CN105272276B - 一种铜冶炼溜槽用浇注料 - Google Patents

一种铜冶炼溜槽用浇注料 Download PDF

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Abstract

本发明介绍了一种铜冶炼溜槽用浇注料,3mm‑1mm碳化硅35%‑45%、颗1mm‑0mm碳化硅20%‑30%、0.088mm碳化硅细粉0%‑6%、325目氮化硅细粉4%‑8%、80目改性碳素细粉4%‑6%、0.088mm烧结莫来石细粉0%‑5%、铝酸盐水泥质5%‑10%、硅灰3%‑5%、α氧化铝微粉4%‑8%,复合外加剂2.0%‑4.0%。本发明用铜冶炼溜槽用浇注料,抗金属铜侵蚀渗透性能好,铜冶炼溜槽整体性强、强度高,铜冶炼溜槽使用寿命是目前产品的5‑6倍。

Description

一种铜冶炼溜槽用浇注料
技术领域
[0001] 本发明涉及一种安装砌筑在铜冶炼阳极炉、底吹炉、闪速吹炼和竖炉溜槽用长寿 命浇注料及其制备方法,特别是一种铜冶炼溜槽用浇注料。
背景技术
[0002] 有色金属铜、铅和锌因其高温下粘度低,金属渗透性强,因此使用寿命较低。目前 国内对钢铁、建材和铝行业的不定型材料研究较多,并且高新技术产品较多,目前市场竞争 较为激烈,而作为有色金属铜、铅和锌因其所用不定型耐火材料较少,传统习惯以定型制品 为主,因此在该行业不定型耐火材料研究较少,不定型材料替代定型材料工作相对滞后。
[0003] 有色金属铜在冶炼和熔炼转运过程中都要用到金属溶液的溜槽,钢铁行业的高炉 铁沟,混铁炉、鱼雷车的溜槽,中间包的流钢槽和电炉的流钢槽因其消耗量大,故而目前在 该领域研究的较多,目前的高技术产品已经完全能满足使用。而做为有色金属铜金属熔液 的溜槽目前大部分还是采用粘土砖、镁砖和镁铬砖与火泥(胶泥)混合砌筑。使用寿命较低, 出现的主要问题是,砖砌结构整体性差,金属液沿砖缝渗透粘结耐材严重,冷铜残留多,易 堵塞,清理溜槽耐火层易损坏。从有色金属铜冶炼的铜冶炼阳极炉、底吹炉、闪速吹炼和竖 炉溜槽情况看,目前的砖料混合砌筑结构使用寿命在5-10小时。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种铜冶炼溜槽用浇注料,用铜冶炼溜槽用浇 注料浇注成型为预制块代替目前铜冶炼溜槽采用的粘土砖、镁铬砖、镁砖和高铝砖并使用 同材质的耐火胶泥砌筑,避免了粘土砖、镁铬砖、镁砖和高铝砖砌筑所产生的砖缝,同时铜 冶炼溜槽用浇注料具有非常好的抗金属铜侵蚀渗透性能,该材料为非氧化物,和金属铜液 润湿角较大,能够做到不和金属铜熔液粘结,同时铜冶炼溜槽整体性强、强度高,极大地提 高铜冶炼溜槽的耐用性。
[0005] 为了实现解决上述技术问题的目的,本发明采用了如下技术方案:
[0006] —种铜冶炼溜槽用浇注料,为如下质量百分比组成的混合物:颗粒粒度为 的碳化硅颗粒质量百分比35%-45%、颗粒粒度为Imm-Omm的碳化硅颗粒质量百分比20%-30%、 粒度小于等于〇. 〇88mm碳化硅细粉质量百分比0%-6%、粒度小于等于325目氮化硅细粉质量 百分比4%-8%、80目改性碳素细粉质量百分比4%-6%、颗粒粒度小于等于0.088mm的烧结莫来 石细粉质量百分比〇%_5%、铝酸盐水泥质量百分比5%_10%、硅灰质量百分比3%_5%、α氧化铝 微粉质量百分比4%_8%和复合外加剂2.0%-4.0%,上述物质的质量百分比总量为100%。
[0007] 具体的,所述的改性碳素细粉的改性方法为:在小于等于80目细粉鳞片石墨细粉 或者炭黑加入石墨或者炭黑细粉质量5_30wt %的磷酸盐和二氧化硅微粉的混合物,磷酸盐 和二氧化硅微粉的加入质量比例为:1:30。搅拌均匀后制成混合粉料,然后将混合粉料在埋 碳气氛中于700°C条件下处理1〜3小时。
[0008] 具体的,所述的碳化硅的规格为化学成分碳化硅含量大于等于97%。
[0009] 具体的,所述的氮化硅的规格为化学成分氮化硅含量大于等于93%。
[0010] 具体的,所述的烧结莫来石颗粒与细粉的规格为化学成分氧化铝含量为大于等于 70% 〇
