔致密刚玉10mm为17份，锆刚玉4mm为11份，棕刚玉2mm为7份，板刚玉8mm为13份，铬刚玉4mm为7份，陶瓷结合剂为12份，活性氧化铝粉1um为12份，氮化硅粉6份，硅粉3份，碳化硅6mm为4份，硅酸锆1mm为10份，镁粉0.3份，铝粉0.1份，氯化钙0.3份，聚丙烯纤维2份。
(1)将电熔致密刚玉、锆刚玉、棕刚玉、板刚玉和铬刚玉混合均匀，得到骨料；
(2)将正硅酸乙酯、盐酸、乙醇和去离子水在室温下，搅拌30-40min得到硅溶胶；其中正硅酸乙酯、乙醇、去离子水和盐酸摩尔比＝1：4：6：0.07；
(3)将硝酸铝、氯化铝和硅酸锆加入步骤(2)得到的硅溶胶中，在30-40℃下，搅拌10-20min得到硅铝溶胶，加入的硝酸铝、氯化铝与正硅酸乙酯的摩尔比为0.2，硅酸锆与正硅酸乙酯的摩尔比为0.5；
(4)将三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水，在高速条件下搅拌30-40min得到二氧化钛溶胶；其中所述的三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水质量比＝1:3:7:3；
(5)在搅拌条件下，将步骤(4)得到的二氧化钛溶胶缓慢滴加步骤(3)得到的硅铝溶胶中，同时缓慢加入二氧化锆，混合均匀后，在80℃下干燥，得到陶瓷结合剂；其中，加入二氧化钛溶胶时，二氧化钛与正硅酸乙酯的摩尔比为0.6，加入二氧化锆时，二氧化锆与正硅酸乙酯的摩尔比为0.07。
(6)将氮化硅粉、硅粉、碳化硅混合均匀，再依次加入硅酸锆和活性氧化铝粉混合均匀，得到辅料。
本实施例的步骤(7)-(9)与实施例1相同。
以上实施例的性能数据详见表2。
表2实施例1-5的性能对比
Figure BDA0002200686620000091
Figure BDA0002200686620000101
由表2可见，实施例1-3的体积密度、耐压强度、抗折强度和化学成分的性能数据基本在同一水平，且比规格值有了提升，其中，实施例1的线变化率优于实施例2和3，可能是由于实施例1的陶瓷结合剂用量较大，而且陶瓷结合剂中硅酸锆的含量也较大，对于线变化率有一定贡献。实施例4和5在体积密度、耐压强度、抗折强度和线变化率性能方面比实施例1-3有了提升，可能是由于实施例4和5的辅料中加入硅酸锆，硅酸锆中的氧原子与辅料的Si、Al、N原子相互作用，提高了各种基质的固－固直接结合率，提高了陶瓷质高炉摆动流槽的制备原料的抗氧化性能，因此提升了实施例4和5的综合性能。
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、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种陶瓷质高炉摆动流槽，其特征在于，所述陶瓷质高炉摆动流槽的制备原料包括骨料、陶瓷结合剂、辅料和添加剂，所述骨料包括电熔致密刚玉、棕刚玉、板刚玉、铬刚玉和锆刚玉，所述陶瓷结合剂为含有硅酸锆和二氧化锆的硅铝溶胶，所述辅料包括活性氧化铝粉、氮化硅粉、硅粉和碳化硅，所述添加剂包括金属粉末、促凝剂和防爆剂；
所述金属粉末选自铝粉、镁粉，所述促凝剂为氯化钙，所述防爆剂为聚丙烯纤维；
所述陶瓷质高炉摆动流槽的制备原料各组分的重量份数为：所述骨料46-66份，所述陶瓷结合剂8-13份，所述辅料20-37份，所述添加剂1.6-3份；
所述电熔致密刚玉16-20份，锆刚玉10-15份，所述棕刚玉5-10份，板状刚玉10-13份，铬刚玉5-8份；
在辅料中，所述活性氧化铝粉11-12份，氮化硅粉5-7份，硅粉1-3份，碳化硅3-5份；
所述金属粉0.3-0.5份，氯化钙0.3-0.5份，聚丙烯纤维1-2份。
2.根据权利要求1所述的陶瓷质高炉摆动流槽，其特征在于，所述骨料中各组分的颗粒大小为：电熔致密刚玉8-15mm，锆刚玉3-5mm，棕刚玉1-3mm，板状刚玉5-8mm，铬刚玉3-5mm。
3.根据权利要求1所述的陶瓷质高炉摆动流槽，其特征在于，所述陶瓷结合剂为含有硅酸锆、二氧化锆和二氧化钛的硅铝溶胶。
4.根据权利要求3所述的陶瓷质高炉摆动流槽，其特征在于，所述陶瓷结合剂的制备方法如下：
(a)将正硅酸乙酯、盐酸、乙醇和去离子水在室温下，搅拌30-40min得到硅溶胶；其中所述的正硅酸乙酯、乙醇、去离子水和盐酸摩尔比＝1：3-4：5-7：0.05-0.1；
(b)将铝盐和硅酸锆加入步骤(a)得到的硅溶胶中，在30-40℃下，搅拌10-20min得到硅铝溶胶，加入的铝盐与正硅酸乙酯的摩尔比为0.1-0.3，硅酸锆与正硅酸乙酯的摩尔比为0.3-0.5；
(c)将三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水，在高速条件下搅拌30-40min得到二氧化钛溶胶；其中所述的三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水质量比＝1:3:5-10:2-5；
(d)在搅拌条件下，将步骤(c)得到的二氧化钛溶胶缓慢滴加到步骤(b)得到的硅铝溶胶中，同时缓慢加入二氧化锆，搅拌均匀后，在80℃下干燥，得到所述陶瓷结合剂；其中，加入二氧化钛溶胶时，二氧化钛与正硅酸乙酯的摩尔比为0.5-0.7，加入二氧化锆时，二氧化锆与正硅酸乙酯的摩尔比为0.05-0.08；
所述铝盐为氯化铝和/或硝酸铝。
5.根据权利要求1所述的陶瓷质高炉摆动流槽，其特征在于，所述辅料包括活性氧化铝粉、氮化硅粉、硅粉、碳化硅和硅酸锆。
6.根据权利要求5所述的陶瓷质高炉摆动流槽，其特征在于，所述辅料中各组分的颗粒大小为：活性氧化铝粉＜2um，碳化硅5-8mm，硅酸锆1-3mm。
7.根据权利要求5所述的陶瓷质高炉摆动流槽，其特征在于，所述硅酸锆的重量份数为8-10份。
8.权利要求1-7所述的陶瓷质高炉摆动流槽的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将符合粒径要求所述骨料混合均匀；
(2)制备所述陶瓷结合剂；
(3)将符合粒径要求所述氮化硅粉、硅粉、碳化硅混合均匀，再依次加入硅酸锆和活性氧化铝粉混合均匀，得到所述辅料；
(4)将符合粒径要求所述金属粉、促凝剂和防爆剂混合均匀，得到所述添加剂；
(5)在所述骨料中缓慢地依次加入所述辅料和添加剂，混合均匀；在浇筑现场，再加入所述陶瓷结合剂，再次混合均匀，得到浇注料；
(6)所述浇注料浇筑成型后，先预热到500-550℃，再逐渐升温到1450-1500℃，升温速率为5-6℃/min，烧制20-25个小时，冷却后得到所述陶瓷质高炉摆动流槽；
所述步骤(1)、(2)、(3)和(4)的顺序能够任意变化。
CN201910863958.6A 2019-09-12 2019-09-12 一种陶瓷质高炉摆动流槽及其制备方法 Active CN110436948B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910863958.6A CN110436948B (zh) 2019-09-12 2019-09-12 一种陶瓷质高炉摆动流槽及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910863958.6A CN110436948B (zh) 2019-09-12 2019-09-12 一种陶瓷质高炉摆动流槽及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110436948A CN110436948A (zh) 2019-11-12
CN110436948B true CN110436948B (zh) 2021-09-03

