一种均化刚玉耐火浇注料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高温耐火材料技术领域，特别涉及一种均化刚玉耐火浇注料及其制备 方法。尤其涉及一种制备高炉主铁沟用均化刚玉-碳化硅-碳质浇注料及其制备方法。本 发明采用结构均一、主晶相为刚玉、纯度和性价比高的人工合成均化刚玉替代电熔棕刚玉 或者烧结板状刚玉为骨料，制造出产品质量稳定的均化刚玉-碳化硅-碳质浇注料。
【背景技术】
[0002] 目前高炉炼铁系统耐火材料主要是用氧化铝、铝碳化硅（碳）质耐火材料，主要是 以高铝矾土、氧化铝粉为主要原料经过烧结或熔炼制备的电熔白刚玉、电熔棕刚玉、烧结板 状刚玉为主，氧化铝、铝碳化硅（碳）质耐火材料需求量占耐火材料总量较大。随着原料成 本上涨和吨铁成本下降压力，A1203多98%的电熔白刚玉和烧结板状刚玉，在高炉炼铁系统 系统耐材中没有竞争优势，而A1203多94%的棕刚玉虽然氧化铝含量相对较低，但是因为性 价比原因，其市场需求较大，大量应用于高炉出铁沟、高炉陶瓷杯、混铁炉等关键部位，例如 目前大部分铁沟浇注料采用电熔棕刚玉为骨料。棕刚玉原料是由高品位铝矾土经电熔工艺 生产所得，其工艺是典型的高能耗产业，随着国家对环境、高能耗治理力度的加大，电熔棕 刚玉原料供应市场逐渐严峻。
[0003] 均质料结构、性能和质量较天然矾土原料稳定、均一。目前国内关于人工合成均化 料的运用已经展开，但主要是采用A1203含量70%~90%的均化料替代传统的烧结矾土熟 料运用在水泥窑和电力等使用温度较低的场合，如CN102850063A公开了一种以均化料为 骨料，以纯铝酸钙水泥为结合剂，主要材质为铝-碳化硅质的干法水泥窑窑口用浇注料，但 由于冶金行业高炉主铁沟耐侵蚀和冲刷性能要求高，使用普通均化料难以满足现场使用。
[0004] 人工合成均化刚玉是对现有矾土天然原料通过先进的均化工艺和高温煅烧制度 生产所得，具有结构均一、质量稳定的特点，属于市售的产品。与棕刚玉相比，人工合成均化 刚玉原料成本便宜，结构稳定，而且节能环保，市场前景广阔，关于人工合成均化刚玉的应 用研宄较少，更没有采用人工合成均化刚玉研制高炉出铁沟浇注料的相关报道。
【发明内容】
[0005] 本发明目的在于提供一种均化刚玉耐火浇注料及其制备方法，解决了原使用原料 高电耗高成本的问题。提高了耐火浇注料质量，降低了现场吨铁消耗。
[0006] -种均化刚玉耐火饶注料，包括的原料组分如下：5mm<粒径< 8mm的均化刚玉 15wt%~25wt%，3mm<粒径< 5mm的均化刚玉10wt%~20wt%，1mm<粒径< 3mm的均 化刚玉l〇wt%~20wt%，0. 088mm<粒径< 1mm的均化刚玉 10wt%~15wt%，< 0? 088mm 的均化刚玉5wt%~10wt%，97碳化娃10wt%~20wt%，纯错酸妈水泥2wt%~5wt%，氧 化错微粉〇wt%~10wt%，娃微粉lwt%~3wt%，复合碳素材料2wt%~3wt%，防氧化剂 2wt%~3wt% ;另加入外加剂0?lwt%~0? 3wt%。
[0007] 均化刚玉为人工合成的，化学成分要求A1203彡94wt%，Fe203彡0. 5wt% ;体积密 度在彡3. 45g?cnT3,吸水率< 1% ;主晶相为刚玉相。
[0008] 复合碳素材料为鳞片石墨、土状石墨和球状沥青中的一种或者多种。
[0009] 防氧化剂为金属铝粉。
[0010] 外加剂为防爆纤维、金属铝粉、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠中的一种或多种。
[0011] 一种均化刚玉耐火浇注料的制备方法，具体步骤及参数如下：
[0012] 1、将5mm<粒径< 8mm的均化刚玉15wt%~25wt%，3mm<粒径< 5mm的均化刚 玉 10wt% ~20wt%，1mm<粒径< 3mm的均化刚玉 10wt% ~20wt%，0? 088mm<粒径< 1mm 的均化刚玉l〇wt%~15wt%，< 0? 088mm的均化刚玉5wt%~10wt%，混合均勾。
[0013] 其化学成分要求A1203彡94wt%，Fe203彡0? 5wt% ;体积密度在彡3. 45g?cnT3,吸 水率< 1% ;主晶相为刚玉相。
[0014] 2、依次加入97碳化硅10wt%~20wt%，纯铝酸钙水泥2wt%~5wt%，氧化铝微 粉Owt%~10wt%，娃微粉lwt%~3wt%，复合碳素材料2wt%~3wt%，防氧化剂2wt%~ 3wt% 〇
[0015] 其中复合碳素材料为鳞片石墨、土状石墨和球状沥青中的一种或者多种，而防氧 化剂为金属铝粉。
