一種高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料及其制備方法。其技術方案是：以50~55wt%的高純鎂砂顆粒和10~13wt%的鎂鋁尖晶石顆粒為骨料，以7~9wt%的用后鎂碳磚細粉、9~11wt%的電熔鎂砂細粉、13~18wt%的Cr7C3微粉和1~4wt%的氧化鋯微粉為基質料。按所述骨料和所述基質料的含量，先將基質料混勻，再將混勻后的基質料加入所述骨料中，混勻。然后外加占所述基質料與所述骨料之和10~12wt%的鋁溶膠，攪拌均勻，振動成型，室溫養護，在90~110℃條件下保溫12~24h，制得高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料。本發明具有成本低廉和工藝簡單的特點；制備的高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料的導熱系數低、高溫抗折強度大、抗熱震性能好和通鐵量高。
【專利說明】
一種高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料及其制備方法
技術領域
[0001]本發明屬于擺動流槽用耐火澆注料技術領域。具體涉及一種高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]高爐出鐵溝是鐵水轉流進入混鐵車(或魚雷罐)的重要路徑。在出鐵溝末端設有擺動流槽，其主要作用在于調節鐵水的流動方向，使鐵水流向出鐵場平臺中任一混鐵車(或魚雷罐)，保證出鐵過程的連續性。
[0003]與出鐵溝類似，擺動流槽用耐火材料必須經受整個出鐵過程中鐵水的沖刷及熔渣的侵蝕;此外，擺動流槽屬于間歇式工作，對耐火材料的抗熱震性提出了嚴格的要求。
[0004]目前高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料主要為uAl2O3-SiC-C質澆注料”和“剛玉-莫來石質澆注料”。
[0005]采用uAl2O3-SiC-C質澆注料”作為高爐出鐵溝擺動流槽用耐火材料，結合了剛玉、SiC和C三者的優點，其耐火度高、抗沖刷磨損能力較強，且由于C的引入，顯著提升了材料的抗熱震性。但SiC和C在服役時均暴露在空氣中，容易發生氧化生成氣體而逸出，大大降低了材料的致密度，進而降低了材料的強度和抗渣侵蝕性能。
[0006]采用“剛玉-莫來石質澆注料”作為高爐出鐵溝擺動流槽用耐火材料，其耐火度高，且莫來石的引入增強了材料的耐磨損和抗沖刷性能;其次，“剛玉-莫來石質澆注料”體系中無SiC或C的引入，避免了 SiC或C氧化所引起的結構缺陷。但“剛玉-莫來石質澆注料”常以鋁酸鈣水泥為結合劑，由于CaO的引入易與體系中的Al2O3-S12形成低熔相(如鈣長石相)，降低了 “剛玉-莫來石質澆注料”的高溫強度。
[0007]此外，剛玉、SiC和莫來石等耐火原料的成本均較高，提高了高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料的開發成本。
【發明內容】
[0008]本發明旨在克服現有技術缺陷，目的在于提供一種成本低廉、工藝簡單的高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料的制備方法;用該方法制備的高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料的導熱系數低、高溫抗折強度大、抗熱震性能好和通鐵量高。
[0009]為實現上述目的，本發明采用的技術方案是:以50?55wt%的高純鎂砂顆粒和10?13wt %的鎂鋁尖晶石顆粒為骨料，以7?9wt %的用后鎂碳磚細粉、9?I Iwt %的電熔鎂砂細粉、13?18wt %的Cr7C3微粉和I?4wt %的氧化錯微粉為基質料。按所述骨料和所述基質料的含量，先將基質料混勻，再將混勻后的基質料加入所述骨料中，混合均勻。然后外加占所述基質料與所述骨料之和10?12^%的鋁溶膠，攪拌均勻，振動成型，室溫條件下養護6?12小時，最后在90?110 °C條件下保溫12?24h，制得高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料。
[0010]所述高純鎂砂顆粒的主要化學成分是:MgO含量為97?98wt%，Si02含量<0.5wt%；高純鎂砂顆粒的粒度為0.1?8mm。
[0011]所述鎂鋁尖晶石顆粒的主要化學成分是:MgO含量為50?55wt% ,Al2O3含量為40?45wt% ;鎂鋁尖晶石顆粒的粒度為0.1?5mm。
