1.本发明涉及一种炼钢部件用浇注料及制备方法，具体属于一种用于钢包盖的高抗热震性能的轻质浇注料及制备方法。
背景技术：
2.钢包或铁水包是钢水在炼钢工序之间的传递的重要工具，传递过程中钢水表面对外部辐射散热存在较大的热损失，如在钢水传递过程中给钢包或铁水包加盖，能大大减少炽热的钢水表面直接散热损失，从而明显减少钢包在钢水传搁过程中的蓄热损失，钢水温降可减少15～20℃。而钢包盖的保温性能和寿命是两个比较关键的指标，钢包盖保温性能好能更有效减少钢水传搁过程的热损失，减少钢水温降，从而降低生产成本，钢包盖的寿命提高则能提升钢包盖及钢包的周转率。
3.钢包盖频繁的加盖、揭盖操作以及钢水温度场形成的热应力，需要包盖耐火材料具备一定的强度，此外，钢包盖在加盖、揭盖过程中有较大的温差，这需要钢包盖耐火材料有较好的抗热震性能。目前钢包盖应用的耐火材料分为两种，即：一种是普通高铝浇注料，具有较好的强度和抗热震性能，使用寿命高，但是导热系数高，保温性能差，在钢水传搁过程中热量辐射损失大，另一种是轻质保温浇注料，其导热系数低，保温性能好，但相对的强度和抗热震性能低，使用寿命远低于前一种。
4.经检索：
5.中国专利公开号为cn 10920582 a的文献，公开了《一种钢包保温浇注料及其应用》，其采用莫来石、焦宝石、红柱石做骨料，黏土粉、菱镁矿细粉、氧化铝微粉、硅微粉做基质，开发了适用于钢包保温的浇注料，可用于钢包永久层、炉衬和包盖，但其不是轻质浇注料，虽有一定的抗热震性，但导热系数相对较高。
6.刊登于《耐火材料》2016,50(8):291-293上的《高铝空心球轻质浇注料的硏制试验》的文献，公开了经热处理后高铝空心球的致密度、强度和物相组成，然后分别以质量分数为30％、3 5％、4 0％、4 5％的高铝空心球为骨料制备了轻质浇注料，研究了空心球加入量对轻质浇注料性能的影响。结果表明高铝空心球加入量为4 0％时，烘干及热处理后轻质浇注料试样的致密度和强度相对最佳。对比文件2主要是研究了空心球加入量对浇注料强度的影响，未涉及到浇注料抗渣性能及导热系数。
技术实现要素：
7.本发明在于克服现有技术存在的不足，提供通过采用轻质高铝多孔熟料或轻质莫来石多孔熟料作为骨料，并引入废镁尖晶石砖作为骨料，使浇注料中原位生成尖晶石，形成微裂纹从而了提高浇注料的抗热震性，有效降低导热系数，增强浇注料的常温强度的用于钢包盖的高抗热震性能的轻质浇注料及制备方法。
8.实现上述目的的措施：
9.一种用于钢包盖的高抗热震性能的轻质浇注料，其原料组成及重量百分比含量
为：粒度在0.1～8mm的高铝多孔熟料或莫来石多孔熟料：40～65％，粒度在0.1～8mm的废镁尖晶石砖：10～25％，粒度≤0.088mm的蓝晶石占1～8％，粒度≤0.088mm的黏土粉：2～10％，粒度≤0.088mm的α氧化铝粉：2～8％，铝酸钙水泥：3～7％，粒度≤0.015mm的硅微粉不超过2％，外加剂占上述原料总重量的0.1～0.7％，外加水占上述原料总重量的3～6％。
10.优选地：粒度在0.1～8mm的高铝多孔熟料或莫来石多孔熟料的重量百分比含量为48～61％。
11.优选地：粒度在0.1～8mm的废镁尖晶石砖重量百分比含量为12.5～22％。
