一种铁沟浇铸用不定形耐火材料的制作方法

文档序号:11258744

本发明涉及耐火材料技术领域,尤其是涉及一种铁沟浇铸用不定形耐火材料。



背景技术:

在传统意义上,耐火材料是指耐火度不低于1580℃的无机非金属材料,它是为高温技术服务的基础材料,是用作高温窑炉等热工设备的结构材料,以及工业高温容器和部件的材料,并且能够承受相应的物理化学变化及机械作用。

大部分耐火材料是以天然矿石(如耐火粘土、硅石、菱镁矿、白云石)为原料制造的,采用某些工业原料和人工合成原料(如工业氧化铝、碳化硅、合成莫来石、合成尖晶石等)也日益增多,因此,耐火材料的种类很多。耐火材料按照矿物组成可以分为氧化硅质、硅酸铝质、镁质、白云石质、橄榄石质、尖晶石质、含碳质、含锆质耐火材料及特殊耐火材料;按照制造方法可以分为天然矿石和人造制品;按其方式可分为块状制品和不定形耐火材料;按照热处理方式可分为不烧制品、烧成制品和熔铸制品;按照耐火度可分为普通、高级和特级耐火制品;按照化学性质可分为酸性、中性及碱性耐火材料;按照其密度可分为轻质及重质耐火材料;按照其制品的形状和尺寸可分为标准砖、异形砖、特异形砖、管和耐火器皿;还可以按其应用分为高炉用、水泥窑用、玻璃窑用、陶瓷窑用耐火材料等。

高炉铁沟在炼铁/炼钢高炉中的一个重要部件,是钢水的出水口,但是由于钢水中钢渣的侵蚀作用,现有技术中的铁沟寿命较短,有些铁沟甚至进行一次生产后就得进行维修或更换,无形中增加了生产成本,同时现有技术中铁沟维修和施工的周期较长,影响生产,因此现在出现一些铁沟预制件,虽然可以解决铁沟维修施工周期长的问题,但是现实生产中,不同的钢厂不同的高炉,铁沟的形状尺寸往往不一致,同时铁沟预制件安装施工过程中需要用到与预制件材质不一样的粘结材料,材料不一致会造成铁沟使用过程中耗损不均匀,进而还是会对生产带来不利影响;因此,一种具有较好抗渣性能,施工时间短的铁沟浇铸材料具有较大的市场需求。



技术实现要素:

为解决上述问题,本发明提供了一种具有更好抗渣性能,同时施工时间短,施工方便的铁沟浇铸用不定形耐火材料。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:

一种铁沟浇铸用不定形耐火材料,由以下重量份原料制成:

粗骨料120份,细骨料40~50份,粉料120~140份,碳化硅微粉15~20份,铝酸钙水泥25~27份,酚醛树脂5~9份,鳞片石墨10~15份,石膏13~19份,三乙醇胺3~5份,生石灰6~8份。

因为高炉铁沟的特殊使用环境,其长时间处于高温和钢渣的双重作用下,极易被侵蚀损坏,现有技术中的铁沟需要经常进行更换,甚至每经历一次生产都需要进行维修甚至完全更换,因此本发明旨在提高铁沟浇铸用不定形耐火材料的抗渣性能和缩减更换使用的时间。粗骨料和细骨料分别采用刚玉和石英砂,这两种原料都是具有相当优良耐火性能的无机矿物原料,同时两者在高温下还能形成具有更优性能的莫来石,莫来石具有优良的耐火性能和抗渣性能;粉料采用粉煤灰,一来是粉煤灰成本低廉,能够极大的缩减生产成本,二来粉煤灰主要由氧化铝和二氧化硅组成,其含量分别高达26~35wt%和50~60wt%,粉煤灰粉料可以嵌于粗骨料和细骨料之间并能相应的形成莫来石;碳化硅是一种人工合成的无机微粉,其具有良好的耐高温性能,同时其也是一种良好的磨料,加入骨料和粉料中,其可以辅助起到研磨剂的作用,使骨料能够获得良好的球形形貌,更利于之后的施工,此外碳化硅也具有良好的抗渣性能;铝酸钙水泥作为不定形耐火材料的粘结剂加入,其具有快硬早强的特性,能够缩短施工时间,同时其还具有微膨胀性,施工后能够缩小施工连接缝;酚醛树脂作为粘结剂加入配方辅助铝酸钙水泥进行施工时的硬化作用;鳞片石墨,增加耐火材料的抗渣性能,同时也增进耐火材料施工时的流动性;石膏、三乙醇胺、生石灰作为早强剂添加,同时石膏作为缓凝剂可以对耐火材料的凝结速度进行调节,使得凝结速度和强度能够达到一个良好的平衡。

