CN102951915A

CN102951915A - 一种自流浇注料及其制备方法

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Publication number: CN102951915A
Application number: CN2012104724446A
Authority: CN
Inventors: 于琪芳; 江群英
Original assignee: CHANGXING PANJIANG METALLURGY MATERIAL Co Ltd
Current assignee: CHANGXING PANJIANG METALLURGY MATERIAL Co Ltd
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2013-03-06

Abstract

本发明公开了一种自流浇注料及其制备方法，包括以下组分：粒径为5～8mm的矾土；粒径为3～5mm的矾土；粒径为1～3mm的矾土；粒径为0.3～1mm的矾土；粒径为0.088mm的矾土；粒径为0.3～1mm的焦宝石；粒径为0.088mm的焦宝石；硅微粉；粒径为0.088mm的兰晶石；铝酸盐水泥；三聚磷酸钠；SN-Ⅱ减水剂。本发明以矾土-焦宝石为主要原料，解决了透气砖、流钢通道、座砖与包底耐火材料结合难、易渗钢等问题，是一种无需振动即可流动和脱气的可浇注耐火材料，使用效果优于传统的刚玉质自流浇注料，原材料成本低,产品成本明显降低。

Description

一种自流浇注料及其制备方法

【技术领域】

本发明涉及冶金领域，尤其是一种用于钢包、中间包永久层等冶金设备的自流浇注料及其制备方法的改进。

【背景技术】

目前市场上使用的钢包自流浇注料主要有刚玉质、刚玉-尖晶石、高铝质及铝-尖晶石等，所选用主体材料均为档次较高的刚玉、尖晶石，其中应用最为广泛的为刚玉质自流浇注料。

以上述技术为主的同类产品，在拥有稳定的使用性能的同时也导致了成本的居高不下。

随着矿产资源的枯竭，刚玉、尖晶石等资源性的原材料价格逐年看涨，刚玉的价格已达到5000元/吨以上，生产成本大大增加，而由于钢材价格的低廉，导致钢铁企业对耐材成本的控制要求更高，使耐火材料的售价逐年降低，从而导致本行业的利润率非常微薄。同时，目前的自流浇注料都需要振动而形成自流，不但排气性较差，而且提高了施工成本，延长了养护时间，增加了煤气烘烤成本，这些问题都严重影响了本行业的正常健康发展。

因此，本行业急需开发一种成本更低，使用性能优异的自流浇注料，以在提高性能的情况下而降低成本，从而促进本行业的健康发展，顺应行情的变化和发展。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种自流浇注料及其制备方法，能够降低材料成本及施工成本，并提高自流性能。

为实现上述目的，本发明提出了一种自流浇注料，包括以下组分且各组分质量百分比为：粒径为5～8mm的矾土：8～12wt％；粒径为3～5mm的矾土：13～17wt％；粒径为1～3mm的矾土：16～20wt％；粒径为0.3～1mm的矾土：8～12wt％；粒径为0.088mm的矾土：10～13wt％；粒径为0.3～1mm的焦宝石：13～17wt％；粒径为0.088mm的焦宝石：4～6wt％；硅微粉：5～7wt％；粒径为0.088mm的兰晶石：2.5～3.5wt％；铝酸盐水泥：5～7wt％；三聚磷酸钠：0.2～0.4wt％；SN-Ⅱ减水剂：0.1～0.3wt%。

作为优选，各组分质量百分比为：粒径为5～8mm的矾土：10wt％；粒径为3～5mm的矾土：15wt％；粒径为1～3mm的矾土：18wt％；粒径为0.3～1mm的矾土：10wt％；粒径为0.088mm的矾土：11.5wt％；粒径为0.3～1mm的焦宝石：15wt％；粒径为0.088mm的焦宝石：5wt％；硅微粉：6wt％；粒径为0.088mm的兰晶石：3wt％；铝酸盐水泥：6wt％；三聚磷酸钠：0.3wt％；SN-Ⅱ减水剂：0.2wt%，综合考虑到性能及成本，该配方为最佳配方。

作为优选，各组分质量百分比为：粒径为5～8mm的矾土：11wt％；粒径为3～5mm的矾土：16wt％；粒径为1～3mm的矾土：19wt％；粒径为0.3～1mm的矾土：11.5wt％；粒径为0.088mm的矾土：12.3wt％；粒径为0.3～1mm的焦宝石：13wt％；粒径为0.088mm的焦宝石：4wt％；硅微粉：5wt％；粒径为0.088mm的兰晶石：2.5wt％；铝酸盐水泥：5wt％；三聚磷酸钠：0.4wt％；SN-Ⅱ减水剂：0.3wt%，该配方成本更低。