[0011] 具体的,所述的复合添加剂为减水剂、分散剂、抗氧化剂和烧结剂的混合物,减水 剂的量为复合添加剂总质量的15%,分散剂的量为复合添加剂总质量的5%,抗氧化剂的量为 复合添加剂总质量的60%,烧结剂的量为复合添加剂总质量的20%。
[0012]具体的,所述的减水剂为六偏磷酸钠和高效减水剂SM,分散剂为三聚磷酸钠、抗氧 化剂为金属硅,烧结剂为碳化硼。进一步具体的,六偏磷酸钠和高效减水剂SM的质量比为1: 2〇
[0013] 复合外加中的具体的减水剂、分散剂、抗氧化剂和烧结剂所占总量质量百分比为: 减水剂六偏磷酸钠占总量质量百分比为〇. 15%,高效减水剂SM占总量质量百分比为0.3%,分 散剂三聚磷酸钠占总量质量百分比为〇. 15%,抗氧化剂金属娃占总量质量百分比为1.8%,烧 结剂碳化硼总量质量百分比为〇. 6%。
[0014] 本专利所述的高效减水剂SM,是指常用于混凝土领域的SM减水剂,是以磺化三聚 氰胺甲醛树脂为主要组成份的高分子聚合物,经离心喷雾干燥而成的活性干粉。
[0015] 铜冶炼溜槽用浇注料的制备包括:
[0016] 1、改性碳素材料的制备:在鳞片石墨细粉或者炭黑中,加入小于等于80目石墨细 粉或者炭黑质量5_30wt%的磷酸盐和二氧化硅微粉的混合物,搅拌均匀后制成混合粉料, 然后将混合粉料在埋碳气氛中于700°C条件下处理1〜3小时。进一步具体的,磷酸盐和二氧 化硅微粉的加入质量比例为:1:30。
[0017] 2、按照 的碳化娃颗粒 3mm-lmm35%-44.5%、Imm-Omm 的碳化娃颗粒 20%_30%、 颗粒粒度小于等于〇. 〇88mm化娃细粉0%_6%、颗粒粒度小于等于325目氮化娃细粉4%_8%、颗 粒粒度小于等于80目改性碳素细粉4%-6%、颗粒粒度小于等于0.088mm的烧结莫来石细粉 0%-5%、铝酸盐水泥5%-10%、硅灰3%-5%、α氧化铝微粉5%-8%,复合添加剂2.0%-4%的复合添加 剂,复合添加剂为减水剂、分散剂、抗氧化剂和烧结剂;称量完毕后,加入立式强制搅拌机混 合6-8分钟,然后进行包装,即得到铜冶炼溜槽用浇注料。
[0018] 本专利所述的各种含量或者比例,如无特殊说明,均为质量含量或者质量比例。
[0019] 本申请的铜冶炼溜槽用浇注料产品,已经应用到铜冶炼企业,使用寿命是目前产 品的5-6倍,传统产品使用时间为1.5-8小时,目前同类的浇注料产品的寿命为1500小时,本 申请的铜冶炼溜槽用浇注料产品的寿命为7000-8500小时,我们生产铜冶炼阳极炉、底吹 炉、闪速吹炼和竖炉溜槽,使用铜冶炼溜槽用浇注料溜槽寿命提高到7000小时以上,因此该 浇注料为具有高新技术含量的耐火材料新产品。
[0020] 通过采用上述技术方案,本发明具有以下的有益效果:
[0021] 本发明用铜冶炼溜槽用浇注料,具有非常好的抗金属铜侵蚀渗透性能,材料和金 属铜液润湿角较大,能够做到不和铜液粘结,同时采用浇注料浇注溜槽后,铜冶炼溜槽整体 性强、强度高,极大地提高了铜冶炼溜槽的耐用性;在铜冶炼企业其所制备的铜冶炼溜槽使 用寿命是目前产品的5-6倍,在生产铜冶炼阳极炉、底吹炉、闪速吹炼和竖炉溜槽中,使用铜 冶炼溜槽用浇注料溜槽寿命提高到7000小时以上,因此该浇注料为具有高新技术含量的耐 火材料新产品。
[0022] 采用在高温下和金属铜液不粘结的浇注料代替高温下容易粘结金属铜液的粘土 砖、高铝砖、镁砖、镁铬砖和与之配套的粘土、高铝、镁质、镁铬质粘结胶泥(泥衆),避免了在 高温下金属铜液和定型耐火砖的粘结而导致耐火材料的损坏,从而提高了铜冶炼溜槽使用 使用寿命。采用浇注料浇注铜冶炼溜槽,避免了粘土砖、高铝砖、镁砖、镁铬砖和与之配套的 粘土、高铝、镁质、镁铬质粘结胶泥(泥浆)砌筑所产生的砖缝,从而保证了高温下耐火材料 的整体性,使金属铜液不会沿砖缝渗漏而导致溜槽寿命较低的问题。
[0023] 选取的原料组成合理,易于推广使用;所用原料具有多种不同粒度区间,制造方法 简单易行,非常有利于产业化生产制造和节能降耗。目前此材料生产技术在国内处于空白, 因此该专利技术具有广阔的市场。
