CN104591757B - 低温固化耐磨浇注料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温固化耐磨浇注料，它是由棕刚玉、板状刚玉、铬精矿、电熔莫来石粉、碳化硅、活性氧化铝、硅微粉、氧化铬绿、纯铝酸钙水泥、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、不锈钢和聚丙烯防爆纤维按照一定的比例配制而成。本发明浇注料对主体颗粒料采用了科学的粒度级配，保证了产品的高强度和高耐磨性；复合加入的纳米级微粉、纯铝酸钙水泥、活性氧化铝及氧化铬绿等材料促进浇注料的低温固化，浇注成型并烘干后即可形成高强度的低温固化结合衬体。经过在高炉水渣沟、热风管道联络口上试用，本发明浇注料施工后即可依靠材料自身结合形成高强度的整体耐高温耐磨衬体，使用过程中的耐磨损性能远远大于铸造耐磨钢板的性能。

Description

低温固化耐磨浇注料

技术领域

本发明涉及耐火材料，尤其是涉及一种固化温度较低、能够在低温环境中依靠材料自身结合达到良好整体性及使用效果的低温固化耐磨浇注料。

背景技术

高炉炼铁是目前世界上最主要的炼铁方式，中国2013年铁水产量达到近8亿吨。虽然高炉的冶炼强度高、出铁产量大，但是为高炉供料及排渣系统的装置也承受着高负荷的高温摩擦。

高炉上部的无料钟炉顶是为高炉供料的装置，所有的物料都要通过该装置进入高炉，一座2000m³的高炉，每天要通过该装置进入高炉的物料就高达10000多吨。所以该装置中的料仓锥部及布料溜槽不仅要承受铁矿石等高硬度物料的摩擦力、摩擦过程中产生的高温，还要承受高炉上部的温度和高炉冶炼气氛。

高炉冶炼每天的排渣量与出铁量相当，甚至会高于出铁量，一座2000m³的高炉，每天要排出6000吨以上的水渣，排出的高温熔融渣（1100℃）伴随着高压冷却水冲入水渣沟，所以水渣沟持续要承受着高压、高温、高摩擦力的冲击。

高炉无料钟炉顶的料仓锥部、布料溜槽，高炉的水渣沟等部位以前主要选用铸造耐磨钢板做为耐磨衬体。实践证明，这些部位采用耐磨钢板并不能满足使用要求，因为耐磨钢板在这些使用部位300℃~800℃的工作温度下耐磨性会有所降低，所以不能达到理想的使用寿命，造成高炉中断生产进行检修。

虽然高档次的耐火材料在高温下的耐磨性很好，而且随着温度的升高耐磨性能更加强化，但是预先烧结好的耐火砖又不便于在高炉的料仓锥部、布料溜槽、水渣沟等异形部位施工，而且砌筑面会有很多砖缝造成物料通过时不顺畅，而砖缝也会使衬体的耐磨性能大打折扣。如果采用现有浇注料施工，料仓锥部、布料溜槽、水渣沟等部位的工作温度均不超过800℃，无法使浇注体在工作温度下烧结（烧结温度需要1350℃~1550℃）成高强度的整体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无需依靠工作区域的环境温度进行烧结，仅依靠材料自身结合的低温固化耐磨浇注料。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的低温固化耐磨浇注料，它是由棕刚玉、板状刚玉、铬精矿、电熔莫来石粉、碳化硅、活性氧化铝、硅微粉、氧化铬绿、纯铝酸钙水泥、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、不锈钢纤维和聚丙烯防爆纤维按照下述重量份配比配制而成：