作为优选，各组分质量百分比为：粒径为5～8mm的矾土：9wt％；粒径为3～5mm的矾土：14wt％；粒径为1～3mm的矾土：17wt％；粒径为0.3～1mm的矾土：8.5wt％；粒径为0.088mm的矾土：10.7wt％；粒径为0.3～1mm的焦宝石：17wt％；粒径为0.088mm的焦宝石：6wt％；硅微粉：7wt％；粒径为0.088mm的兰晶石：3.5wt％；铝酸盐水泥：7wt％；三聚磷酸钠：0.2wt％；SN-Ⅱ减水剂：0.1wt%，该配方性能更优。

作为优选，所述硅微粉采用92%二氧化硅微粉，即：二氧化硅的含量大于等于92%，成本更低。

作为优选，所述矾土采用80%矾土，即：三氧化二铝的含量大于等于80%，成本更低。

为实现上述目的，本发明还提出了一种自流浇注料的制备方法，依次包括以下步骤：

a)将矾土颗粒按直径大小进行筛分后，取粒径为5～8mm的矾土：10wt%；粒径为3～5mm的矾土：15wt%；粒径为1～3mm的矾土：18wt%；粒径为0.3～1mm的矾土：10wt％；

b)取粒径为0.3～1mm的焦宝石：15wt%；

c)取粒径合适的矾土颗粒用球磨机进行细磨成粒径为0.088mm的矾土细粉，取0.088mm的矾土细粉11.5wt％；

d)取粒径合适的焦宝石颗粒用球磨机进行细磨成粒径为0.088mm的焦宝石细粉，取0.088mm的焦宝石细粉5wt％；

e)取粒径合适的兰晶石颗粒用球磨机进行细磨成粒径为0.088mm的兰晶石细粉，取0.088mm的兰晶石细粉3wt％；

f)称取硅微粉：6wt％；铝酸盐水泥：6wt％；三聚磷酸钠：0.3wt％；SN-Ⅱ减水剂：0.2wt％，倒入强制搅拌机搅拌18～22分钟进行预混合，预混合后输送至混合系统；

g)将矾土、焦宝石、兰晶石装至混料系统罐中，混料6～8分钟后输送至混合系统；

h)在混合系统内将f)输送的配料及g)步骤输送的辅料一起搅拌3～9分钟后进行分装得到自流浇注料成品。

作为优选，所述f)步骤中搅拌时间为30分钟，综合考虑到生产效率及搅拌效果。

作为优选，所述g)步骤中混料时间为7分钟，综合考虑到生产效率及搅拌效果。

作为优选，所述h)步骤中搅拌时间为6分钟，综合考虑到生产效率及搅拌效果。

本发明的有益效果：本发明采用矾土-焦宝石为主要原料，是一种无需振动即可流动和脱气的可浇注耐火材料，主要采用我国资源丰富、价格低廉的矾土作材料，并且，能在自重作用下流动而无需振动；能自支铺展开并可达到振动浇注料无法达到的部位，能自动摊平且排气性好；显著降低劳动强度，加快施工周期；养护时间短，烘干后无干燥裂纹，缩短养护周期及烘干时间，节约煤气烘烤成本；高温使用性能优良，使用效果优于传统的自流浇注料，原材料矾土1100元/吨,价格降低了80%左右,产品成本明显大幅降低。

本发明的特征及优点将通过实施例进行详细说明。

【具体实施方式】

实施例一：

自流浇注料的，包括以下组分且各组分质量百分比为：粒径为5～8mm（包括5mm和8mm）的矾土：10wt％；粒径为3～5mm（包括3mm，不包括5mm）的矾土：15wt％；粒径为1～3mm（包括1mm，不包括3mm）的矾土：18wt％；粒径为0.3～1mm（包括0.3mm，不包括1mm）的矾土：10wt％；粒径为0.088mm的矾土：11.5wt％；粒径为0.3～1mm（包括0.3mm和1mm）的焦宝石：15wt％；粒径为0.088mm的焦宝石：5wt％；硅微粉：6wt％；粒径为0.088mm的兰晶石：3wt％；铝酸盐水泥：6wt％；三聚磷酸钠：0.3wt％；SN-Ⅱ减水剂：0.2wt%。该配方为最佳配方。

