本发明属于冶金材料技术领域，具体涉及一种转炉副枪用耐火浇注料及其制备方法。
背景技术：
随着钢铁冶金技术的不断发展，钢铁行业自动化、智能化的程度不断提高，转炉副枪系统得到推广和普及。转炉副枪系统通过副枪进入高温熔池内部，探测转炉内部信息变化。目前转炉副枪系统所采用的副枪枪体采用循环冷却水结构来保证枪体内部电缆不受高温破坏，但循环冷却水系统运行成本高、占用空间大且存在较大安全隐患(渗水或漏水后会发生重大安全事故)，目前科研技术人员已经开始研究无循环冷却水结构副枪枪体来代替目前的转炉副枪枪体。
由于转炉副枪枪体在每次测量时都需要进入高温的转炉内部，会受到强力的辐射热和飞溅的熔融物，所以无水结构副枪枪体最外层使用耐火材料最合适。且该材料应具有优异的抗热震性能和一定的抗渣侵蚀性能。
cn201910988861.8公开了一种焦炉加煤口整体座砖用浇注料及其制备和使用方法，以莫来石、堇青石、氧化铀、氮化硼为主要原料，以磷酸盐、硅微粉为结合剂，以此料用于焦炉加煤口座砖。但是其采用磷酸盐结合的材料的高温力学性能较差，1000℃耐压强度仅为30mp左右，且热震稳定性一般，1000℃水冷条件下只能进行13次左右试验。
cn201110319704.1公开了一种浇注成型堇青石-莫来石耐火材料及其生产工艺，以莫洛凯特、堇青石、莫来石、镁砂为主要原料，氧化铝、高岭土微粉为结合剂，以此料制得高温力学性能优异的耐火材料产品。但是其抗热震性能并未给出详细性能参数。
cn201811258468.5公开了一种高纯度堇青石结合莫来石的材料及其制备方法，以莫尔柯、合成堇青石为主要原料，复合型有机添加剂来制备高纯度堇青石结合莫来石材料。该材料高温抗折强度高、热膨胀率低，但其抗热震性能一般，对其使用寿命影响较大。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种转炉副枪用耐火浇注料及其制备方法，用该方法制备的耐火浇注料常温力学性能好，抗热震性能优异，抗渣侵蚀性能好。
为实现上述目的，采用的技术方案如下：
一种转炉副枪用耐火浇注料，其组成按质量百分数计如下：
莫来石颗粒50～55wt％；
堇青石颗粒17～22wt％；
莫来石细粉17～22wt％；
铝酸钙水泥3～7wt％；
单质si粉1～3wt％；
α-al2o3微粉7～10wt％；
外加占上述组成4.5～5.5wt％的水。
按上述方案，所述莫来石颗粒为烧结莫来石，粒度为5～1mm；主要化学成分包含65～70wt％al2o3、25～30wt％sio2；密度为2.80～2.95g/cm3。
按上述方案，所述莫来石细粉为烧结莫来石，粒度≤0.076mm；主要化学成分包含65～70wt％al2o3、25～30wt％sio2；密度为2.80～2.95g/cm3。
按上述方案，所述堇青石颗粒粒度为3～1mm；化学成分包含30～35wt％al2o3、40～45wt％sio2、10～15wt％mgo；颗粒的密度为2.60～2.75g/cm3。
按上述方案，所述铝酸钙水泥为ca80水泥；化学成分包含75～80wt％al2o3、18～22wt％cao。
按上述方案，所述单质si粉粒度≤0.044mm；si含量≥98wt％。
按上述方案，所述α-al2o3微粉的粒度≤0.044mm；al2o3含量≥98wt％。
上述转炉副枪用耐火浇注料的制备方法，包括以下步骤：
以莫来石颗粒和堇青石颗粒的混合为骨料；以莫来石细粉、铝酸钙水泥、单质si粉和α-al2o3微粉混匀作为基质料；
将所述骨料加入混匀的基质料中，混合均匀，得到混合料；