配比：粒度1~8mm的棕刚玉颗粒料50~60份，

粒度0.1~1mm的板状刚玉颗粒料5~10份，

纳米级铬精矿微粉0.3~1份，

纳米级电熔莫来石粉微粉2~5份，

粒度0.1~1mm碳化硅粉料7~11份，

200~320目棕刚玉粉料5~11份；

500目活性氧化铝粉料3~7份，

5000~6000目硅微粉2~4份，

200目氧化铬绿0.3~1份，

纯铝酸钙水泥3~13份，

三聚磷酸钠0.06~0.09份，

六偏磷酸钠0.06~0.09份，

不锈钢纤维1~3份，

聚丙烯防爆纤维0.03~0.06份。

实际配制时，上述原料的重量份配比可以为：

粒度1~8mm的棕刚玉颗粒料50份，

粒度0.1~1mm的板状刚玉颗粒料10份，

纳米级铬精矿微粉0.3份，

纳米级电熔莫来石粉微粉2份，

粒度0.1~1mm碳化硅粉料7份，

200~320目棕刚玉粉料5份；

500目活性氧化铝粉料3份，

5000~6000目硅微粉2份，

200目氧化铬绿0.3份，

纯铝酸钙水泥3份，

三聚磷酸钠0.06份，

六偏磷酸钠0.06份，

不锈钢纤维1份，

聚丙烯防爆纤维0.03份。

上述原料的重量份配比还可以为：

粒度1~8mm的棕刚玉颗粒料60份，

粒度0.1~1mm的板状刚玉颗粒料5份，

纳米级铬精矿微粉1份，

纳米级电熔莫来石粉微粉5份，

粒度0.1~1mm碳化硅粉料11份，

200~320目棕刚玉粉料11份；

500目活性氧化铝粉料7份，

5000~6000目硅微粉4份，

200目氧化铬绿1份，

纯铝酸钙水泥13份，

三聚磷酸钠0.09份，

六偏磷酸钠0.09份，

不锈钢纤维3份，

聚丙烯防爆纤维0.06份。

上述原料的重量份配比还可以为：

粒度1~8mm的棕刚玉颗粒料55份，

粒度0.1~1mm的板状刚玉颗粒料8份，

纳米级铬精矿微粉0.8份，

纳米级电熔莫来石粉微粉4份，

粒度0.1~1mm碳化硅粉料9份，

200~320目棕刚玉粉料8份；

500目活性氧化铝粉料5份，

5000~6000目硅微粉3份，

200目氧化铬绿0.8份，

纯铝酸钙水泥9份，

三聚磷酸钠0.08份，

六偏磷酸钠0.07份，

不锈钢纤维2份，

聚丙烯防爆纤维0.05份。

首先采用电子计量秤按比例准确称量各物料，然后将称量好的颗粒料先放入GQJ-1000型强力搅拌机中进行混合，在混合过程中再加入不锈钢纤维、防爆纤维、纳米级细粉和结合剂，当所有物料均加入完毕后，强力搅拌机继续搅拌25分钟完成搅拌，最后将搅拌好的物料直接放入包装袋中，计量后密封储存。

使用时，可提前将本发明的浇注料预制成型或直接在工作面浇注成型，在工作环境下烘干水份后即可获得固化的高强度耐磨衬体。固化后成型的耐磨衬体材料的技术参数见下表

。

本发明配制出的低温固化耐磨浇注料的烘干温度仅需要大于100℃，使浇注料中的水分排出即可，解决了不定型耐火材料在低于1000℃非高温区域应用的烧结问题，能够使浇注料在中温（600℃~1000℃）、低温（100℃~600℃）工作环境中达到良好的整体性及优异的使用效果，完全满足了高炉无料钟炉顶的料仓锥部、布料溜槽，以及排熔融渣的水渣沟等部位的使用要求，解决了铸造耐磨钢板在工作环境下使用寿命短的问题（对于铸造耐磨钢板来说，300℃~800℃的温度段已经算是高温，而对于耐火材料来说只能算是中低温）。

本发明的浇注料对主体颗粒料采用了科学的粒度级配，保证了产品的高强度和高耐磨性；同时复合加入了纳米级微粉、纯铝酸钙水泥、活性氧化铝及氧化铬绿等材料促进浇注料的低温固化，浇注成型并烘干后可形成高强度的低温固化结合衬体。经过在新兴铸管新疆炼铁厂1260m³高炉水渣沟、印尼450m³高炉水渣沟、热风管道联络口上试用，本发明制备的低温固化耐磨浇注料施工方便、施工后烘干即可依靠材料自身结合形成高强度的整体耐高温耐磨衬体，使用过程中的耐磨损性能远远大于铸造耐磨钢板的性能。保证了高炉操作顺畅；降低了工人劳动强度，降低了物流成本；同时大幅度节约了资源、减少了固体排放物对环境的污染。

本发明浇注料还可以用于石化工业的催化裂化装置，水泥窑的窑口、窑尾、料仓锥部等领域，投入市场后具有极高的市场潜力。

具体实施方式

实施例1

本发明所述的低温固化耐磨浇注料，它是由粒度1~8mm的棕刚玉颗粒料50份（重量份，下同），粒度0.1~1mm的板状刚玉颗粒料10份，纳米级铬精矿微粉0.3份，纳米级电熔莫来石粉微粉2份，粒度0.1~1mm碳化硅粉料7份，200~320目棕刚玉粉料5份；500目活性氧化铝粉料3份，5000~6000目硅微粉2份，200目氧化铬绿0.3份，纯铝酸钙水泥3份，三聚磷酸钠0.06份，六偏磷酸钠0.06份，不锈钢纤维1份，聚丙烯防爆纤维0.03份配制而成。将上述原料在强力搅拌机中搅拌混合均匀后，计量装袋封存。

该浇注料可用于高炉无料钟炉顶的料仓锥部，取代铸造耐磨钢板做为耐磨衬体。

实施例2

本发明所述的低温固化耐磨浇注料，它是由粒度1~8mm的棕刚玉颗粒料60份，粒度0.1~1mm的板状刚玉颗粒料5份，纳米级铬精矿微粉1份，纳米级电熔莫来石粉微粉5份，粒度0.1~1mm碳化硅粉料11份，200~320目棕刚玉粉料11份；500目活性氧化铝粉料7份，5000~6000目硅微粉4份，200目氧化铬绿1份，纯铝酸钙水泥13份，三聚磷酸钠0.09份，六偏磷酸钠0.09份，不锈钢纤维3份，聚丙烯防爆纤维0.06份配制而成。将上述原料在强力搅拌机中搅拌混合均匀后，计量装袋封存。

