铜阳极炉用耐火浇注料及流槽预制件的制作方法

专利名称：：铜阳极炉用耐火浇注料及流槽预制件的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种耐火浇注料，尤其是关于铜阳极炉流槽用耐火浇注料及预制件。技术背景铜阳极炉熔炼后的高温(1300°C1400°C)铜水浇注，需经中间包、流槽、摆动中间包，最后充注入模型内浇注成铜板。由于是间断性出铜，中间包、流槽、摆动中间包用耐火材料需要具有优良的高温抗冲刷性，优良的抗热震稳定性；不粘铜水及铜渣，不被熔铜所侵蚀，便于清理。目前铜阳极炉中间包、固定流槽、摆动中间包用耐火材料，常用有镁铬质、Al203-SiC质的捣打料和涂抹料。然而镁铬质、Al203-SiC质耐火材料，容易粘铜，因而每次出铜后需清理除铜，再涂抹修补、烘烤，劳动强度大；其次，镁铬质、Ab03-SiC质耐火材料，强度低，出铜过程中易发生剥落，易造成冷铜，冷铜发生量约1.5t/炉，回炉熔炼增加了生产成本；再就是，捣打料使用寿命短，只能受铜210炉；涂抹料使用寿命更短，受铜1~3炉，使用成本较高。
发明内容本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种不粘铜，抗高温冲刷性及热震稳定性好，使用寿命长的铜阳极炉用耐火浇注料。本发明的另一目的在于提供一种强度更高，使用方便，可简化现场施工的铜阳极炉用流槽预制件。本发明第一目的实现，主要改变材质，采用SiC作为主原料，并添加微粉、C、Si，以及水泥结合剂组成的浇注料。具体说，本发明铜阳极炉用耐火浇注料，其特征在于基本组成为50-80wt%SiC，0-40wt%含A1203耐火原料，l一20wt。/。微粉，l一4wt。/。C，l一3wt。/。Si，0.5—5wt。/。水泥结合剂，混合后化学成分为SiC4878wt%，A120310~40wt%，Si024~8wt%，C《6wt%，CaO《3wt%，Si《3wt%。本发明中SiC为构成耐火浇注料的主要材料，采用SiC有利于提高耐火浇注料的抗热震稳定性，粒径为耐火浇注料通常用颗粒级配，一般为46个级配，例如8~5mm、53mm、3lmm、l~0mm、180目的细粉；含Al2Cb耐火原料，当SiC加入量较低时，作为一种辅助原料。它可以采用八1203含量85%以上的耐火原料，如特级高铝砜土，棕刚玉、白刚玉等，有利于提高浇注料的耐火度，及确保主原料足够量。微粉，为浇注料通常基质，同时微粉还具有复合结合剂作用，可以提高浇注料成型后强度，以及提高耐火材料烧结性能，此外微粉填充基质孔隙，还可提高成型体致密度。可以采用通常耐火浇注料基质用微粉，试验表明，本发明中优选采用A1203微粉和/或Si02微粉和/或莫来石微粉，具有常温、中温、高温强度好，不仅具有更好的抗热震稳定性，和优良的抗高温冲刷性能，而且还有较好的抗氧化作用。所说微粉，为耐火材料通用概念，指中位径D50不超过5um的细粉。C，对铜水具有不侵和性，可使组成耐火材料不粘铜水，可以釆用通常耐火材料加入料如沥清、石墨、电极粉等物料。Si，一种耐火材料抗氧化剂，同时在使用高温状态下，与材料中C结合生成SiC，有利于提高高温下抗冲刷性能；水泥结合剂，为浇注料常用结合剂，可以采用各种耐火水泥；试验表明，本发明浇注料中加入0.1—0.5wt%减水剂和/或0.52wt%的高温膨胀剂。加入减水剂，可以起到减水及分散作用，可以减少浇注成型时加水量，对提高强度有利的；加入高温膨胀剂，可以抵消在高温下耐火材料产生的收縮，对防止高温开裂是有利的，同时还可提高热震稳定性。