[0024] 理化指标
Figure CN105272276BD00051
具体实施方式
[0026] 下面结合实施例对本专利进一步解释说明。但本专利的保护范围不限于具体的实 施方式。
[0027] 实施例1
[0028] 的碳化娃颗粒40%、Imm-Omm的碳化娃颗粒30%,颗粒粒度小于等于0.088mm 的碳化硅细粉3%,颗粒粒度小于等于325目的氮化硅细粉4%,-80目的改性碳素细粉5%,颗粒 粒度小于等于〇.〇88mm的烧结莫来石细粉2%,错酸盐水泥5%,硅灰3%,α氧化铝微粉5%和3%的 复合添加剂,然后将称量准确以上原材料加入立式强制搅拌机混合6-8分钟,然后进行包 装。
[0029] 其中添加复合外加剂具体所占总量质量百分比为:减水剂六偏磷酸钠占总量质量 百分比为0.15%,高效减水剂SM占总量质量百分比为0.3%,分散剂三聚磷酸钠占总量质量百 分比为0.15%,抗氧化剂金属硅占总量质量百分比为1.8%,烧结剂碳化硼总量质量百分比为 0.6% 〇
[0030] 改性碳素细粉的改性制作方法为:在小于等于80目鳞片石墨细粉加入小于等于80 目石墨细粉质量15wt %的磷酸盐和二氧化硅微粉的混合物,磷酸盐和二氧化硅微粉的加入 比例为:1:30。搅拌均匀后制成混合粉料,然后将混合粉料在埋碳气氛中于700°C条件下处 理3小时。
[0031] 在铜冶炼溜槽用浇注料制备耐火层,使用寿命为7000小时后,仍能满足冶炼要求。
[0032] 实施例2
[0033] 的碳化娃颗粒40%、Imm-Omm的碳化娃颗粒30%,颗粒粒度小于等于0.088mm 的碳化硅细粉3%,325目的氮化硅细粉3%,小于等于80目的改性碳素细粉4%,颗粒粒度小于 等于0.088mm的烧结莫来石细粉2%,铝酸盐水泥7%,硅灰3%,α氧化铝微粉5%,3%的复合添加 剂,然后将称量准确以上原材料加入立式强制搅拌机混合6-8分钟,然后进行包装。然后将 称量准确以上原材料和外加剂加入立式强制搅拌机混合6-8分钟,然后进行包装。
[0034] 添加复合外加剂具体所占总量质量百分比为:减水剂六偏磷酸钠占总量质量百分 比为0.15%,高效减水剂SM占总量质量百分比为0.3%,分散剂三聚磷酸钠占总量质量百分比 为0.15%,抗氧化剂金属硅占总量质量百分比为1.8%,烧结剂碳化硼总量质量百分比为 0.6% 〇
[0035] 改性碳素细粉的改性方法为:在小于等于80目鳞片石墨细粉或者炭黑中,加入石 墨细粉或者炭黑质量15wt%的磷酸盐和二氧化硅微粉的混合物,磷酸盐和二氧化硅微粉的 加入比例为:1:30。搅拌均匀后制成混合粉料,然后将混合粉料在埋碳气氛中于700°C条件 下处理1〜3小时。
[0036] 在铜冶炼溜槽用浇注料制备耐火层,使用寿命为7000小时后,仍能满足冶炼要求。
[0037] 实施例3
[0038] 的碳化娃颗粒45%、Imm-Omm的碳化娃颗粒25%,颗粒粒度小于等于0.088mm 的碳化硅细粉4%,-325目的氮化硅细粉5%,-80目的改性碳素细粉4%,颗粒粒度小于等于 0.088mm的烧结莫来石细粉1%,铝酸盐水泥6%,硅灰3%,α氧化铝微粉4%,3%的复合添加剂,然 后将称量准确以上原材料加入立式强制搅拌机混合6-8分钟,然后进行包装。然后将称量准 确以上原材料和外加剂加入立式强制搅拌机混合6-8分钟,然后进行包装。
[0039] 添加复合外加剂具体所占总量质量百分比为:减水剂六偏磷酸钠占总量质量百分 比为0.15%,高效减水剂SM占总量质量百分比为0.3%,分散剂三聚磷酸钠占总量质量百分比 为0.15%,抗氧化剂金属硅占总量质量百分比为1.8%,烧结剂碳化硼总量质量百分比为 0.6% 〇
[0040] 改性碳素细粉的改性方法为:在小于等于80目鳞片石墨细粉或者炭黑中,加入石 墨细粉或者炭黑质量15wt%的磷酸盐和二氧化硅微粉的混合物,磷酸盐和二氧化硅微粉的 加入比例为:1:30,搅拌均匀后制成混合粉料,然后将混合粉料在埋碳气氛中于700°C条件 下处理1〜3小时。
[0041] 在铜冶炼溜槽用浇注料制备耐火层,使用寿命为7000小时后,仍能满足冶炼要求。

