一种含改性石墨的铁沟浇注料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种含改性石墨的铁沟浇注料及其制备方法。其技术方案是：以45~65wt%的致密刚玉颗粒、6~16wt%的碳化硅颗粒、4~10wt%的致密刚玉细粉、8~18wt%的碳化硅细粉、2~7wt%的氧化铝微粉、1~3wt%的二氧化硅微粉、2~6wt%的铝酸盐水泥、1.5~3.5wt%的改性石墨、1~3wt%的Si粉和0.05~0.15wt%的减水剂为原料，混合10~15分钟，即得含改性石墨的铁沟浇注料。本发明具有能减少环境污染、节省原料、抗氧化性能强、抗侵蚀性能优良和使用寿命长的特点。
【专利说明】一种含改性石墨的铁沟浇注料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于铁沟浇注料【技术领域】。具体涉及一种含改性石墨的铁沟浇注料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着钢铁冶炼技术发展，高炉趋向于大型化、高效化和长寿化，出铁场对耐火材料的性能有了更高的要求。现阶段国内大中型高炉铁沟料均采用八铁沟浇注料，八铁沟浇注料与捣打料相比虽具有高强度、耐冲刷、施工强度低和使用寿命高的特点，但八铁沟浇注料体系中碳的氧化问题一直未得到很好的解决，之所以防止碳氧化是因为碳具有良好的抗渗透性和抗剥落性，能降低铁水熔渣对材料的溶解和侵蚀。因此基于碳的这些优良性能，一直被应用在铁沟料中。目前，已有技术人员对此进行了研究，如“一种铁沟浇注料及其制备方法”(⑶102603274八)专利技术，以球状浙青和改性石墨做碳源以改善浇注料的氧化程度，这种方法虽在一定程度上降低了浇注料的氧化程度，但不能从根本上解决铁沟浇注料的氧化问题，进而使浇注料的抗侵蚀性能降低，影响铁钩的使用寿命，同时也会带来环境的污染。
[0003]铁沟浇注料中大多以添加球状浙青作为碳源，但使用球状浙青一方面在烘烤过程中会释放出有毒烟雾，严重影响施工人员健康和环境；另一方面，铁沟浇注料中的碳主要来源于浙青热裂解后的残碳，其含量较低且抗氧化性能较差，同时影响铁沟浇注料的强度及抗侵蚀性能，进而影响使寿命，增加施工难度。
【发明内容】
[0004]本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种能减少环境污染、节省原料、抗氧化性能强、抗侵蚀性能优良和使用寿命长的含改性石墨的铁沟浇注料及其制备方法。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:以45飞5被％的致密刚玉颗粒、6?16被％的碳化硅颗粒、4?10的％的致密刚玉细粉、8?18被％的碳化硅细粉、2?7被％的氧化铝微粉、广3被％的二氧化硅微粉、2?6被％的铝酸盐水泥、1.5?3.5被％的改性石墨、广3被％的31粉和0.05^0.15被％的减水剂为原料，混合10?15分钟，即得含改性石墨的铁沟浇注料。
[0006]所述致密刚玉颗粒的八1203含量彡95被％ ；所述致密刚玉颗粒级配比是:8111111)(1 ^ 5臟为 30?40被％ ((1 表不粒度，下同)，^ 3臟为 20?30被％，^ 1臟为25?35财％，彡 0.01臟为 15?25被％。
[0007]所述碳化娃颗粒的310含量? 97被％ ；所述碳化娃颗粒级配比是^ 1111111为25?35财％，彡 0.01臟为 65?75被％。
[0008]所述致密刚玉细粉的六1203含量彡95被％，粒度彡0.07?^
[0009]所述碳化硅细粉的31(:含量彡97被％，粒度彡0.074臟。
[0010]所述氧化铝微粉的八1203含量? 99被％，粒度彡2 9 0。
[0011]所述二氧化硅微粉的3102含量彡97%，粒度? 0.19 111。
[0012]所述改性石墨的制备方法是:先将金属粉体与石墨按摩尔比为1: 3混合，得到混合物；再将似:似？按质量比为10: 1混合，得到混合熔盐介质；然后将所述混合物与所述混合熔盐介质按质量比为1: 3?4混合，得到混合粉体；最后将所述混合粉体在氩气气氛和130(^14001条件下保温3?51！，出炉后水洗，在1101条件下烘干，制得改性石墨。所述金属粉体为31微粉、XI微粉和七微粉中的一种。
[0013]由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有以下积极效果:
1、改性石墨替代球状浙青，能避免球状浙青在烘烤过程中对环境的污染，起到了环保作用。
[0014]2、普通鳞片石墨由于亲水性能与分散性能差，无法应用到铁沟浇注料中。造粒法与图层法处理石墨，虽可在一定程度上能改善石墨性能，但效果有限。改性石墨具有良好的亲水性能与分散性能，不会增加加水量，保证了材料的致密度。