[0012]所述用后鎂碳磚細粉的主要化學成分是:MgO含量為90?91wt%，C含量為7?8￥七％，0&0含量<0.5￥七％，3102含量<0.5￥七％;用后鎂碳磚細粉的粒度為0.064?0.088mmο
[0013]所述電熔鎂砂細粉的主要化學成分是:MgO含量為99.0?99.5wt%，Si02含量<0.2wt%；電熔鎂砂細粉的粒度為0.064?0.088mm。
[0014]所述Cr7C3微粉的Cr7C3含量>99wt% ;Cr7C3微粉的粒度為20?30μπι。
[0015]所述氧化鋯微粉的ZrO2含量>99wt%;氧化鋯微粉的粒度為20?30μπι。
[0016]所述硅溶膠的S12含量為30?35wt%。
[0017]由于采取上述技術方案，本發明與現有技術相比具有如下積極效果:
[0018]1、本發明采用高純鎂砂和用后鎂碳磚為原料，顯著降低了高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料的開發成本。
[0019]2、本發明無需特殊的制備設備和處理技術，節省勞動力資源，工藝流程簡單。
[0020]3、本發明采用溶膠結合，不與澆注料組分形成低熔相，進而增大了材料的高溫強度。
[0021]4、本發明通過使用過程中澆注料組分間的物相反應所引發的體積效應緩解澆注料內部的熱應力，降低材料的導熱系數，并提高材料的抗熱震性能。
[0022]本發明制備的高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料經測定:導熱系數(900°C)為
2.40 ?2.45ff/(m.K)；高溫(1400 °C X 0.5h)抗折強度為 6.5?7.0MPa ； 1300 °C 水冷一次熱震穩定性實驗殘余強度保持率為89?94% ; —次通鐵量為23.0?25.0萬噸。
[0023]因此，本發明具有成本低廉和工藝簡單的特點；所制備的高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料的導熱系數低、高溫抗折強度大、抗熱震性能好和通鐵量高。
【具體實施方式】
[0024]下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步的描述，并非對其保護范圍的限制。
[0025]為避免重復，先將本【具體實施方式】所涉及的骨料和基質料統一描述如下，實施例中不再贅述:
[0026]所述高純鎂砂顆粒的主要化學成分是:MgO含量為97?98wt%，S12含量<0.5wt%；高純鎂砂顆粒的粒度為0.1?8mm。
[0027]所述鎂鋁尖晶石顆粒的主要化學成分是:MgO含量為50?55wt% ,Al2O3含量為40?45wt% ;鎂鋁尖晶石顆粒的粒度為0.1?5mm。
[0028]所述用后鎂碳磚細粉的主要化學成分是:MgO含量為90?91wt%，C含量為7?8￥七％，0&0含量<0.5￥七％，3102含量<0.5￥七％;用后鎂碳磚細粉的粒度為0.064?0.088mmο
[0029]所述電熔鎂砂細粉的主要化學成分是:MgO含量為99.0?99.5wt%，S12含量<0.2wt % ;，電熔鎂砂細粉的粒度為0.064?0.088mm。
[0030]所述Cr7C3微粉的Cr7C3含量>99wt% ;Cr7C3微粉的粒度為20?30μπι。
[0031 ]所述氧化鋯微粉的ZrO2含量>99wt% ;氧化鋯微粉的粒度為20?30μπι。
[0032]所述硅溶膠的S12含量為30?35wt%。
[0033]實施例1
[0034]一種高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料及其制備方法。以53?55wt%的高純鎂砂顆粒和1?12wt %的鎂鋁尖晶石顆粒為骨料，以7?8wt %的用后鎂碳磚細粉、9?I Owt %的電熔鎂砂細粉、13?15wt %的Cr7C3微粉和I?3wt %的氧化鋯微粉為基質料。按所述骨料和所述基質料的含量，先將基質料混勻，再將混勻后的基質料加入所述骨料中，混合均勻。然后外加占所述基質料與所述骨料之和10?11被％的鋁溶膠，攪拌均勻，振動成型，室溫條件下養護6?12小時，最后在90?110°C條件下保溫12?24h，制得高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料。
[0035]本實施例制備的高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料經測定:導熱系數(900°C)為2.43 ?2.45ff/(m.K)；高溫(1400 °C X 0.5h)抗折強度為 6.5 ?6.7MPa ； 1300 °C 水冷一次熱震穩定性實驗殘余強度保持率為89?91 % ; 一次通鐵量為23.0?23.8萬噸。