该浇注料可用于高炉无料钟炉顶的布料溜槽，取代铸造耐磨钢板做为耐磨衬体。

实施例3

本发明所述的低温固化耐磨浇注料，它是由粒度1~8mm的棕刚玉颗粒料55份，粒度0.1~1mm的板状刚玉颗粒料8份，纳米级铬精矿微粉0.8份，纳米级电熔莫来石粉微粉4份，粒度0.1~1mm碳化硅粉料9份，200~320目棕刚玉粉料8份；500目活性氧化铝粉料5份，5000~6000目硅微粉3份，200目氧化铬绿0.8份，纯铝酸钙水泥9份，三聚磷酸钠0.08份，六偏磷酸钠0.07份，不锈钢纤维2份，聚丙烯防爆纤维0.05份配制而成。将上述原料在强力搅拌机中搅拌混合均匀后，计量装袋封存。

该浇注料可用于高炉的水渣沟，取代铸造耐磨钢板做为耐磨衬体。

Claims (4)

1.一种低温固化耐磨浇注料，其特征在于：它是由棕刚玉、板状刚玉、铬精矿、电熔莫来石粉、碳化硅、活性氧化铝、硅微粉、氧化铬绿、纯铝酸钙水泥、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、不锈钢纤维和聚丙烯防爆纤维按照下述重量份配比配制而成：

配比：粒度1~8mm的棕刚玉颗粒料50~60份，

粒度0.1~1mm的板状刚玉颗粒料5~10份，

纳米级铬精矿微粉0.3~1份，

纳米级电熔莫来石粉微粉2~5份，

粒度0.1~1mm碳化硅粉料7~11份，

200~320目棕刚玉粉料5~11份；

500目活性氧化铝粉料3~7份，

5000~6000目硅微粉2~4份，

200目氧化铬绿0.3~1份，

纯铝酸钙水泥3~13份，

三聚磷酸钠0.06~0.09份，

六偏磷酸钠0.06~0.09份，

不锈钢纤维1~3份，

聚丙烯防爆纤维0.03~0.06份；

使用时，提前将上述配制的浇注料预制成型或直接在工作面浇注成型，在100~1000℃的工作环境下烘干水份后靠材料自身结合即可获得固化的高强度耐磨衬体；成型耐磨衬体材料的技术参数如下：Al₂O₃≥70%；SiC≥6%；体积密度≥3.0g/cm³；抗折强度≥14MPa，110℃×24h；耐压强度：自然晾干≥45MPa，110℃×24h≥125MPa，600℃×24h≥145MPa；重烧线变化±0%，1100℃×3h。

2.根据权利要求1所述的低温固化耐磨浇注料，其特征在于：所述原料的重量份配比为：粒度1~8mm的棕刚玉颗粒料50份，

粒度0.1~1mm的板状刚玉颗粒料10份，

纳米级铬精矿微粉0.3份，

纳米级电熔莫来石粉微粉2份，

粒度0.1~1mm碳化硅粉料7份，

200~320目棕刚玉粉料5份；

500目活性氧化铝粉料3份，

5000~6000目硅微粉2份，

200目氧化铬绿0.3份，

纯铝酸钙水泥3份，

三聚磷酸钠0.06份，

六偏磷酸钠0.06份，

不锈钢纤维1份，

聚丙烯防爆纤维0.03份。

3.根据权利要求1所述的低温固化耐磨浇注料，其特征在于：所述原料的重量份配比为：粒度1~8mm的棕刚玉颗粒料60份，

粒度0.1~1mm的板状刚玉颗粒料5份，

纳米级铬精矿微粉1份，

纳米级电熔莫来石粉微粉5份，

粒度0.1~1mm碳化硅粉料11份，

200~320目棕刚玉粉料11份；

500目活性氧化铝粉料7份，

5000~6000目硅微粉4份，

200目氧化铬绿1份，

纯铝酸钙水泥13份，

三聚磷酸钠0.09份，

六偏磷酸钠0.09份，

不锈钢纤维3份，

聚丙烯防爆纤维0.06份。

4.根据权利要求1所述的低温固化耐磨浇注料，其特征在于：所述原料的重量份配比为：粒度1~8mm的棕刚玉颗粒料55份，

粒度0.1~1mm的板状刚玉颗粒料8份，

纳米级铬精矿微粉0.8份，

纳米级电熔莫来石粉微粉4份，

粒度0.1~1mm碳化硅粉料9份，

200~320目棕刚玉粉料8份；

500目活性氧化铝粉料5份，

5000~6000目硅微粉3份，

200目氧化铬绿0.8份，

纯铝酸钙水泥9份，

三聚磷酸钠0.08份，

六偏磷酸钠0.07份，

不锈钢纤维2份，

聚丙烯防爆纤维0.05份。