矾土又称铝矾土或铝土矿，主要成分是氧化铝（或称“三氧化二铝”），系含有杂质的水合氧化铝，是一种土状矿物。白色或灰白色，因含铁而呈褐黄或浅红色。密度3.9～4g/cm3，硬度1～3，不透明，质脆。极难熔化。80%矾土是指该物质中氧化铝（Al₂O₃）的含量达到80%以上，其他为杂质。

焦宝石是产于中国山东省淄博地区的硬质粘土。其主要成分为高岭石，外观呈浅灰色、灰白色或灰色，有贝壳状断面，表面烧有滑润感，经煅烧后的熟料呈白色、近白色成夹杂有淡黄色。化学成分为三氧化二铝30％-50％，氧化硅40％-60％。典型焦宝石煅烧前三氧化二铝38％，煅烧后三氧化二铝44％，化学性质稳定。因焦宝石矿系沉积矿床，成分稳定，组织结构十分致密，没有层理，颗粒极细，遇水不分散，可塑性指数小于1.0，易风化碎裂成碎块。

硅微粉是一种超微固体物质，它对定型和不定型耐火材料的改善有重要作用，硅微粉填充于耐火材料孔隙中，提高了体积密度，降低了显气孔率，强度明显增加；硅微粉具有很强的活性，在水中形成胶体粒子，加入适量的分散剂，可增强其流动性，从而改善浇注料的性能，它具有较强的亲水性，能增强耐火材料的凝聚，同时对耐高温性能有较大的改善，并可延长耐火制品的使用寿命。92％硅微粉是指物质中二氧化硅含量达到92％以上，其他为杂质。

兰晶石属于高铝矿物，抗化学腐蚀性能强、热震机械强度大，受热膨胀不可逆，其主要成分有Al₂O₃、Fe₂O₃、TiO₂、K₂O、Na₂O等。

根据水泥中主要化学成分，水泥分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥(高铝水泥)、磷酸盐水泥等。本发明采用的铝酸盐水泥性能优异，对自流浇注料的性能有显著提升，且成本不是很高。铝酸盐水泥中最常用的是铝酸钙水泥，其化学组成主要是Al₂O₃和CaO，有的还含有Fe₂O₃和SiO₂。

自流浇注料的制备方法，依次包括以下步骤：

b)取粒径为0.3～1mm的焦宝石：15wt%；

c)取粒径合适的矾土颗粒用球磨机进行细磨成粒径为0.088mm的矾土细粉，取0.088mm的矾土微粉12wt％；

e)取粒径合适的兰晶石颗粒用球磨机进行细磨成粒径为0.088mm的兰晶石细粉，取0.088mm的兰晶石微粉3wt％；

f)称取硅微粉：6wt％；铝酸盐水泥：6wt％；三聚磷酸钠：0.3wt％；SN-Ⅱ减水剂：0.2wt％，倒入强制搅拌机搅拌18～22分钟进行预混合，预混合后输送至混合系统；一般搅拌20分钟左右；

g)将矾土、焦宝石、兰晶石装至混料系统罐中，混料6～8分钟后输送至混合系统；一般混料7分钟左右；

h)在混合系统内将f)输送的配料及g)步骤输送的辅料一起搅拌3～9分钟（一般搅拌6分钟）后进行分装得到自流浇注料成品。

该配方及方法生产出的自流浇注料在110℃*24h条件下，各参数值为：抗折≥5.0MPa，抗压≥32.8MPa，体积密度≥2.3g/cm³；在1400℃*3h条件下，各参数值为：抗折≥8.2MPa，抗压≥50.8MPa，体积密度≥2.25g/cm³，线变化率0～+0.36。

实施例二：

自流浇注料，包括以下组分且各组分质量百分比为：粒径为5～8mm的矾土：11wt％；粒径为3～5mm的矾土：16wt％；粒径为1～3mm的矾土：19wt％；粒径为0.3～1mm的矾土：11.5wt％；粒径为0.088mm的矾土：12.3wt％；粒径为0.3～1mm的焦宝石：13wt％；粒径为0.088mm的焦宝石：4wt％；硅微粉：5wt％；粒径为0.088mm的兰晶石：2.5wt％；铝酸盐水泥：5wt％；三聚磷酸钠：0.4wt％；SN-Ⅱ减水剂：0.3wt%。

