CN102775169A - 一种高炉主铁沟的制备方法 - Google Patents

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常正钦
山国强
朱其良
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本发明涉及一种高炉主铁沟的制备方法，属于耐火浇注料领域。一种高炉主铁沟的制备方法，包括步骤：按重量份数称量：板状刚玉50-65，红柱石10-15，氧化铝空心球1-8，电熔氧化锆3-10，氧化铝微粉10-25，碳化硅10-15，氮化硅铁8-12，氧化铝微粉3-10，氧化铝和二氧化硅溶胶复合悬浮液4-8，纳米陶瓷粉1-2，三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的混合物0.1-0.3，防爆纤维0.3-0.4，然后在振动装置内振动3-5min；在铁水流经的主铁沟内安装模具，向模具中加入振动后的配料，再加入液体硅酸钠，所述液体硅酸钠的重量为3-8%的浇注料总量，搅拌10-15min后，自然养护1-2h后脱模得高炉主铁沟。本方法免烘烤，制备的出铁沟使用寿命高、熔损速率低。

Description

一种高炉主铁沟的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高炉主铁沟的制备方法，属于耐火浇注料领域。
背景技术
现有的主铁沟浇注料为普通Al2O3-SiC-C质浇注料，但是一般普通的Al2O3-SiC-C质主铁沟浇注料在2500m3高炉上使用，一次性通铁量在17万吨。随着强化冶炼，提高产量的需求日益突出，主铁沟要求一次性通铁量的要求也越来越严格，通铁量却不够理想。
CN102101782(2011-6-22)公开了一种主铁沟浇注料，所述浇注料由矾土、棕刚玉、SiC、改性纳米碳粉、Si02微粉、铝酸钙水泥、α-A12O3微粉、防爆纤维、金属硅粉、三聚磷酸钠、Al(OH)3和Mg(OH)2复合溶胶悬浮液组成。
然而这种以棕刚玉为主颗粒的浇注料，熔损速率较大，耐用性低下，使得铁沟修补作业频度大幅度提高，又给高炉出铁的安全生产带来较大隐患，不适应在大中型高炉的主铁沟上使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种使用寿命长、熔损速率低的、抗氧化性能强的一种高炉主铁沟的制备方法。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种高炉主铁沟的制备方法，包括步骤：
A.    配料：按重量份数称量板状刚玉55-60、红柱石10-15、氧化铝空心球2-5、电熔氧化锆5-8、氧化铝微粉15-20、碳化硅10-15、氮化硅铁8-12、氧化铝微粉3-10、氧化铝和二氧化硅溶胶复合悬浮液4-8、纳米陶瓷粉1-2、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的混合物0.1-0.3、防爆纤维0.3-0.4，然后在振动装置内振动3-5min；
B.    施工：在铁水流经的主铁沟内安装模具，向模具中加入振动后的配料，再加入液体硅酸钠，所述液体硅酸钠的重量为3-8%的浇注料总量，搅拌10-15min后，自然养护1-2h后脱模得高炉主铁沟。
本发明的制备方法的优点为：
（1） 免烘烤，制备储铁式出铁沟，配方浇注料与液体硅酸钠结合施工时经振动填实，施工后可立即投入使用，使用在大型高炉出铁沟，连续出铁无修补，通铁量达到 160000 吨，使用寿命高、熔损速率低；
（2） 氧化铝和二氧化硅溶胶复合悬浮液作纳米陶瓷结合剂，直接加入到混合料中，通过原位合成反应，形成莫来石纳米结构基质，制成了本产品的复合氧化物陶瓷结合的主铁沟浇注料，使得浇注料高温体积稳定性强、热震稳定性高，使用寿命更长；
（3） 同时利用氮化硅铁、防爆纤维和微米级空心球与溶胶复合悬浮液的协同增效作用以及氮化硅铁在高温下的分解反应加强浇注料的抗氧化性，既提高了浇注料的流动值，又减少了溶胶的使用量，也提高了浇注料的热震稳定性；同时缓凝剂三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的混合物以及电熔氧化锆中的二氧化锆的协同增效作用使得产品的体积密度降低，导热系数降低，与水泥结合铁沟浇注料相比，溶胶结合铁沟浇注料比较纯净，含水量少，所以在高温使用过程中，抗物理、化学侵蚀能力更强，熔损速率低。
 
