一种大型高炉倾注沟用耐火浇注料的制作方法

1.本发明涉及耐火材料技术领域，尤其涉及一种大型高炉倾注沟用耐火浇注料。


背景技术：

2.高炉出铁沟是引出高温铁水和熔渣的通道，是高炉生产不可缺少的重要组成部分。铁沟浇注料是高炉出铁沟使用的一种重要的不定型耐火材料。随着对大高炉铁沟浇注料的深入研究，又将铁沟浇注料细分为主沟铁线料、主沟渣线料、铁沟料、渣沟料、倾注沟、修补料、喷补料等不同部位、不同用途的浇注料。这些使用部位所使用的浇注料基本都是al2o
3-sic-c质料，仅在于al2o3的具体等级原料不同，以及sic的加入量存在区别。在生产过程中，大高炉倾注沟经常要遭受间歇出铁时剧烈的热震破坏作用，倾注沟短时间内温度变化较大，因此，大高炉中倾注沟要求其具有优异的热震稳定性和耐冲刷稳定性，而现有浇注料性能还有待提高。


技术实现要素：

3.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种大型高炉倾注沟用耐火浇注料，具有很好的热震稳定性和耐冲刷稳定性。
4.本发明提出的一种大型高炉倾注沟用耐火浇注料，包括以下质量份的原料：刚玉骨料65-72份、碳化硅粉10-15份、锆掺杂镁铝尖晶石粉7-12份、金属硅粉1-2份、聚丙烯纤维0.01-0.03份、纯铝酸钙水泥2-4份、石墨1-3份、结合粘土3-5份、减水剂0.2-0.5份、分散剂0.2-0.5份。
5.优选地，所述锆掺杂镁铝尖晶石粉的制备如下：将六水合硝酸铝、六水合硝酸镁、五水合硝酸锆溶于去离子水，得到混合液；快速搅拌下缓慢滴加氨水溶液，调节ph至11-12，加热搅拌反应，过滤，洗涤，然后浸入到羧甲基纤维素钠水溶液中，搅拌反应，过滤，干燥，焙烧，即得锆掺杂镁铝尖晶石。
6.优选地，混合液的浓度为0.3-0.5mol/l，其中，n
mg2+
：n
al3+
：n
zr4+
＝1：2.7-3.2：0.04-0.08。
7.优选地，快速搅拌下缓慢滴加氨水溶液，调节ph至11-12，于60-70℃下搅拌反应30-40min。
8.优选地，浸入到4-7wt％的羧甲基纤维素钠水溶液中，搅拌反应20-30min。
9.优选地，于800-900℃下焙烧0.5-2h。
10.优选地，所述刚玉骨料包括致密电熔刚玉和棕刚玉，其比例为1：1-1.5；其中，致密电容刚玉中，粒径7-10mm、5-7mm、1-4mm和≤0.5mm的质量比为2：2：2：4；棕刚玉中，粒径5-8mm、3-5mm、1-3mm的质量比为1：2：3。
11.优选地，所述碳化硅份的粒径≤0.088mm，金属硅粉≤6μm。
12.上述大型高炉倾注沟用耐火浇注料的制备，是将各原料混合均匀即可。浇注时，加入耐火浇注料质量5％的水搅拌混合，即可施工。
13.有益效果：本发明通过合理配比al2o
3-sic-c质料中刚玉、碳化硅及碳质原料的原料用量及颗粒级配，赋予材料良好的抗侵蚀、耐冲刷和抗渣性能；加入的低热膨胀系数的锆掺杂镁铝尖晶石粉能够有效提高浇注料的耐冲刷能力和热震稳定性，其制备是以尿素为沉淀剂，采用共沉淀法合成镁铝尖晶石的同时还加入了锆源，经焙烧后二氧化锆掺杂在尖晶石相中；此外，尖晶石合成过程中加入的羧甲基纤维素钠能够改善干燥及煅烧过程中颗粒之间的硬团聚，于较低温下煅烧，尖晶石中的二氧化锆具有较好的活性。相较于将二氧化锆直接添加到浇注料中，采用共沉淀掺杂的抗热震性能更好，这可能是因为将二氧化锆直接添加到浇注料中形成致密的浇注材料，其抗热震性有限，而通过掺杂将其固定在尖晶石相中，在浇注料中更易于参与固相反应起到强化作用。
14.本发明的耐火浇注料具有优异的抗侵蚀、耐冲刷及抗渣性能，此外还具有较好的抗剥落性能，能够满足出铁沟多部位的要求，用于大高炉中倾注沟有很好的热震稳定性和耐冲刷稳定性。
具体实施方式
15.下述实施例中，致密电容刚玉中，粒径7-10mm、5-7mm、1-4mm和≤0.5mm的质量比为2：2：2：4；棕刚玉中，粒径5-8mm、3-5mm、1-3mm的质量比为1：2：3；碳化硅份的粒径≤0.088mm，金属硅粉≤6μm。