Claims (5)

1. 一种铜冶炼溜槽用浇注料,其特征是:铜冶炼溜槽用浇注料为如下质量百分比组成 的混合物:颗粒粒度为的碳化娃颗粒质量百分比35%-45%、颗粒粒度为Imm-Omm的碳 化硅颗粒质量百分比20%-30%、粒度小于等于0.088mm碳化硅细粉质量百分比0%-6%、粒度小 于等于325目氮化硅细粉质量百分比4%-8%、80目改性碳素细粉质量百分比4%-6%、颗粒粒度 小于等于〇.〇88mm的烧结莫来石细粉质量百分比0%-5%、铝酸盐水泥质量百分比5%-10%、硅 灰质量百分比3%_5%、α氧化铝微粉质量百分比4%_8%和复合外加剂2.0%_4.0%,上述物质的 质量百分比总量为1 〇〇%; 改性碳素细粉的改性方法为:在小于等于80目细粉鳞片石墨细粉或者炭黑加入石墨或 者炭黑细粉质量5_30wt %的磷酸盐和二氧化硅微粉的混合物,磷酸盐和二氧化硅微粉的加 入质量比例为:1: 30 ;搅拌均匀后制成混合粉料,然后将混合粉料在埋碳气氛中于700°C条 件下处理1〜3小时; 复合添加剂为减水剂、分散剂、抗氧化剂和烧结剂的混合物,减水剂的量为复合添加剂 总质量的15%,分散剂的量为复合添加剂总质量的5%,抗氧化剂的量为复合添加剂总质量的 60%,烧结剂的量为复合添加剂总质量的20%;减水剂为六偏磷酸钠和高效减水剂SM,分散剂 为三聚磷酸钠、抗氧化剂为金属硅,烧结剂为碳化硼。
2. 根据权利要求1所述铜冶炼溜槽用浇注料,其特征是:所述的碳化硅的规格为化学成 分碳化硅含量大于等于97%。
3. 根据权利要求1所述铜冶炼溜槽用浇注料,其特征是:所述的氮化硅的规格为化学成 分氮化硅含量大于等于93%。
4. 根据权利要求1所述铜冶炼溜槽用浇注料,其特征是:所述的烧结莫来石颗粒与细粉 的规格为化学成分氧化铝含量为大于等于70%。
5. 根据权利要求1所述铜冶炼溜槽用浇注料,其特征是:所述的六偏磷酸钠和高效减水 剂SM的质量比为1:2。
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