[0015]3、改性石墨的抗氧化性能与抗侵蚀性能优于球状浙青，加入改性石墨替代球状浙青，使铁沟浇注料的抗氧化性能与抗侵蚀性能提高，进而提高了材料的使用寿命。
[0016]4、熔盐洗出后能回收再利用。
[0017]5、本发明所制备的含改性石墨的铁沟浇注料的使用方法是:在100份质量的铁沟浇注料中加4.5^5.5份质量的水，搅拌3飞分钟，浇注成型，养护20?24小时，脱模；100?1201条件下保温20?24小时，升温到1400?15001，保温2?5小时。
[0018]经检测X 2411体积密度为2.95?3.05^01113 ；线变化率为-0.01?-0.05% ；抗折强度为6.5?7.01？3 ；耐压强度为46?50腿^ ； 14501父31！体积密度为2.95?3.05^/01113 ；线变化率为+0.01^+0.05% ；抗折强度为9.0?9.71？3 ；耐压强度为90?95即3。
[0019]因此，本发明具有能减少环境污染、节省原料、抗氧化性能强、抗侵蚀性能优良和使用寿命长的特点。
【具体实施方式】
[0020]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制: 为避免重复，现将本【具体实施方式】所涉及的原料统一描述如下，实施例中不再赘述: 所述致密刚玉颗粒的八1203含量彡95被％ ；所述致密刚玉颗粒级配比是彡5111111
为 30 ?40被％ (￠1 表不粒度，下同)，5111111)(1 ^ 3臟为^ 1臟为 25 ?35 界七％，
1麵〉(1 ^ 0.01臟为15?25界七％。
[0021]所述碳化娃颗粒的310含量? 97被％ ；所述碳化娃颗粒级配比是^ 1111111为25?35财％，彡 0.01臟为 65?75被％。
[0022]所述致密刚玉细粉的八1203含量彡95被％，粒度彡0.074臟。
[0023]所述碳化硅细粉的31(:含量彡97被％，粒度彡0.074臟。
[0024]所述氧化铝微粉的八1203含量? 99被％，粒度彡2 9 0。
[0025]所述二氧化硅微粉的3102含量彡97%，粒度? 0.19 111。
[0026]所述改性石墨的制备方法是:先将金属粉体与石墨按摩尔比为1: 3混合，得到混合物；再将似:似？按质量比为10: 1混合，得到混合熔盐介质；然后将所述混合物与所述混合熔盐介质按质量比为1: 3?4混合，得到混合粉体；最后将所述混合粉体在氩气气氛和130(^14001条件下保温3?51！，出炉后水洗，在1101条件下烘干，制得改性石墨。所述金属粉体为31微粉、XI微粉和七微粉中的一种。
[0027]实施例1
一种含改性石墨的铁沟浇注料及其制备方法。本实施例所述制备方法是:以45飞5被％的致密刚玉颗粒、6?11被％的碳化硅颗粒、4?7被％的致密刚玉细粉、13?18被％的碳化硅细粉、2?5被％的氧化铝微粉、广2被％的二氧化硅微粉、4?6被％的铝酸盐水泥、2.5?3.5被％的改性石墨、广3被％的31粉和0.05^0.15被％的减水剂为原料，混合10?15分钟，即得含改性石墨的铁沟浇注料。
[0028]实施例2
一种含改性石墨的铁沟浇注料及其制备方法。本实施例所述制备方法是:以45飞5被％的致密刚玉颗粒、1广16被％的碳化硅颗粒、4?7被％的致密刚玉细粉、8?13被％的碳化硅细粉、5?7被％的氧化铝微粉、2?3被％的二氧化硅微粉、2?4被％的铝酸盐水泥、2.5?3.5被％的改性石墨、广3被％的31粉和0.05^0.15被％的减水剂为原料，混合10?15分钟，即得含改性石墨的铁沟浇注料。
[0029]实施例3
一种含改性石墨的铁沟浇注料及其制备方法。本实施例所述制备方法是:以55飞5被％的致密刚玉颗粒、6?11被％的碳化硅颗粒、4?7被％的致密刚玉细粉、13?18被％的碳化硅细粉、2飞被％的氧化铝微粉、2?3被％的二氧化硅微粉、4飞被％的铝酸盐水泥、1.5?2.5被％的改性石墨、广3被％的31粉和0.05^0.15被％的减水剂为原料，混合10?15分钟，即得含改性石墨的铁沟浇注料。
[0030]实施例4
一种含改性石墨的铁沟浇注料及其制备方法。本实施例所述制备方法是:以55飞5被％的致密刚玉颗粒、1广16被％的碳化硅颗粒、7?10被％的致密刚玉细粉、8?13被％的碳化硅细粉、2飞被％的氧化铝微粉、2?3被％的二氧化硅微粉、2?4被％的铝酸盐水泥、1.5?2.5被％的改性石墨、广3被％的31粉和0.05^0.15被％的减水剂为原料，混合10?15分钟，即得含改性石墨的铁沟浇注料。
[0031]实施例5