[0036]實施例2
[0037]一種高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料及其制備方法。以52?54wt%的高純鎂砂顆粒和1?12wt %的鎂鋁尖晶石顆粒為骨料，以7?8wt %的用后鎂碳磚細粉、9?I Owt %的電熔鎂砂細粉、14?16wt %的Cr7C3微粉和I?3wt %的氧化鋯微粉為基質料。按所述骨料和所述基質料的含量，先將基質料混勻，再將混勻后的基質料加入所述骨料中，混合均勻。然后外加占所述基質料與所述骨料之和10?11被％的鋁溶膠，攪拌均勻，振動成型，室溫條件下養護6?12小時，最后在90?110°C條件下保溫12?24h，制得高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料。
[0038]本實施例制備的高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料經測定:導熱系數(9000C )為2.42 ?2.44ff/(m.K)；高溫(1400 °C X 0.5h)抗折強度為 6.6 ?6.8MPa ； 1300 °C 水冷一次熱震穩定性實驗殘余強度保持率為90?92% ; 一次通鐵量為23.4?24.2萬噸。
[0039]實施例3
[0040 ] 一種高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料及其制備方法。以51?5 3wt %的高純鎂砂顆粒和11?13wt%的鎂鋁尖晶石顆粒為骨料，以8?9wt%的用后鎂碳磚細粉、10?llwt%的電熔鎂砂細粉、15?17^%的&7(:3微粉和2?4的％的氧化鋯微粉為基質料。按所述骨料和所述基質料的含量，先將基質料混勻，再將混勻后的基質料加入所述骨料中，混合均勻。然后外加占所述基質料與所述骨料之和11?12^%的鋁溶膠，攪拌均勻，振動成型，室溫條件下養護6?12小時，最后在90?110°C條件下保溫12?24h，制得高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料。
[0041]本實施例制備的高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料經測定:導熱系數(900°C)為2.41 ?2.43ff/(m.K)；高溫(1400 °C X 0.5h)抗折強度為 6.7 ?6.9MPa ； 1300 °C 水冷一次熱震穩定性實驗殘余強度保持率為91?93% ; 一次通鐵量為23.8?24.6萬噸。
[0042]實施例4
[0043 ] 一種高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料及其制備方法。以50?5 2wt %的高純鎂砂顆粒和11?13wt%的鎂鋁尖晶石顆粒為骨料，以8?9wt%的用后鎂碳磚細粉、10?llwt%的電熔鎂砂細粉、16?18^%的&7(:3微粉和2?4的％的氧化鋯微粉為基質料。按所述骨料和所述基質料的含量，先將基質料混勻，再將混勻后的基質料加入所述骨料中，混合均勻。然后外加占所述基質料與所述骨料之和11?12^%的鋁溶膠，攪拌均勻，振動成型，室溫條件下養護6?12小時，最后在90?110°C條件下保溫12?24h，制得高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料。
[0044]本實施例制備的高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料經測定:導熱系數(900°C)為2.40 ?2.42ff/(m.K)；高溫(1400 °C X 0.5h)抗折強度為 6.8?7.0MPa ； 1300 °C 水冷一次熱震穩定性實驗殘余強度保持率為92?94% ; —次通鐵量為24.2?25.0萬噸。
[0045]本【具體實施方式】與現有技術相比具有如下積極效果:
[0046]1、本【具體實施方式】采用高純鎂砂和用后鎂碳磚為原料，顯著降低了高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料的開發成本。
[0047]2、本【具體實施方式】無需特殊的制備設備和處理技術，節省勞動力資源，工藝流程簡單。
[0048]3、本【具體實施方式】采用溶膠結合，不與澆注料組分形成低熔相，進而增大了材料的高溫強度。
[0049]4、本【具體實施方式】通過使用過程中澆注料組分間的物相反應所引發的體積效應緩解澆注料內部的熱應力，降低材料的導熱系數，并提高材料的抗熱震性能。