所说减水剂，可以是耐火材料常用的各种减水剂，例如磷酸盐类三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等；高温膨胀剂，可以是耐火浇注料常用高温膨胀剂，例如蓝晶石、硅线石。减水剂、高温膨胀剂可采用外加形式。此外，为防止浇注料成型后烘烤炸裂，本发明中还可以外加一些防爆齐!J，如金属铝粉或防爆纤维。如果施工体较厚也可以不加。本发明进一步优化组成为70-75%wtSiC，2—5wt。/oAl203微粉，2—4wt。/。Si02微粉，5—12wt。/o莫来石微粉，2—4wt%C，l一3wt。/。Si，0.5一5wt。/。水泥结合剂，0.1—0.5wt%减水剂，0.5~2wt。/。的高温膨胀剂，0.020.2wt。/。的防爆剂。此外，本发明为降低现场施工劳动强度，縮短烘烤时间，提高浇注制品的强度，提高热震稳定性和抗高温冲刷性，较好采用预制件形式，即工厂将上述浇注料，按浇注料施工方式，制成预制件，运往现场即可使用。按照该构思，本发明铜阳极炉用流槽预制件，其特征在于由以下基本组成50-80wt°/。SiC，0-40wt。/。含八1203耐火原料，1一20wt%耐火物料微粉，1—4wt%C，1—3wt%Si，0.5—5wt。/。水泥结合剂，加水混合，浇注成开口沟槽，烘烤后预制件的化学成分为SiC48~78wt%，A12031040wt%，Si024~8wt%，C《wt6%，CaO《3wt%，Si《3wt%。此外，本发明预制件成型时，还外加有0.1—0.5wt。/。减水剂和/或0.52wto/。高温膨胀剂。本发明浇注料化学成份含量，为物料混合后自然状态下所测数据，或制成预制件烘烤定型后制品所测数据。本发明铜阳极炉用耐火浇注料及流槽预制件，较现有技术使用的镁铬质、高铝质捣打料、涂抹料，具有抗热震稳性优良，抗高温冲刷性好，不粘铜水及铜渣，方便清理、使用寿命长等特点。经试用，一次性使用寿命达到受铜20炉以上，而且施工简单、工人的劳动强度大幅度降低，只是第一次使用时进行一下快速烘烤，以后就不用烘烤，节约了烘烤成本，利于铜厂的生产周转。本发明与现有技术镁铬质、Al20rSiC质耐火材料，性能及经济效益比较，见表l、表2。以下结合几个具体实施方式，进一步说明本发明。具体实施方式实施例1:铜阳极炉流槽用耐火浇注料，由75wt%SiC，3wty。Al203微粉，3wt。/。SiCM敫粉，8wt。/。莫来石微粉，2wt。/。沥清，2wt。/。电极粉，3wt%Si，4wt。/。水泥结合剂，外加O.lWt。/。三聚磷酸钠组成，测得浇注料化学成份SiC73.5wt%，A120311.8wt%，Si025.8wt%，C3,5wt%，Ca01.5wt%，以及其他杂质。实施例2:铜阳极炉流槽用耐火浇注料，由64.5wt。/。SiC，18wt。/。刚玉，4wt%SK32微粉，6wt%莫来石微粉，1wt%沥清，2.5wt%电极粉，2wt%Si，2wt。/。水泥结合剂，外加0.06wt。/。三聚磷酸钠，0.1wt。/。六偏磷酸钠组成，测得浇注料化学成份SiC63.5wt%，Al20324.8wt%，Si026.5wt%，C3wt%，CaO0.8wt%，以及其他杂质。实施例3:铜阳极炉流槽用耐火浇注料，50wt%SiC，20wt。/。特级高铝矾土，11wt。/。刚玉，5wt。/。Al203微粉，2wt。/。Si02微粉，4wt。/。莫来石微粉，3wt。/。电极粉，2wt%Si，3wt。/。水泥结合剂，外加0.12wt。/。六偏磷酸钠组成，测得浇注料化学成份SiC48.5wt%，A120338wt%，Si027.2wt%，C2.5wt%，CaO1.0wt。/。，以及其他杂质。实施例4:铜阳极炉用流槽预制件，由74wt。/。