一种含改性石墨的铁沟浇注料及其制备方法。本实施例所述制备方法是:以60飞5被％的致密刚玉颗粒、1广16被％的碳化硅颗粒、4?7被％的致密刚玉细粉、8?13被％的碳化硅细粉、5?7被％的氧化铝微粉、2?3被％的二氧化硅微粉、2?4被％的铝酸盐水泥、1.5?2.5被％的改性石墨、广3被％的31粉和0.05^0.15被％的减水剂为原料，混合10?15分钟，即得含改性石墨的铁沟浇注料。
[0032]本【具体实施方式】与现有技术相比具有以下积极效果:
1、改性石墨替代球状浙青，能避免球状浙青在烘烤过程中对环境的污染，起到了环保作用。
[0033]2、普通鳞片石墨由于亲水性能与分散性能差，无法应用到铁沟浇注料中。造粒法与图层法处理石墨，虽可在一定程度上能改善石墨性能，但效果有限。改性石墨具有良好的亲水性能与分散性能，不会增加加水量，保证了材料的致密度。
[0034]3、改性石墨的抗氧化性能与抗侵蚀性能优于球状浙青，加入改性石墨替代球状浙青，使铁沟浇注料的抗氧化性能与抗侵蚀性能提高，进而提高了材料的使用寿命。
[0035]4、熔盐洗出后能回收再利用。
[0036]5、本【具体实施方式】所制备的含改性石墨的铁沟浇注料的使用方法是:在100份质量的铁沟浇注料中加4.5^5.5份质量的水，搅拌3飞分钟，浇注成型，养护20?24小时，脱模；100?1201条件下保温20?24小时，升温到1400?15001，保温2?5小时。
[0037]经检测X 2411体积密度为2.95?3.05^01113 ；线变化率为-0.01?-0.05% ；抗折强度为6.5?7.01？3 ；耐压强度为46?50腿^ ； 14501父31！体积密度为2.95?3.05^/^ ；线变化率为+0.01^+0.05% ；抗折强度为9.0?9.71？3 ；耐压强度为90?95即3。
[0038]因此，本【具体实施方式】具有能减少环境污染、节省原料、抗氧化性能强、抗侵蚀性能优良和使用寿命长的特点。
【权利要求】
1.一种含改性石墨的铁沟浇注料的制备方法，其特征在于以45飞5wt%的致密刚玉颗粒、6?16wt%的碳化娃颗粒、4?10wt%的致密刚玉细粉、8?18wt%的碳化娃细粉、2?7wt%的氧化铝微粉、1?3wt%的二氧化硅微粉、2?6wt%的铝酸盐水泥、1.5?3.5wt%的改性石墨、1?3wt%的Si粉和0.05、.15wt%的减水剂为原料，混合1(Γ15分钟，即得含改性石墨的铁沟浇注料。
2.根据权利要求1所述的含改性石墨的铁沟浇注料的制备方法，其特征在于所述致密刚玉颗粒的Α1203含量彡95wt% ;所述致密刚玉颗粒级配比是:8mm>d彡5mm为30?40wt%,5mm>d ^ 3mm 为 20?30wt%, 3mm>d ^ 1mm 为 25?35wt%, 1mm>d ^ 0.01mm 为 15?25wt%。
3.根据权利要求1所述的含改性石墨的铁沟浇注料的制备方法，其特征在于所述碳化娃颗粒的SiC含量彡97wt% ;所述碳化娃颗粒级配比是:3mm>d彡1mm为25?35wt%,1mm>d ^ 0.01mm 为 65?75wt%。
4.根据权利要求1所述的含改性石墨的铁沟浇注料的制备方法，其特征在于所述致密刚玉细粉的A1203含量彡95wt%，粒度彡0.074mm。
5.根据权利要求1所述的含改性石墨的铁沟浇注料的制备方法，其特征在于所述碳化硅细粉的SiC含量彡97wt%，粒度彡0.074mm。
6.根据权利要求1所述的含改性石墨的铁沟浇注料的制备方法，其特征在于所述氧化铝微粉的A1203含量> 99wt%,粒度彡2 μ m。
7.根据权利要求1所述的含改性石墨的铁沟浇注料的制备方法，其特征在于所述二氧化硅微粉的Si02含量彡97%，粒度< 0.1 μ m。
8.根据权利要求1所述的含改性石墨的铁沟浇注料的制备方法，其特征在于所述改性石墨的制备方法是:先将金属粉体与石墨按摩尔比为1: 3混合，得到混合物；再将NaCl:NaF按质量比为10: 1混合，得到混合熔盐介质；然后将所述混合物与所述混合熔盐介质按质量比为1: 3?4混合，得到混合粉体；最后将所述混合粉体在氩气气氛和130(Tl40(rC条件下保温3飞h，出炉后水洗，在110°C条件下烘干，制得改性石墨； 所述金属粉体为Si微粉、Ti微粉和Zr微粉中的一种。
9.一种含改性石墨的铁沟浇注料，其特征在于所述含改性石墨的铁沟浇注料是根据权利要求11项中任一项所述的含改性石墨的铁沟浇注料的制备方法所制备的含改性石墨的铁沟浇注料。
【文档编号】C04B35/66GK104402479SQ201410738931
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月8日 优先权日:2014年12月8日
【发明者】丁军, 祝洪喜, 李光强, 邓承继, 刘建鹏 申请人:武汉科技大学