[0016] 3、再加入上述成分0.lwt%~0. 3wt%的外加剂，混合均勾后，装袋即可。
[0017] 97碳化硅、纯铝酸钙水泥、氧化铝微粉、硅微粉、防氧化剂、外加剂的粒径控制在 0. 088mm以下；
[0018] 复合碳素材料的粒径控制在0. 088mm~1mm之间。
[0019] 高炉主铁沟用均化刚玉-碳化硅-碳质浇注料在高炉出铁场主铁沟上的用途，将 高炉主铁沟用均化刚玉-碳化娃-碳质饶注料倒入搅拌机，加入4wt%~6wt%的水搅拌混 合均匀，得到的搅拌均匀的浆料，经浇注成型、振动成型、烘干即可。
[0020] 本发明的优点在于：该材料在现场采用浇筑施工，抗侵蚀、耐冲刷、热震性能好。可 广泛应用于高炉出铁场主铁沟等对渣侵蚀、物料冲刷和要求热震性能的部位。经现场试用， 本发明采用结构均一、性能稳定的人工合成均化刚玉原料替代高能耗棕刚玉原料，可有效 延长出铁场主沟浇注料的使用寿命，降低了吨铁成本，具有广阔的市场前景。
【具体实施方式】
[0021]
【主权项】
1. 一种均化刚玉耐火饶注料，其特征在于，包括的原料组分如下：5mm<粒径< 8mm的 均化刚玉15wt%~25wt%，3謹 <粒径< 5謹的均化刚玉IOwt%~20wt%，1謹 <粒径 < 3mm的均化刚玉1〇￥1:%~2〇￥1:%，0. 088mm<粒径<Imm的均化刚玉1〇￥1:%~15￥1:%， 彡0? 088mm的均化刚玉5wt%~IOwt%，97碳化硅IOwt%~20wt%，纯铝酸钙水泥2wt%~ 5wt%，氧化错微粉Owt%~10wt%，娃微粉Iwt%~3wt%，复合碳素材料2wt%~3wt%， 防氧化剂2界1:%~3￥1:%;另加入外加剂0.1￥1:%~0.3￥1:%。
2. 根据权利要求1所述的浇注料，其特征在于，所述的均化刚玉为人工合成的，化学成 分要求Al2O3彡94wt%，Fe2O3彡0? 5wt% ;体积密度在彡3. 45g?cnT3,吸水率彡1% ;主晶 相为刚玉相。
3. 根据权利要求1所述的浇注料，其特征在于，所述的复合碳素材料为鳞片石墨、土状 石墨和球状沥青中的一种或者多种。
4. 根据权利要求1所述的浇注料，其特征在于，所述的防氧化剂为金属铝粉。
5. 根据权利要求1所述的浇注料，其特征在于，所述的外加剂为防爆纤维、金属铝粉、 三聚磷酸钠和六偏磷酸钠中的一种或多种。
6. -种权利要求1所述浇注料的制备方法，其特征在于，具体步骤及参数如下： 1) 将5mm<粒径< 8mm的均化刚玉15wt%~25wt%，3mm<粒径< 5mm的均化刚玉 10wt%~20wt%，Imm<粒径< 3mm的均化刚玉1〇￥1:%~2〇￥1:%，0. 088mm<粒径<Imm的 均化刚玉10wt%~15wt%，< 0? 088mm的均化刚玉5wt%~10wt%，混合均勾； 2) 依次加入97碳化硅IOwt%~20wt%，纯铝酸钙水泥2wt%~5wt%，氧化铝微粉 0界1：%~1〇￥1：%，娃微粉1￥1：%~3￥1：%，复合碳素材料2￥1：%~3￥1：%，防氧化剂2￥1：%~ 3wt% ； 3) 再加入上述成分0.lwt%~0. 3wt%的外加齐lj，混合均勾后，装袋即可。
7. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述的97碳化硅、纯铝酸 钙水泥、氧化铝微粉、硅微粉、防氧化剂和步骤3)中所述的外加剂的粒径都在0. 088_以 下。
8. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述的复合碳素材料的粒 径在〇? 088mm~1謹之间。
【专利摘要】一种均化刚玉耐火浇注料及其制备方法，属于高温耐火材料技术领域。包括的原料组分按质量百分比如下：5mm＜粒径≤8mm的均化刚玉15％～25％，3mm＜粒径≤5mm的均化刚玉10％～20％，1mm＜粒径≤3mm的均化刚玉10％～20％，0.088mm＜粒径≤1mm的均化刚玉10％～15％，≤0.088mm的均化刚玉5％～10％，97碳化硅10％～20％，纯铝酸钙水泥2％～5％，氧化铝微粉0％～10％，硅微粉1％～3％，复合碳素材料2％～3％，防氧化剂2％～3％；另加入外加剂0.1wt％～0.3wt％。优点在于，可有效延长出铁场主沟浇注料的使用寿命，降低了吨铁成本。
【IPC分类】C04B35-622, C04B35-66
【公开号】CN104761268
【申请号】CN201510121809
【发明人】赵春燕, 王安杰, 占华生, 陈茂峰, 安建成, 陈庆帅, 辛健, 张海波, 李燕京
【申请人】通达耐火技术股份有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月19日