作为优选，所述步骤A优选为：按重量份数称量：板状刚玉55-60，红柱石10-15，氧化铝空心球2-5，电熔氧化锆5-8，氧化铝微粉15-20，碳化硅10-15，氮化硅铁8-12，氧化铝微粉3-10，氧化铝和二氧化硅溶胶复合悬浮液4-8，纳米陶瓷粉1-2，三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的混合物0.1-0.3，防爆纤维0.3-0.4,然后在振动装置内振动4min。
作为优选，所述步骤B优选为：在铁水流经的主铁沟内安装模具，向模具中加入振动后的配料，再加入液体硅酸钠，所述液体硅酸钠的重量为4-6%的浇注料总量，搅拌12min后，自然养护1-2h后脱模得高炉主铁沟。
作为优选，所述板状刚玉的质量指标为：Al2O3≥99%。
作为优选，所述氧化铝微粉的质量指标为：Al2O3≥99%。
作为优选，所述红柱石的质量指标为：Al2O3 72-78%,SiO2 11-17%。
作为优选，所述氧化铝和二氧化硅溶胶按1:1重量比混合而成复合悬浮液。
  作为优选，所述三聚磷酸钠和六偏磷酸钠按7:3重量比混合而成。
作为优选，所述防爆纤维为聚氨酯类纤维。
作为优选，所述纳米陶瓷粉的粒径为20～40nm。
一种高炉主铁沟浇注料，其包括以下重量份数的组分：
板状刚玉50-65，红柱石10-15，氧化铝空心球1-8，电熔氧化锆3-10，氧化铝微粉10-25，碳化硅10-15，氮化硅铁8-12，氧化铝微粉3-10，氧化铝和二氧化硅溶胶复合悬浮液4-8，纳米陶瓷粉1-2，三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的混合物0.1-0.3，防爆纤维0.3-0.4。
 
具体实施方式
高炉主铁沟浇注料的配方1，包括以下重量份数的组分：板状刚玉50，红柱石10，氧化铝空心球1，电熔氧化锆3，氧化铝微粉10-25，碳化硅10，氮化硅铁8，氧化铝微粉3，氧化铝和二氧化硅溶胶复合悬浮液4，纳米陶瓷粉1，三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的混合物0.1，防爆纤维0.3，其中氧化铝和二氧化硅溶胶按2:3重量比混合而成复合悬浮液。
 
高炉主铁沟浇注料的配方2，包括以下重量份数的组分：板状刚玉65，红柱石15，氧化铝空心球8，电熔氧化锆10，氧化铝微粉25，碳化硅15，氮化硅铁12，氧化铝微粉10，氧化铝和二氧化硅溶胶复合悬浮液8，纳米陶瓷粉2，三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的混合物0.3，防爆纤维0.4，三聚磷酸钠和六偏磷酸钠按1:1重量比混合而成。
 
高炉主铁沟浇注料的配方3，包括以下重量份数的组分：板状刚玉55，红柱石12，氧化铝空心球2，电熔氧化锆5，氧化铝微粉15，碳化硅12，氮化硅铁10，氧化铝微粉5，氧化铝和二氧化硅溶胶复合悬浮液5，纳米陶瓷粉1.5，三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的混合物0.2，防爆纤维0.35；
其中板状刚玉的质量指标为：Al2O3≥99%；
氧化铝微粉的质量指标为：Al2O3≥99%；
红柱石的质量指标为：Al2O3 72-78%,SiO2 11-17%；
  三聚磷酸钠和六偏磷酸钠按7:3重量比混合而成；
氧化铝和二氧化硅溶胶按1:1重量比混合而成复合悬浮液；
防爆纤维为聚氨酯类纤维；
纳米陶瓷粉的粒径为25～35nm。
 
高炉主铁沟浇注料的配方4，包括以下重量份数的组分：板状刚玉60，红柱石13，氧化铝空心球5，电熔氧化锆8，氧化铝微粉15-20，碳化硅13，氮化硅铁9，氧化铝微粉8，氧化铝和二氧化硅溶胶复合悬浮液6，纳米陶瓷粉2，三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的混合物0.2，防爆纤维0.35；
其中板状刚玉的质量指标为：Al2O3≥99%；
氧化铝微粉的质量指标为：Al2O3≥99%；
红柱石的质量指标为：Al2O3 74-76%,SiO2 14-16%；
  三聚磷酸钠和六偏磷酸钠按7:3重量比混合而成；
防爆纤维为聚氨酯类纤维；
纳米陶瓷粉的粒径为20～40nm。
 
实施例一
使用配方1制备高炉主铁沟：按配方1配料后在振动装置内振动3min，在铁水流经的主铁沟内安装模具，向模具中加入振动后的配料，再加入液体硅酸钠，液体硅酸钠的重量为3%的浇注料总量，搅拌10min后，自然养护1h后脱模得高炉主铁沟。
 
实施例二
使用配方2制备高炉主铁沟：按配方2配料后在振动装置内振动5min，在铁水流经的主铁沟内安装模具，向模具中加入振动后的配料，再加入液体硅酸钠，液体硅酸钠的重量为8%的浇注料总量，搅拌15min后，自然养护2h后脱模得高炉主铁沟。
 