向所述混合料中加入水，搅拌均匀即得转炉副枪用耐火浇注料。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：
以烧结莫来石和堇青石为主要原料，采用铝酸钙水泥作为材料结合剂，来源广泛、无需特殊处理技术、工艺简单；同时采用铝酸钙水泥结合，流动性好，施工方便。
以烧结莫来石和堇青石颗粒作为骨料，由于烧结莫来石和堇青石的抗热震性能好，因此所制备的耐火浇注料具有优良的抗热震性能。
利用单质si粉具有的高活性，在高温下被氧化成sio2，反应生成的sio2与基质中α-al2o3微粉反应原位生成莫来石，进而提高压注料的抗热震性能。
本发明制备的转炉副枪用耐火浇注料经测定体积密度为2.93～3.15g/cm3；显气孔率为14～17％；抗折强度为8.5～10.2mpa；耐压强度为61.45～70.36mpa；1000℃水冷3次热震抗折强度保持率为65％～70％；1550℃静态坩埚法抗渣实验侵蚀指数为15.4％～20.1％。
同时本发明具有成本低廉、工艺简单的特点；所制备的转炉副枪用耐火浇注料体积密度大、常温强度高、抗热震性能优异和抗渣侵蚀性能好。
具体实施方式
以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。
为避免重复，先将本具体实施方式所涉及的物料统一描述如下，实施例中不再赘述：
所述莫来石颗粒粒度为5～1mm，所述莫来石为烧结莫来石；所述莫来石的主要化学成分是：al2o3含量为65～70wt％，sio2的含量为25～30wt％；所述莫来石颗粒的密度为2.80～2.95g/cm3。
所述莫来石细粉粒度≤0.076mm，所述莫来石为烧结莫来石；所述莫来石的主要化学成分是：al2o3含量为65～70wt％，sio2的含量为25～30wt％；所述莫来石颗粒的密度为2.80～2.95g/cm3。
所述堇青石颗粒粒度为3～1mm；所述堇青石颗粒的化学成分是：al2o3含量为30～35wt％，sio2的含量为40～45wt％，mgo的含量为10～15wt％；所述堇青石颗粒的密度为2.60～2.75g/cm3。
所述铝酸钙水泥为ca80水泥；所述铝酸钙水泥的主要化学成分是：al2o3含量为75～80wt％，cao的含量为18～22wt％
所述单质si粉粒度≤0.044mm；所述单质si粉的si含量≥98wt％。
所述α-al2o3微粉的粒度≤0.044mm；所述α-al2o3微粉的al2o3含量≥98wt％。
实施例1
以50～52wt％的莫来石颗粒和20～22wt％的堇青石颗粒为骨料，以15～20wt％的莫来石细粉、3.5～7wt％铝酸钙水泥、1～3wt％单质si粉和7～9wt％的α-al2o3微粉为基质料；先将所述基质料混匀，再将所述骨料加入混匀的基质料中，混合均匀，得到混合料；然后向所述混合料中加入占所述混合料4.5～5.3wt％的水，搅拌4～5分钟，制得转炉副枪用耐火浇注料。
本实施例制备的转炉副枪用耐火浇注料经检测：体积密度为2.93～3.08g/cm3；显气孔率为14.5～16.7％；抗折强度为8.5～9.9mpa；耐压强度为61.45～69.32mpa；1000℃水冷3次热震抗折强度保持率为66％～70％；1550℃静态坩埚法抗渣实验侵蚀指数为15.4％～19.7％。
实施例2
以51～53wt％的莫来石颗粒和20～22wt％的堇青石颗粒为骨料，以15～19wt％的莫来石细粉、3.5～7wt％铝酸钙水泥、1～3wt％单质si粉和7～9wt％的α-al2o3微粉为基质料；先将所述基质料混匀，再将所述骨料加入混匀的基质料中，混合均匀，得到混合料；然后向所述混合料中加入占所述混合料4.5～5.5wt％的水，搅拌4～5分钟，制得转炉副枪用耐火浇注料。