实施例三：

自流浇注料，包括以下组分且各组分质量百分比为：粒径为5～8mm的矾土：9wt％；粒径为3～5mm的矾土：14wt％；粒径为1～3mm的矾土：17wt％；粒径为0.3～1mm的矾土：8.5wt％；粒径为0.088mm的矾土：10.7wt％；粒径为0.3～1mm的焦宝石：17wt％；粒径为0.088mm的焦宝石：6wt％；硅微粉：7wt％；粒径为0.088mm的兰晶石：3.5wt％；铝酸盐水泥：7wt％；三聚磷酸钠：0.2wt％；SN-Ⅱ减水剂：0.1wt%。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种自流浇注料，其特征在于：包括以下组分且各组分质量百分比为：粒径为5～8mm的矾土：8～12wt％；粒径为3～5mm的矾土：13～17wt％；粒径为1～3mm的矾土：16～20wt％；粒径为0.3～1mm的矾土：8～12wt％；粒径为0.088mm的矾土：10～13wt％；粒径为0.3～1mm的焦宝石：13～17wt％；粒径为0.088mm的焦宝石：4～6wt％；硅微粉：5～7wt％；粒径为0.088mm的兰晶石：2.5～3.5wt％；铝酸盐水泥：5～7wt％；三聚磷酸钠：0.2～0.4wt％；SN-Ⅱ减水剂：0.1～0.3wt%。

2.如权利要求1所述的一种自流浇注料，其特征在于：各组分质量百分比为：粒径为5～8mm的矾土：10wt％；粒径为3～5mm的矾土：15wt％；粒径为1～3mm的矾土：18wt％；粒径为0.3～1mm的矾土：10wt％；粒径为0.088mm的矾土：11.5wt％；粒径为0.3～1mm的焦宝石：15wt％；粒径为0.088mm的焦宝石：5wt％；硅微粉：6wt％；粒径为0.088mm的兰晶石：3wt％；铝酸盐泥：6wt％；三聚磷酸钠：0.3wt％；SN-Ⅱ减水剂：0.2wt%。

3.如权利要求1所述的一种自流浇注料，其特征在于：各组分质量百分比为：粒径为5～8mm的矾土：11wt％；粒径为3～5mm的矾土：16wt％；粒径为1～3mm的矾土：19wt％；粒径为0.3～1mm的矾土：11.5wt％；粒径为0.088mm的矾土：12.3wt％；粒径为0.3～1mm的焦宝石：13wt％；粒径为0.088mm的焦宝石：4wt％；硅微粉：5wt％；粒径为0.088mm的兰晶石：2.5wt％；铝酸盐水泥：5wt％；三聚磷酸钠：0.4wt％；SN-Ⅱ减水剂：0.3wt%。

4.如权利要求1所述的一种自流浇注料，其特征在于：各组分质量百分比为：粒径为5～8mm的矾土：9wt％；粒径为3～5mm的矾土：14wt％；粒径为1～3mm的矾土：17wt％；粒径为0.3～1mm的矾土：8.5wt％；粒径为0.088mm的矾土：10.7wt％；粒径为0.3～1mm的焦宝石：17wt％；粒径为0.088mm的焦宝石：6wt％；硅微粉：7wt％；粒径为0.088mm的兰晶石：3.5wt％；铝酸盐水泥：7wt％；三聚磷酸钠：0.2wt％；SN-Ⅱ减水剂：0.1wt%。

5.如权利要求1所述的一种自流浇注料，其特征在于：所述硅微粉采用92%二氧化硅微粉，即：二氧化硅的含量大于等于92%。

6.如权利要求1所述的一种自流浇注料，其特征在于：所述矾土采用80%矾土，即：三氧化二铝的含量大于等于80%。

7.一种自流浇注料的制备方法，其特征在于：依次包括以下步骤：

b)取粒径为0.3～1mm的焦宝石：15wt%；

8.如权利要求7所述的一种自流浇注料的制备方法，其特征在于：所述f)步骤中搅拌时间为30分钟。

9.如权利要求8所述的一种自流浇注料的制备方法，其特征在于：所述g)步骤中混料时间为7分钟。

10.如权利要求7～9中任一项所述的一种自流浇注料的制备方法，其特征在于：所述h)步骤中搅拌时间为6分钟。