作为优选,粗骨料为刚玉粗骨料,其中值粒径D50为100~120目。

作为优选,细骨料为石英砂细骨料,其中值粒径为D50为150~175目。

作为优选,粉料为粉煤灰,其中值粒径为D50为200~260目。

作为优选,粉煤灰中二氧化硅的含量为50~60wt%,氧化铝的含量为25~35wt%。

作为优选,碳化硅微粉的粒径为1000~1200目,其中值粒径D50为1100~1160目。

作为优选,该种铁沟浇铸用不定形耐火材料,由以下重量份原料制成:

刚玉粗骨料120份,石英砂细骨料45份,粉煤灰130份,碳化硅微粉20份,铝酸钙水泥25份,酚醛树脂9份,鳞片石墨12份,石膏14份,三乙醇胺4份,生石灰7份。

本发明中的铁沟浇铸用不定形耐火材料可通过以下步骤制得:

a)预混:将粗骨料、细骨料、粉料和碳化硅微粉球磨干混后在700℃下煅烧60分钟,煅烧完成后加入铝酸钙水泥以1400rpm转速球磨粉碎20分钟,制得预混料;

b)添加剂配混:将鳞片石墨、石膏和生石灰在500rpm在转速下干混30分钟,制得混合添加剂

c)混料:将预混料、混合添加剂、酚醛树脂和三乙醇胺混合并球磨混料,球磨转速为1600rpm,球磨混料时间为2小时,完成后制得铁沟浇铸用不定形耐火材料。

因此,本发明具有以下有益效果:

(1)本发明中的铁沟浇铸用不定形耐火材料耐火性能满足高炉生产要求;

(2)本发明中的铁沟浇铸用不定形耐火材料具有量高的抗渣性能,能够延长铁沟的使用时间,减少铁沟进行更换的频率;

(3)本发明中的铁沟浇铸用不定形耐火材料具有早强的特性,浇铸64小时后就可达到要求80%。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。

显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种铁沟浇铸用不定形耐火材料,由以下重量份原料制成:

粗骨料120份,细骨料40份,粉料120份,碳化硅微粉15份,铝酸钙水泥25份,酚醛树脂5份,鳞片石墨10份,石膏13份,三乙醇胺3份,生石灰6份;

其中,粗骨料为刚玉粗骨料,其中值粒径D50为100目;细骨料为石英砂细骨料,其中值粒径为D50为150目;粉料为粉煤灰,其中值粒径为D50为200目,粉煤灰中二氧化硅的含量为50wt%,氧化铝的含量为25wt%;碳化硅微粉的粒径为1000目,其中值粒径D50为1100目。

铁沟浇铸用不定形耐火材料可通过以下步骤制得:

a)预混:将粗骨料、细骨料、粉料和碳化硅微粉球磨干混后在700℃下煅烧60分钟,煅烧完成后加入铝酸钙水泥以1400rpm转速球磨粉碎20分钟,制得预混料;

b)添加剂配混:将鳞片石墨、石膏和生石灰在500rpm在转速下干混30分钟,制得混合添加剂

c)混料:将预混料、混合添加剂、酚醛树脂和三乙醇胺混合并球磨混料,球磨转速为1600rpm,球磨混料时间为2小时,完成后制得铁沟浇铸用不定形耐火材料。

实施例2

一种铁沟浇铸用不定形耐火材料,由以下重量份原料制成:

粗骨料120份,细骨料50份,粉料140份,碳化硅微粉20份,铝酸钙水泥27份,酚醛树脂9份,鳞片石墨15份,石膏19份,三乙醇胺5份,生石灰8份;

其中,粗骨料为刚玉粗骨料,其中值粒径D50为120目;细骨料为石英砂细骨料,其中值粒径为D50为175目;粉料为粉煤灰,其中值粒径为D50为260目,粉煤灰中二氧化硅的含量为60wt%,氧化铝的含量为35wt%;碳化硅微粉的粒径为1200目,其中值粒径D50为1160目。

铁沟浇铸用不定形耐火材料可通过以下步骤制得:

a)预混:将粗骨料、细骨料、粉料和碳化硅微粉球磨干混后在700℃下煅烧60分钟,煅烧完成后加入铝酸钙水泥以1400rpm转速球磨粉碎20分钟,制得预混料;

b)添加剂配混:将鳞片石墨、石膏和生石灰在500rpm在转速下干混30分钟,制得混合添加剂

c)混料:将预混料、混合添加剂、酚醛树脂和三乙醇胺混合并球磨混料,球磨转速为1600rpm,球磨混料时间为2小时,完成后制得铁沟浇铸用不定形耐火材料。

实施例3

一种铁沟浇铸用不定形耐火材料,由以下重量份原料制成:

粗骨料120份,细骨料45份,粉料130份,碳化硅微粉20份,铝酸钙水泥25份,酚醛树脂9份,鳞片石墨12份,石膏14份,三乙醇胺4份,生石灰7份;