本实施例制备的转炉副枪用耐火浇注料经检测：体积密度为2.97～3.10g/cm3；显气孔率为14.5～16.0％；抗折强度为8.8～9.9mpa；耐压强度为65.45～69.32mpa；1000℃水冷3次热震抗折强度保持率为66％～70％；1550℃静态坩埚法抗渣实验侵蚀指数为15.4％～18.5％。
实施例3
以52～54wt％的莫来石颗粒和20～22wt％的堇青石颗粒为骨料，以14～19wt％的莫来石细粉、4～7wt％铝酸钙水泥、2～3wt％单质si粉和7～10wt％的α-al2o3微粉为基质料；先将所述基质料混匀，再将所述骨料加入混匀的基质料中，混合均匀，得到混合料；然后向所述混合料中加入占所述混合料5～5.5wt％的水，搅拌4～5分钟，制得转炉副枪用耐火浇注料。
本实施例制备的转炉副枪用耐火浇注料经检测：体积密度为3.00～3.15g/cm3；显气孔率为15.0～17.0％；抗折强度为9.8～10.2mpa；耐压强度为67.45～70.32mpa；1000℃水冷3次热震抗折强度保持率为67％～70％；1550℃静态坩埚法抗渣实验侵蚀指数为15.4％～19.5％。
实施例4
以53～55wt％的莫来石颗粒和21～22wt％的堇青石颗粒为骨料，以15～20wt％的莫来石细粉、4～6.5wt％铝酸钙水泥、1～3wt％单质si粉和7～10wt％的α-al2o3微粉为基质料；先将所述基质料混匀，再将所述骨料加入混匀的基质料中，混合均匀，得到混合料；然后向所述混合料中加入占所述混合料5～5.5wt％的水，搅拌4～5分钟，制得转炉副枪用耐火浇注料。
本实施例制备的转炉副枪用耐火浇注料经检测：体积密度为2.97～3.15g/cm3；显气孔率为15.0～16.5％；抗折强度为8.7～9.8mpa；耐压强度为63.27～69.68mpa；1000℃水冷3次热震抗折强度保持率为65％～68％；1550℃静态坩埚法抗渣实验侵蚀指数为17.6％～20.0％。
实施例5
以50wt％的莫来石颗粒和20wt％的堇青石颗粒为骨料，以15wt％的莫来石细粉、6wt％铝酸钙水泥、1wt％单质si粉和8wt％的α-al2o3微粉为基质料；先将所述基质料混匀，再将所述骨料加入混匀的基质料中，混合均匀，得到混合料；然后向所述混合料中加入占所述混合料5wt％的水，搅拌5分钟，制得转炉副枪用耐火浇注料。
本实施例制备的转炉副枪用耐火浇注料经检测：体积密度为2.98g/cm3；显气孔率为15.5％；抗折强度为9.2mpa；耐压强度为65.43mpa；1000℃水冷3次热震抗折强度保持率为68％；1550℃静态坩埚法抗渣实验侵蚀指数为17.34％。
实施例6
以53wt％的莫来石颗粒和20wt％的堇青石颗粒为骨料，以14wt％的莫来石细粉、3wt％铝酸钙水泥、2wt％单质si粉和8wt％的α-al2o3微粉为基质料；先将所述基质料混匀，再将所述骨料加入混匀的基质料中，混合均匀，得到混合料；然后向所述混合料中加入占所述混合料5.5wt％的水，搅拌5分钟，制得转炉副枪用耐火浇注料。
本实施例制备的转炉副枪用耐火浇注料经检测：体积密度为3.14g/cm3；显气孔率为16.5％；抗折强度为10.1mpa；耐压强度为70.13mpa；1000℃水冷3次热震抗折强度保持率为69％；1550℃静态坩埚法抗渣实验侵蚀指数为18.9％。
最后应说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。