SiC，2wt。/。Al203微粉，3wt%Si02微粉，12wt%莫来石微粉，2wt%沥清，2wt%电极粉，3wt%Si，2wt。/。水泥结合剂，外加0.08wt%三聚磷酸钠，0.08wt%六偏磷酸钠，1.5wt%的蓝晶石，0.05wt。/。防爆纤维，加水4.8wt。/。混合，经振动成型，自然养护，脱模养护3天以上，经50(TC烘烤72小时。化验预制件成份SiC72wt%，A120311.8wt。/。，Si026.8wt。/。，C3.5wt。/。，CaO0.8wt。/。，以及其他杂质。检测理化指标见表3，实际试用，阳极炉固定溜槽23炉次(19天)，固定溜槽裤裆叉后段42炉次(17天)，开始投用时只烘烤一次5小时，无冷铜发生。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>权利要求1、铜阳极炉流槽用耐火浇注料，其特征在于基本组成为50-80wt％SiC，0-40wt％含Al2O3耐火原料，1-20wt％微粉，1-4wt％C，1-3wt％Si，0.5-5wt％水泥结合剂，混合后化学成分为SiC48～78wt％，Al2O310～40wt％，SiO24～8wt％，C≤6wt％，CaO≤3wt％，Si≤3wt％。2、根据权利要求1所述铜阳极炉流槽用耐火浇注料，其特征在于外加0.1—0.5wt。/。减水剂。3、根据权利要求1所述铜阳极炉流槽用耐火浇注料，其特征在于外加0.52wt。/。的高温膨胀剂。4、根据权利要求1所述铜阳极炉流槽用耐火浇注料，其特征在于所说微粉为1一8wt%八1203微粉和/或l一6wt。/。Si02微粉和/或1一12wt%莫来石微粉。5、根据权利要求l、2、3或4所述铜阳极炉流槽用耐火浇注料，其特征在于组成为70-75%wtSiC，2—5wt%Ab03微粉，2—4wt。/。Si02微粉，5—12wt。/。莫来石微粉，2—4wt%C，l—3wt%Si，0.5—5wt。/。水泥结合剂，0.1一0.5wt。/。减水剂，0.52wty。的高温膨胀剂，0.020.2wty。的防爆剂。6、铜阳极炉用流槽预制件，其特征在于由基本组成50-80wt%SiC，0-40wt。/。含Al203耐火原料，l一20wt。/。微粉，l—4wt%C，l—3wt%Si，0.5—5Wt%水泥结合剂，加水混合，浇注成型，烘烤后预制件的化学成分为SiC4878wt%，A12031040wt%，Si024~8wt%，C《6wt%，CaO《3wt%，Si《3wt%。7、根据权利要求6所述铜阳极炉用流槽预制件，其特征在于浇注预制件时，外加有0.1—0.5wt%减水剂和/或0.52wt%高温膨胀剂和/或0.020.2wt%的防爆剂。全文摘要本发明是关于铜阳极炉流槽用耐火材料的改进，其特征在于基本组成为50-80wt％SiC，0-40wt％含Al₂O₃耐火原料，1-20wt％微粉，1-4wt％C，1-3wt％Si，0.5-5wt％水泥结合剂，混合后化学成分为SiC48～78wt％，Al₂O₃10～40wt％，SiO₂4～8wt％，C≤6wt％，CaO≤3wt％，Si≤3wt％。较现有技术具有抗热震稳性优良，抗高温冲刷性好，不粘铜水及铜渣，方便清理、使用寿命长等特点。一次性使用寿命达到受铜20炉以上，而且施工简单、工人的劳动强度大幅度降低，只是第一次使用时进行一下快速烘烤，以后就不用烘烤，节约了烘烤成本，利于铜厂的生产周转。文档编号C04B35/66GK101152982SQ20061009620公开日2008年4月2日申请日期2006年9月29日优先权日2006年9月29日发明者张兴华,杰李,杨政宏,汤致奎,峰黄申请人:宜兴市振球炉料有限公司