12.优选地：外加剂占上述原料总重量的0.2～0.65％。
13.优选地：所述外加剂由胶结剂和防爆有机纤维组成；胶结剂占70～90％，其余为防爆有机纤维；
14.胶结剂为三聚磷酸钠或者六偏磷酸钠；防爆有机纤维为聚丙烯纤维或聚乙烯纤维或两者的复合。
15.其在于：粒度在0.1～8mm的废镁尖晶石砖中：3＜粒度≤8mm占20～40％；1＜粒度≤3mm占30～50％；0.1＜粒度≤1mm占20～40％。
16.一种用于钢包盖的高抗热震性能的轻质浇注料的制备方法，其步骤：
17.1)按照添加比例将：粒度在0.1～8mm的高铝多孔熟料或莫来石多孔熟料：40～65％，粒度在0.1～8mm的废镁尖晶石砖：10～25％，粒度≤0.088mm的蓝晶石占1～8％，粒度≤0.088mm的黏土粉：2～10％，粒度≤0.088mm的α氧化铝粉：2～8％，铝酸钙水泥：3～7％，粒度≤0.015mm的硅微粉不超过2％进行混合；
18.2)将外加剂：0.1～0.7％加入并搅拌均匀；
19.3)使用：
20.a、当为及时使用时，则将外加水加入并搅拌均匀后使用；
21.b、当不是及时使用时，则将步骤2)的混合料装袋备用，用时再加外加水并搅拌均匀即可。
22.本发明的浇注料中，各组分的选择和重量百分含量控制的原理在于：
23.轻质高铝多孔熟料或轻质莫来石多孔熟料内部呈多孔状或蜂窝状，堆积密度小，颗粒强度高，能有效降低浇注料的热导率，加入适量的废镁尖晶石砖，在于：
24.一是使废料资源化，变废为宝，使废镁尖晶石砖得到综合利用；
25.二是可以与氧化铝反应原位生成镁铝尖晶石，在浇注料内部形成微裂纹从而提高浇注料的抗热震性，但原位生成的尖晶石不能过多，即尖晶石总含量控制在15～20％，原位生成的占总尖晶石含量60～80％，否则会导致浇注料的强度下降；
26.三是在浇注料内形成尖晶石层，可提高浇注料的强度。
27.加入一定量的蓝晶石是在高温下莫来石化，伴随一定的体积膨胀，可以增强浇注料的热震稳定性，也能有效弥补轻质骨料在高温下的收缩，控制浇注料的线膨胀率；加入黏土粉有助于骨料和细粉均匀混合形成紧密堆积，防爆有机纤维具有利于水分排出预防材料局部爆裂作用，高温下防爆有机纤维熔化在浇注料中形成部分闭孔微裂纹，能降低浇注料的热导率。
28.实验证明，浇注料中对骨料进行粒度配级对浇注料性能有重要影响，本发明通过严格控制所述轻质高铝多孔熟料或轻质莫来石多孔熟料、废镁尖晶石砖、蓝晶石、黏土粉及
各种细粉的总重量百分比，形成连续颗粒紧密堆积，最大实现浇注料的致密化，使浇注料具备较高的常温强度、较低的热导率及较好的抗热震性能。
29.说明：本发明不仅限于用于钢包盖。
30.本发明与现有技术相比，本发明合理选用轻质骨料，另外加入废镁尖晶石砖作为骨料，有效增强了浇注料的抗热震稳定性，浇注料的热导率由不低于0.8％降低到不高于0.70％，使钢包盖增强保温性能，可使钢水温度降低2～3℃，且水冷5次后强度保持率不低于80％，钢包盖使用周期比目前的约380炉提高至不低于418炉，即提高率在10～15％。
具体实施方式
31.下面对本发明予以详细描述
32.表1为本发明各实施例中试样物理性能。
33.实施例1