[0050]本【具體實施方式】制備的高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料經測定:導熱系數(900°C )為2.40 ?2.45ff/(m.K)；高溫(1400°C X 0.5h)抗折強度為 6.5 ?7.0MPa ； 1300 °C 水冷一次熱震穩定性實驗殘余強度保持率為89?94% ; —次通鐵量為23.0?25.0萬噸。
[0051]因此，本【具體實施方式】具有成本低廉和工藝簡單的特點；所制備的高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料的導熱系數低、高溫抗折強度大、抗熱震性能好和通鐵量高。
【主權項】
1.一種高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料的制備方法，其特征在于以50?55wt%的高純鎂砂顆粒和10?13wt%的鎂鋁尖晶石顆粒為骨料，以7?9wt%的用后鎂碳磚細粉、9?IIwt %的電恪鎂砂細粉、13?18wt %的O7C3微粉和I?4wt %的氧化錯微粉為基質料;按所述骨料和所述基質料的含量，先將基質料混勻，再將混勻后的基質料加入所述骨料中，混合均勻;然后外加占所述基質料與所述骨料之和10?12^%的鋁溶膠，攪拌均勻，振動成型，室溫條件下養護6?12小時，最后在90?110°C條件下保溫12?24h，制得高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料。2.根據權利要求1所述的高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料的制備方法，其特征在于所述高純鎂砂顆粒的主要化學成分是:MgO含量為97?98wt% ,S12含量<0.5wt% ;高純鎂砂顆粒的粒度為0.1?8mm。3.根據權利要求1所述的高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料的制備方法，其特征在于所述鎂鋁尖晶石顆粒的主要化學成分是:MgO含量為50?55wt% ,Al2O3含量為40?45wt% ;鎂鋁尖晶石顆粒的粒度為0.1?5_。4.根據權利要求1所述的高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料的制備方法，其特征在于所述用后鎂碳磚細粉的主要化學成分是:MgO含量為90?91wt%，C含量為7?8wt%，CaO含量<0.5wt%，S12含量<0.5wt% ;用后鎂碳磚細粉的粒度為0.064?0.088mm。5.根據權利要求1所述的高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料的制備方法，其特征在于所述電熔鎂砂細粉的主要化學成分是:MgO含量為99.0?99.5wt%, S12含量<0.2wt% ;電熔鎂砂細粉的粒度為0.064?0.088mm。6.根據權利要求1所述的高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料的制備方法，其特征在于所述Cr7C3微粉的Cr7C3含量>99wt%;Cr7C3微粉的粒度為20?30μπι。7.根據權利要求1所述的高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料的制備方法，其特征在于所述氧化鋯微粉的ZrO2含量>99wt%;氧化鋯微粉的粒度為20?30μπι。8.根據權利要求1所述的高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料的制備方法，其特征在于所述硅溶膠的S12含量為30?35wt%。9.一種高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料，其特征在于所述高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料是根據權利要求1?8項中任一項所述的高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料的制備方法所制備的高爐出鐵溝擺動流槽用耐火澆注料。
【文檔編號】C04B35/622GK105906349SQ201610234474
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月15日
【發明人】張寒, 趙惠忠, 趙鵬達, 李靜捷, 何晴, 余俊
【申請人】武漢科技大學