实施例三
使用配方3制备高炉主铁沟：按配方3配料后在振动装置内振动4min，在铁水流经的主铁沟内安装模具，向模具中加入振动后的配料，再加入液体硅酸钠，液体硅酸钠的重量为5%的浇注料总量，搅拌12min后，自然养护1.5h后脱模得高炉主铁沟。
 
实施例四
使用配方4制备高炉主铁沟：按配方4配料后在振动装置内振动4min，在铁水流经的主铁沟内安装模具，向模具中加入振动后的配料，再加入液体硅酸钠，液体硅酸钠的重量为4-6%的浇注料总量，搅拌13min后，自然养护1.2h后脱模得高炉主铁沟。
 
对比实施例一
浇注料中各组分的重量白分比为矶土8%;棕刚玉54%;SiC1 2%;改性纳米碳粉4% ;二氧化硅微粉5%;铝酸钙水泥3%; α-Al2O3微粉7%;防爆纤维0.03%;金属硅粉1.47%;三聚氰胺0.3%;氢氧化铝和氢氧化镁复合溶胶悬浮液5.2%。
 
对比实施例二
浇注料中各组分的重量白分比为矶土10%;棕刚玉58%;SiC 10%;改性纳米碳粉3% ;二氧化硅微粉3%;铝酸钙水泥2%;α-Al2O3微粉7%;防爆纤维0.03%;金属硅粉0.95%;三聚氰胺0.5%;氢氧化铝和氢氧化镁复合溶胶悬浮液5.5%。
 
表1实施例和对比实施例的产品性能比较
Figure 580114DEST_PATH_IMAGE001
从表格中可看出，
（1）                    本发明的耐压强度和抗折强度高，加热永久线变化率小，因此产品的使用寿命长、熔损速率低的、抗氧化性能强，其中采用本发明优选方式得到的产品效果最好，见实施例3；
（2）                    本发明的体积密度较大，有了良好的体积稳定性。使得浇注料高温体积稳定性强、热震稳定性高，使用寿命更长。
 
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1. 一种高炉主铁沟的制备方法，其特征在于：包括步骤：
A.配料：按重量份数称量板状刚玉55-60、红柱石10-15、氧化铝空心球2-5、电熔氧化锆5-8、氧化铝微粉15-20、碳化硅10-15、氮化硅铁8-12、氧化铝微粉3-10、氧化铝和二氧化硅溶胶复合悬浮液4-8、纳米陶瓷粉1-2、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的混合物0.1-0.3、防爆纤维0.3-0.4，然后在振动装置内振动3-5min；
B.施工：在铁水流经的主铁沟内安装模具，向模具中加入振动后的配料，再加入液体硅酸钠，所述液体硅酸钠的重量为3-8%的浇注料总量，搅拌10-15min后，自然养护1-2h后脱模得高炉主铁沟。
2. 根据权利要求1所述的一种高炉主铁沟的制备方法，其特征在于：所述步骤A优选为：按重量份数称量：板状刚玉55-60，红柱石10-15，氧化铝空心球2-5，电熔氧化锆5-8，氧化铝微粉15-20，碳化硅10-15，氮化硅铁8-12，氧化铝微粉3-10，氧化铝和二氧化硅溶胶复合悬浮液4-8，纳米陶瓷粉1-2，三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的混合物0.1-0.3，防爆纤维0.3-0.4,然后在振动装置内振动4min。
3. 根据权利要求1所述的一种高炉主铁沟的制备方法，其特征在于：所述步骤B优选为：在铁水流经的主铁沟内安装模具，向模具中加入振动后的配料，再加入液体硅酸钠，所述液体硅酸钠的重量为4-6%的浇注料总量，搅拌12min后，自然养护1-2h后脱模得高炉主铁沟。
4. 根据权利要求2或3所述的一种高炉主铁沟的制备方法，其特征在于：所述板状刚玉的质量指标为：Al2O3≥99%。
5. 根据权利要求2或3所述的一种高炉主铁沟的制备方法，其特征在于：所述氧化铝微粉的质量指标为：Al2O3≥99%。
6. 根据权利要求2或3所述的一种高炉主铁沟的制备方法，其特征在于：所述红柱石的质量指标为：Al2O3 72-78%,SiO2 11-17%。
7. 根据权利要求2或3所述的一种高炉主铁沟的制备方法，其特征在于：所述三聚磷酸钠和六偏磷酸钠按7:3重量比混合而成。
8. 根据权利要求2或3所述的一种高炉主铁沟的制备方法，其特征在于：所述防爆纤维为聚氨酯类纤维。
9. 根据权利要求2或3所述的一种高炉主铁沟的制备方法，其特征在于：所述所述纳米陶瓷粉的粒径为20～40nm。
10. 根据权利要求2或3所述的一种高炉主铁沟的制备方法，其特征在于：所述氧化铝和二氧化硅溶胶按1:1重量比混合而成复合悬浮液。
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