34.一种用于钢包盖的高抗热震性能的轻质浇注料，其原料组成及重量百分比含量为：粒度在0.1～8mm的莫来石多孔熟料：55％，粒度在0.1～8mm的废镁尖晶石砖：25％，粒度≤0.088mm的蓝晶石占4％，粒度≤0.088mm的黏土粉：6％，粒度≤0.088mm的α氧化铝粉：4％，铝酸钙水泥：5％，粒度≤0.015mm的硅微粉1％，外加剂占上述原料总重量的0.3％，其中外加剂中：三聚磷酸钠0.2％，防爆有机纤维0.1％，外加水占上述原料总重量的4％。
35.在轻质莫来石多孔熟料的55％中，3mm＜粒度≤8mm占35％；1＜粒度≤3mm占35％；0.1＜粒度≤1mm占30％；
36.在废镁尖晶石砖的25％中，3mm＜粒度≤8mm占30％；1mm＜粒度≤3mm占30％；0.1mm＜粒度≤1mm占40％。
37.制备方法：
38.1)按照添加比例将：粒度在0.1～8mm的莫来石多孔熟料：55％，粒度在0.1～8mm的废镁尖晶石砖：25％，粒度≤0.088mm的蓝晶石占4％，粒度≤0.088mm的黏土粉：6％，粒度≤0.088mm的α氧化铝粉：4％，铝酸钙水泥：5％，粒度≤0.015mm的硅微粉1％进行混合；
39.2)将外加剂：0.3％加入并搅拌均匀；
40.3)使用：由于为及时使用，则将占上述原料总重量的4％外加水加入并搅拌均匀后使用，同时在搅拌过程中插入振动棒振动。
41.经将浇注料制成40
×
40
×
160mm的条状试样，并经成型、养护后，于110℃下保温24小时进行热处理，制备得到试样，后将试样再经1400℃下保温3小时进行热处理，检测结果见表1。
42.实施例2
43.一种用于钢包盖的高抗热震性能的轻质浇注料，其原料组成及重量百分比含量为：粒度在0.1～8mm的莫来石多孔熟料：60％，粒度在0.1～8mm的废镁尖晶石砖：20％，粒度≤0.088mm的蓝晶石占5％，粒度≤0.088mm的黏土粉：5％，粒度≤0.088mm的α氧化铝粉：3％，铝酸钙水泥：6％，粒度≤0.015mm的硅微粉1％，外加剂占上述原料总重量的0.3％，其中外加剂中：三聚磷酸钠0.2％，防爆有机纤维0.1％，外加水占上述原料总重量的6％。
44.在轻质莫来石多孔熟料的55％中，3mm＜粒度≤8mm占40％；1＜粒度≤3mm占30％；0.1＜粒度≤1mm占30％；
45.在废镁尖晶石砖的25％中，3mm＜粒度≤8mm占40％；1mm＜粒度≤3mm占30％；0.1mm＜粒度≤1mm占30％。
46.制备方法：
47.1)按照添加比例将：粒度在0.1～8mm的莫来石多孔熟料：60％，粒度在0.1～8mm的废镁尖晶石砖：20％，粒度≤0.088mm的蓝晶石占5％，粒度≤0.088mm的黏土粉：5％，粒度≤0.088mm的α氧化铝粉：3％，铝酸钙水泥：6％，粒度≤0.015mm的硅微粉1％进行混合；
48.2)将外加剂：0.3％加入并搅拌均匀；
49.3)使用：由于为及时使用，则将占上述原料总重量的6％外加水加入并搅拌均匀后使用，同时在搅拌过程中插入振动棒振动。
50.经将浇注料制成40
×
40
×
160mm的条状试样，并经成型、养护后，于110℃下保温24小时进行热处理，制备得到试样，后将试样再经1400℃下保温3小时进行热处理，检测结果见表1.
51.实施例3
52.一种用于钢包盖的高抗热震性能的轻质浇注料，其原料组成及重量百分比含量为：粒度在0.1～8mm的莫来石多孔熟料：58％，粒度在0.1～8mm的废镁尖晶石砖：18％，粒度≤0.088mm的蓝晶石占6％，粒度≤0.088mm的黏土粉：5％，粒度≤0.088mm的α氧化铝粉：5％，铝酸钙水泥：6％，粒度≤0.015mm的硅微粉2％，外加剂占上述原料总重量的0.3％，其中外加剂中：三聚磷酸钠0.2％，防爆有机纤维0.1％，外加水占上述原料总重量的5％。
53.在轻质莫来石多孔熟料的55％中，3mm＜粒度≤8mm占30％；1＜粒度≤3mm占40％；0.1＜粒度≤1mm占30％；
54.在废镁尖晶石砖的25％中，3mm＜粒度≤8mm占30％；1mm＜粒度≤3mm占40％；0.1mm＜粒度≤1mm占30％。
55.制备方法：
56.1)按照添加比例将：粒度在0.1～8mm的莫来石多孔熟料：58％，粒度在0.1～8mm的废镁尖晶石砖：18％，粒度≤0.088mm的蓝晶石占6％，粒度≤0.088mm的黏土粉：5％，粒度≤0.088mm的α氧化铝粉：5％，铝酸钙水泥：6％，粒度≤0.015mm的硅微粉2％进行混合；
57.2)将外加剂：0.3％加入并搅拌均匀；
58.3)使用：由于为及时使用，则将占上述原料总重量的5％外加水加入并搅拌均匀后使用，同时在搅拌过程中插入振动棒振动。
59.经将浇注料制成40
×
40
×
160mm的条状试样，并经成型、养护后，于110℃下保温24小时进行热处理，制备得到试样，后将试样再经1400℃下保温3小时进行热处理，检测结果见表1.
60.实施例4
61.一种用于钢包盖的高抗热震性能的轻质浇注料，其原料组成及重量百分比含量为：粒度在0.1～8mm的莫来石多孔熟料：65％，粒度在0.1～8mm的废镁尖晶石砖：15％，粒度≤0.088mm的蓝晶石占5％，粒度≤0.088mm的黏土粉：5％，粒度≤0.088mm的α氧化铝粉：3.5％，铝酸钙水泥：5％，粒度≤0.015mm的硅微粉1.5％，外加剂占上述原料总重量的0.4％，其中外加剂中：三聚磷酸钠0.3％，防爆有机纤维0.1％，外加水占上述原料总重量的5％。
62.在轻质莫来石多孔熟料的65％中，3mm＜粒度≤8mm占45％；1＜粒度≤3mm占35％；0.1＜粒度≤1mm占20％；
63.在废镁尖晶石砖的15％中，3mm＜粒度≤8mm占45％；1mm＜粒度≤3mm占35％；0.1mm＜粒度≤1mm占20％。
64.制备方法：
65.1)按照添加比例将：粒度在0.1～8mm的莫来石多孔熟料：65％，粒度在0.1～8mm的废镁尖晶石砖：15％，粒度≤0.088mm的蓝晶石占5％，粒度≤0.088mm的黏土粉：5％，粒度≤0.088mm的α氧化铝粉：3.5％，铝酸钙水泥：5％，粒度≤0.015mm的硅微粉1.5％进行混合；
66.2)将外加剂：0.4％加入并搅拌均匀；
67.3)使用：由于为及时使用，则将占上述原料总重量的5％外加水加入并搅拌均匀后使用，同时在搅拌过程中插入振动棒振动。
68.经将浇注料制成40
×
40
×
160mm的条状试样，并经成型、养护后，于110℃下保温24小时进行热处理，制备得到试样，后将试样再经1400℃下保温3小时进行热处理，检测结果见表1.
69.实施例5
70.一种用于钢包盖的高抗热震性能的轻质浇注料，其原料组成及重量百分比含量为：粒度在0.1～8mm的莫来石多孔熟料：45％，粒度在0.1～8mm的废镁尖晶石砖：25％，粒度≤0.088mm的蓝晶石占8％，粒度≤0.088mm的黏土粉：10％，粒度≤0.088mm的α氧化铝粉：6％，铝酸钙水泥：5％，粒度≤0.015mm的硅微粉1％，外加剂占上述原料总重量的0.6％，其中外加剂中：三聚磷酸钠0.5％，防爆有机纤维0.1％，外加水占上述原料总重量的5％。
71.在轻质莫来石多孔熟料的45％中，3mm＜粒度≤8mm占30％；1＜粒度≤3mm占45％；0.1＜粒度≤1mm占25％；
72.在废镁尖晶石砖的15％中，3mm＜粒度≤8mm占30％；1mm＜粒度≤3mm占45％；0.1mm＜粒度≤1mm占25％。
73.制备方法：
74.1)按照添加比例将：粒度在0.1～8mm的莫来石多孔熟料：45％，粒度在0.1～8mm的废镁尖晶石砖：25％，粒度≤0.088mm的蓝晶石占8％，粒度≤0.088mm的黏土粉：10％，粒度≤0.088mm的α氧化铝粉：6％，铝酸钙水泥：5％，粒度≤0.015mm的硅微粉1％进行混合；
75.2)将外加剂：0.6％加入并搅拌均匀；
76.3)使用：由于为及时使用，则将占上述原料总重量的5％外加水加入并搅拌均匀后使用，同时在搅拌过程中插入振动棒振动。
77.经将浇注料制成40
×
40
×
160mm的条状试样，并经成型、养护后，于110℃下保温24小时进行热处理，制备得到试样，后将试样再经1400℃下保温3小时进行热处理，检测结果见表1.
78.实施例6
79.一种用于钢包盖的高抗热震性能的轻质浇注料，其原料组成及重量百分比含量为：粒度在0.1～8mm的莫来石多孔熟料：59％，粒度在0.1～8mm的废镁尖晶石砖：17％，粒度≤0.088mm的蓝晶石占6％，粒度≤0.088mm的黏土粉：8％，粒度≤0.088mm的α氧化铝粉：4％，铝酸钙水泥：5％，粒度≤0.015mm的硅微粉1％，外加剂占上述原料总重量的0.5％，其
中外加剂中：三聚磷酸钠0.4％，防爆有机纤维0.1％，外加水占上述原料总重量的5％。
80.在轻质莫来石多孔熟料的59％中，3mm＜粒度≤8mm占24％；1＜粒度≤3mm占48％；0.1＜粒度≤1mm占28％；
81.在废镁尖晶石砖的15％中，3mm＜粒度≤8mm占24％；1mm＜粒度≤3mm占48％；0.1mm＜粒度≤1mm占28％。
82.制备方法：
83.1)按照添加比例将：粒度在0.1～8mm的莫来石多孔熟料：59％，粒度在0.1～8mm的废镁尖晶石砖：17％，粒度≤0.088mm的蓝晶石占6％，粒度≤0.088mm的黏土粉：8％，粒度≤0.088mm的α氧化铝粉：4％，铝酸钙水泥：5％，粒度≤0.015mm的硅微粉1％进行混合；
84.2)将外加剂：0.5％加入并搅拌均匀；
85.3)使用：由于为及时使用，则将占上述原料总重量的5％外加水加入并搅拌均匀后使用，同时在搅拌过程中插入振动棒振动。
86.经将浇注料制成40
×
40
×
160mm的条状试样，并经成型、养护后，于110℃下保温24小时进行热处理，制备得到试样，后将试样再经1400℃下保温3小时进行热处理，检测结果见表1.
87.表1发明各实施例中试样物理性能
[0088] 实例1实例2实例3实例4实例5实例6体积密度/g
·
cm-3
1.801.711.631.611.781.68显气孔率/％29.127.830.731.428.633.2线变化率/％0.380.330.400.410.380.32常温抗折强度/mpa8.58.48.68.88.78.2常温抗压强度/mpa64.863.962.263.563.862.3导热系数w/(m
·
k)1000℃0.680.560.610.640.660.58水冷5次后强度保持率/％828381848282
[0089]
实施例的物理性能如表1，实施例导热系数在0.56-0.68w/(m
·
k)之间，相比普通高铝浇注料(1.6-1.8w/(m
·
k))以及一般轻质浇注料(0.8-1.0w/(m
·
k))有了较为显著的下降，普通轻质浇注料水冷5次后强度保持率大约在60-70％，本发明抗热震性有了较大的提高，均不低于80％。经试用，与前期使用普通轻质浇注料相比，钢包传搁温降降低2-3℃，包盖使用寿命从380炉提升至少418炉，提高10％及以上。
[0090]
本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。