其中,粗骨料为刚玉粗骨料,其中值粒径D50为110目;细骨料为石英砂细骨料,其中值粒径为D50为160目;粉料为粉煤灰,其中值粒径为D50为240目,粉煤灰中二氧化硅的含量为55wt%,氧化铝的含量为30wt%;碳化硅微粉的粒径为1000目,其中值粒径D50为1100目。

铁沟浇铸用不定形耐火材料可通过以下步骤制得:

a)预混:将粗骨料、细骨料、粉料和碳化硅微粉球磨干混后在700℃下煅烧60分钟,煅烧完成后加入铝酸钙水泥以1400rpm转速球磨粉碎20分钟,制得预混料;

b)添加剂配混:将鳞片石墨、石膏和生石灰在500rpm在转速下干混30分钟,制得混合添加剂

c)混料:将预混料、混合添加剂、酚醛树脂和三乙醇胺混合并球磨混料,球磨转速为1600rpm,球磨混料时间为2小时,完成后制得铁沟浇铸用不定形耐火材料。

实施例4

一种铁沟浇铸用不定形耐火材料,由以下重量份原料制成:

粗骨料120份,细骨料40份,粉料120份,碳化硅微粉15份,铝酸钙水泥27份,酚醛树脂9份,鳞片石墨15份,石膏19份,三乙醇胺5份,生石灰8份;

其中,粗骨料为刚玉粗骨料,其中值粒径D50为120目;细骨料为石英砂细骨料,其中值粒径为D50为160目;粉料为粉煤灰,其中值粒径为D50为240目,粉煤灰中二氧化硅的含量为55wt%,氧化铝的含量为25wt%;碳化硅微粉的粒径为1200目,其中值粒径D50为1100目。

铁沟浇铸用不定形耐火材料可通过以下步骤制得:

a)预混:将粗骨料、细骨料、粉料和碳化硅微粉球磨干混后在700℃下煅烧60分钟,煅烧完成后加入铝酸钙水泥以1400rpm转速球磨粉碎20分钟,制得预混料;

b)添加剂配混:将鳞片石墨、石膏和生石灰在500rpm在转速下干混30分钟,制得混合添加剂

c)混料:将预混料、混合添加剂、酚醛树脂和三乙醇胺混合并球磨混料,球磨转速为1600rpm,球磨混料时间为2小时,完成后制得铁沟浇铸用不定形耐火材料。

实施例5

一种铁沟浇铸用不定形耐火材料,由以下重量份原料制成:

粗骨料120份,细骨料50份,粉料140份,碳化硅微粉20份,铝酸钙水泥27份,酚醛树脂5份,鳞片石墨10份,石膏13份,三乙醇胺3份,生石灰6份;

其中,粗骨料为刚玉粗骨料,其中值粒径D50为100目;细骨料为石英砂细骨料,其中值粒径为D50为150目;粉料为粉煤灰,其中值粒径为D50为220目,粉煤灰中二氧化硅的含量为60wt%,氧化铝的含量为30wt%;碳化硅微粉的粒径为1000目,其中值粒径D50为1100目。

铁沟浇铸用不定形耐火材料可通过以下步骤制得:

a)预混:将粗骨料、细骨料、粉料和碳化硅微粉球磨干混后在700℃下煅烧60分钟,煅烧完成后加入铝酸钙水泥以1400rpm转速球磨粉碎20分钟,制得预混料;

b)添加剂配混:将鳞片石墨、石膏和生石灰在500rpm在转速下干混30分钟,制得混合添加剂

c)混料:将预混料、混合添加剂、酚醛树脂和三乙醇胺混合并球磨混料,球磨转速为1600rpm,球磨混料时间为2小时,完成后制得铁沟浇铸用不定形耐火材料。

性能测试:

1.耐火度测试:

耐火度测试采用GB/T 7322-2007记载的耐火材料耐火度试验方法;

测试结果显示,上述5个实施例制得耐火材料的耐火度为1750~1850℃;

2.抗渣性测试:

抗渣性测试采用GB/T8931-2007记载的静态坩埚法进行抗渣性测试;

具体如下:按外直径65mm、高65mm,中间空腔直径42mm、高度35mm制备坩埚状试样,炉渣采用高炉钢渣/铁渣,保温时间为1600℃,保温时间3小时,进行测试,并以侵蚀面积百分率和渗透面积百分率表征抗渣性能;

测试结果显示,上述5个实施例制得耐火材料浇铸而得的试样的侵蚀面积百分率介于4~7%之间,渗透面积百分率介于10~13%之间,优于现有技术中的铁沟浇铸料;

3.强度测试:

浇铸后进行强度测试,结果显示上述5个实施例制得的不定形耐火材料在浇铸后的48小时强度已达要求强度的60%,64小时强度已达要求强度的80%以上。

应当理解的是,对于本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

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