16.减水剂为萘磺酸盐减水剂，分散剂为聚羧酸盐分散剂。
17.下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
18.实施例1
19.本发明提出的一种大型高炉倾注沟用耐火浇注料，包括以下质量份的原料：致密电熔刚玉骨料30份、棕刚玉骨料38份、碳化硅粉12份、锆掺杂镁铝尖晶石粉10份、金属硅粉2份、聚丙烯纤维0.02份、纯铝酸钙水泥3.5份、石墨2份、结合粘土4份、减水剂0.3份、分散剂0.3份；
20.其中，锆掺杂镁铝尖晶石粉的制备如下：将六水合硝酸铝、六水合硝酸镁、五水合硝酸锆溶于去离子水，得到浓度为0.5mol/l的混合液，控制溶液中n
mg2+
：n
al3+
：n
zr4+
＝1：3：0.06；快速搅拌下缓慢滴加氨水溶液，调节ph至11.5，于65℃下搅拌反应30min，过滤，洗涤，然后浸入到5wt％的羧甲基纤维素钠水溶液中，搅拌反应20min，过滤，于85℃下干燥，800℃下焙烧1h，即得锆掺杂镁铝尖晶石。
21.上述大型高炉倾注沟用耐火浇注料的制备，是将各原料混合均匀即可。浇注时，加入耐火浇注料质量5％的水搅拌混合，即可施工。
22.实施例2
23.本发明提出的一种大型高炉倾注沟用耐火浇注料，包括以下质量份的原料：致密电熔刚玉骨料32份、棕刚玉骨料33、碳化硅粉10份、锆掺杂镁铝尖晶石粉12份、金属硅粉1.5份、聚丙烯纤维0.01份、纯铝酸钙水泥2份、石墨3份、结合粘土5份、减水剂0.2份、分散剂0.2份；
24.其中，锆掺杂镁铝尖晶石粉的制备如下：将六水合硝酸铝、六水合硝酸镁、五水合硝酸锆溶于去离子水，得到浓度为0.3mol/l的混合液，控制溶液中n
mg2+
：n
al3+
：n
zr4+
＝1：2.7：0.04；快速搅拌下缓慢滴加氨水溶液，调节ph至11，于60℃下搅拌反应30min，过滤，洗涤，然
后浸入到4wt％的羧甲基纤维素钠水溶液中，搅拌反应20min，过滤，于80℃下干燥，800℃下焙烧0.5h，即得锆掺杂镁铝尖晶石。
25.上述大型高炉倾注沟用耐火浇注料的制备，是将各原料混合均匀即可。浇注时，加入耐火浇注料质量5％的水搅拌混合，即可施工。
26.实施例3
27.本发明提出的一种大型高炉倾注沟用耐火浇注料，包括以下质量份的原料：致密电熔刚玉骨料30份、棕刚玉骨料42份、碳化硅粉15份、锆掺杂镁铝尖晶石粉7份、金属硅粉1份、聚丙烯纤维0.03份、纯铝酸钙水泥4份、石墨1份、结合粘土3份、减水剂0.5份、分散剂0.5份；
28.其中，锆掺杂镁铝尖晶石粉的制备如下：将六水合硝酸铝、六水合硝酸镁、五水合硝酸锆溶于去离子水，得到浓度为0.5mol/l的混合液，控制溶液中n
mg2+
：n
al3+
：n
zr4+
＝1：3.2：0.08；快速搅拌下缓慢滴加氨水溶液，调节ph至12，于70℃下搅拌反应40min，过滤，洗涤，然后浸入到7wt％的羧甲基纤维素钠水溶液中，搅拌反应30min，过滤，于90℃下干燥，900℃下焙烧2h，即得锆掺杂镁铝尖晶石。
29.上述大型高炉倾注沟用耐火浇注料的制备，是将各原料混合均匀即可。浇注时，加入耐火浇注料质量5％的水搅拌混合，即可施工。
30.对比例
31.与实施例1相比，区别仅在于：1.采用镁铝尖晶石粉替代锆掺杂镁铝尖晶石粉，镁铝尖晶石粉的制备与实施例1相比仅在于制备过程中未加入五水合硝酸锆；2.耐火浇注料的原料中还加入了与实施例1中使用的zr
4+
等摩尔量的二氧化锆粉。
32.对本发明实施例1-3和对比例中的耐火浇注料的性能进行测试，测试结果见表1。
33.测试标准：耐压强度参照gb/t 5072-2008，抗折强度参照gb/t 3001-2007，线变化率参照gb/t 5988-2007。
34.表1实施例1-3和对比例中耐火浇注料的性能数据
[0035][0036]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。