Family

ID=68440078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910863958.6A Active CN110436948B (zh) 2019-09-12 2019-09-12 一种陶瓷质高炉摆动流槽及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110436948B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113354421B (zh) * 2021-04-27 2023-03-14 湖南精城特种陶瓷有限公司 一种粘接剂及其制备方法和应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1320224A (en) * 1969-08-13 1973-06-13 Dynamit Nobel Ag Lined reactors

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02129079A (ja) * 1988-11-08 1990-05-17 Kawasaki Refract Co Ltd ハイジルコン質流し込み耐火物
CN102531654B (zh) * 2012-03-06 2013-07-10 长兴煤山新型炉料有限公司 铝氮质脱锰摆动流嘴浇注料
CN103553680A (zh) * 2013-10-31 2014-02-05 宁夏天纵泓光余热发电技术有限公司 耐磨耐火浇注料
CN105967728B (zh) * 2016-05-10 2019-05-24 航天材料及工艺研究所 一种纤维增强Al2O3-SiO2气凝胶高效隔热复合材料及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1320224A (en) * 1969-08-13 1973-06-13 Dynamit Nobel Ag Lined reactors

Also Published As

Publication number Publication date
CN110436948A (zh) 2019-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103588494B (zh) 滑板砖及其制备方法
JP5656629B2 (ja) Ａｚｓ耐火性組成物
EP3686175B1 (en) Kr desulfurization stirring paddle casting material and preparation method therefor
JPS5919067B2 (ja) 高耐用性鋳造用ノズル
CN105819875B (zh) 一种澳斯麦特炼铜炉烟道用耐火浇注料及其制备方法
US4755228A (en) Molding material
CN113354423A (zh) 一种碳复合耐火材料配方及制备方法
CN111704474A (zh) 一种超高温冶炼用莫来石质耐火浇注料
CN107892579B (zh) 铝酸钙质玻璃窑炉锡槽吊顶砖及其制备方法
CN114560710B (zh) 一种陶瓷结合铁铝尖晶石窑口浇注料及其制备方法
CN110436948B (zh) 一种陶瓷质高炉摆动流槽及其制备方法
KR102061807B1 (ko) 2차 정련로용 마그네시아-카본 염기성 캐스터블
CN113321495A (zh) 一种无水泥高性能泵送炉缸料
CN113173796A (zh) 一种抗铝液侵蚀的耐火材料及其制备方法
CN114380577B (zh) 一种优质钢用低硅中间包干式料
CN108329040B (zh) 一种铝水流槽用赛隆结合熔融石英预制件及其制造方法
JP2874831B2 (ja) 流し込み施工用耐火物
JP7121311B2 (ja) キャスタブル耐火物及びその製造方法
JPH0583510B2 (zh)
CN112552059A (zh) 一种钢包渣线修补料
JPH08175877A (ja) キャスタブル耐火物
KR860001760B1 (ko) 포트의 내장용(內張用)내화 캐스터블
JPH07215773A (ja) 炭化珪素質流し込み材
JPH0633179B2 (ja) 流し込み用不定形耐火物
KR20040016493A (ko) 단열성 및 열충격저항성이 우수한 고강도 캐스터블 내화물

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant