CN105314989A - 一种铁水包工作衬用耐火喷补料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铁水包工作衬用耐火喷补料及其制备方法，它是由下列重量份数的原料制备而成的：烧结莫来石20至50份，叶蜡石5至30份，黑碳化硅10至25份，电熔白刚玉8至15份，纯铝酸钙水泥5至12份，煅烧氧化铝微粉5至8份，膨胀剂3至10份，绢云母粉2至4份，二氧化硅微粉1至5份，抗氧化剂1至3份，有机防爆裂纤维0.05至0.2份，复合高效减水剂0.2至0.3份；大大缩短了施工维护工期、降低了施工维护工人劳动强度；具有良好的快速烧结性能、结合强度高、耐高温铁水冲刷性能、抗渣铁侵蚀性能，热震稳定性，可有效延长铁水包工作衬使用寿命及生产安全；从而降低了铁水包工作衬的综合运行成本。
Description
技术领域
本发明属于耐火材料领域，具体涉及一种喷补料，特别涉及一种铁水包工作衬用耐火喷补料及其制备方法。
背景技术
在钢铁冶炼行业生产运行过程中，铁水包工作衬层耐材一般采用粘土砖、高铝质耐火砖、铝碳质耐火砖等耐火定型产品砌筑施工方式。在使用过程中由于耐火砖存在耐压强度低、气孔率较高、抗侵蚀性能及抗氧化性能差等，且施工劳动强度大，砖与砖缝隙难以控制一致，造成维修不方便，致使耐火砖的使用寿命不高。目前铁水包工作衬耐火砖使用寿命仅只有500至800次，随着钢铁冶炼技术的快速发展，对铁水包工作衬耐火材料提出了长寿命及更高要求，尤其是其工作衬层受高温铁水热冲击损耗较快，维修周期长，影响工作衬层耐材的整体使用寿命。这种情况下，急需开发一种施工维护简便，材料成本低，抗侵蚀性能好、抗氧化性能、耐冲刷性能优良的工作衬层耐火材料。现有技术的铁水包工作衬用高铝质耐火砖、铝碳质耐火砖生产工艺复杂、施工维护周期长、施工维护劳动强度大、使用寿命短及综合成本高等因素。
专利名称为“一种铁水包用的耐火修补料及其制备方法”的中国发明专利（CN101367667）提供了一种铁水包用的耐火修补料及其制备方法，其特征为以刚玉、矾土、焦宝石中的一种或几种作为修补料基体55至90％、碳化硅1至35％、氧化硅微粉或/和氧化铝微粉3至15％、铝酸钙水泥0.5至15％、三聚磷酸钠或六偏磷酸钠0.01至3％、纤维素钠或海藻酸钠0.001至2％。与本发明有较相比具有实质性的不同之处。目前尚没有检索到与本技术完全相同的关于铁水包工作衬用耐火喷补料制备方法方面的文献与公开发明专利。
发明内容
本发明针对上述现有技术中所存在的不足之处，在充分利用资源、节能降耗前提下，为了满足和延长铁水包工作衬层耐材使用寿命及施工维护方便等要求，特提供了一种铁水包工作衬用耐火喷补料及其制备方法。
本发明的技术方案是这样实现的：一种铁水包工作衬用耐火喷补料，它是由下列重量份数的原料制备而成的：烧结莫来石20至50份，叶蜡石5至30份，黑碳化硅10至25份，电熔白刚玉8至15份，纯铝酸钙水泥5至12份，煅烧氧化铝微粉5至8份，膨胀剂3至10份，绢云母粉2至4份，二氧化硅微粉1至5份，抗氧化剂1至3份，有机防爆裂纤维0.05至0.2份，复合高效减水剂0.2至0.3份。
所述的烧结莫来石是由粒度3至5mm、1至3mm和0.1至1㎜的三种原料组成，烧结莫来石中氧化铝总含量≥70%；所述的叶腊石是由粒度3至5mm和1至3mm的两种原料组成，叶腊石中氧化铝总含量≥20%；所述的黑碳化硅是由粒度0.08至1mm和＜0.074mm的两种原料组成，黑碳化硅中SiC总含量≥95%；所述的电熔白刚玉是由粒度0.08至1mm和＜0.088mm的两种原料组成,电熔白刚玉中氧化铝含量为≥99%；所述的纯铝酸钙水泥粒度＜0.044mm,纯铝酸钙水泥中氧化铝含量为≥70%；所述的煅烧氧化铝微粉粒度＜3μm，煅烧氧化铝微粉中氧化铝含量为≥99%；所述的膨胀剂为硅线石，粒度为0.1至1mm,膨胀剂中氧化铝含量为≥50%；所述的绢云母粉粒度＜0.074mm，绢云母中氧化铝含量为≥30%；所述的二氧化硅微粉粒度＜1μm，二氧化硅微粉中二氧化硅含量为≥95%。
所述的抗氧化剂是由质量百分数40%至80%的金属硅和质量百分数20%至60%的金属铝组成；所述的有机防爆裂纤维是由熔点为80℃的防爆纤维组成的；所述的复合高效减水剂是由质量百分数40%至70%的三聚磷酸钠（无机减水剂）和质量百分数30%至60%的FDN(有机高效减水剂）组成。
一种如上所述的铁水包工作衬用耐火喷补料的制备方法，其制备方法如下：首先根据上述配方配料,将烧结莫来石、叶蜡石、黑碳化硅、电容白刚玉、纯铝酸钙水泥、煅烧氧化铝微粉、膨胀剂、绢云母粉、二氧化硅微粉和抗氧化剂一起加入混合机中搅拌混合，时间为2至3分钟，然后再依次加入复合高效减水剂和有机防爆裂纤维，搅拌混合，时间为3至5分钟,得喷补料产品；最后把混合均匀制备好的喷补料产品称量后装入防潮包装袋中,密封后存放干燥处,待发运至铁水包现场使用。
本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果：首先，与现有技术对比，本发明制备方法简单,易于实现；施工方法简便，工序少、大大缩短了施工维护工期、降低了施工维护工人劳动强度；其次，本发明具有良好的快速烧结性能、结合强度高、耐高温铁水冲刷性能、抗渣铁侵蚀性能，热震稳定性，可有效延长铁水包工作衬使用寿命及生产安全；再次，本发明材料成本和施工费用大大下降，从而降低了铁水包工作衬的综合运行成本；另外，本发明采用烧结莫来石、叶蜡石、黑碳化硅、电熔白刚玉、纯铝酸钙水泥、煅烧氧化铝微粉等原料，经优化配比组成并提高材料的高温结合强度及耐高温冲刷性能，制备工艺和施工维护方法简便，可取代现有铁水包工作衬使用的粘土砖、高铝质耐火砖、铝碳质耐火砖及施工维护方式，并显著提高了对高温铁水溶液的抗侵蚀性能，具有良好的快速烧结性能、结合强度高、抗击铁水冲刷性能优良，材料消耗及综合成本降低特点；简便了铁水包工作衬施工维护方法，该方法工序少，成本低，缩短了施工维护周期和降低了工人劳动强度，广泛用于各种型号铁水包与高温铁水熔液接触部位及要求抗冲刷性及抗侵蚀性强的工作衬层等部位，能有效提高和延长工作衬使用寿命提升1300至1800次以上，节能降耗效果显著等特点；本发明延长铁水包工作衬耐材使用寿命及提高材料性能和降低综合运行成本；本发明简便铁水包工作衬层施工维护方法，缩短施工维护周期和降低施工维护工人劳动强度。
具体实施方式
一种铁水包工作衬用耐火喷补料，它是由下列重量份数的原料制备而成的：烧结莫来石20至50份，叶蜡石5至30份，黑碳化硅10至25份，电熔白刚玉8至15份，纯铝酸钙水泥5至12份，煅烧氧化铝微粉5至8份，膨胀剂3至10份，绢云母粉2至4份，二氧化硅微粉1至5份，抗氧化剂1至3份，有机防爆裂纤维0.05至0.2份，复合高效减水剂0.2至0.3份。所述的烧结莫来石是由粒度3至5mm、1至3mm和0.1至1㎜的三种原料组成，烧结莫来石中氧化铝总含量≥70%；所述的叶腊石是由粒度3至5mm和1至3mm的两种原料组成，叶腊石中氧化铝总含量≥20%；所述的黑碳化硅是由粒度0.08至1mm和＜0.074mm的两种原料组成，黑碳化硅中SiC总含量≥95%；所述的电熔白刚玉是由粒度0.08至1mm和＜0.088mm的两种原料组成,电熔白刚玉中氧化铝含量为≥99%；所述的纯铝酸钙水泥粒度＜0.044mm,纯铝酸钙水泥中氧化铝含量为≥70%；所述的煅烧氧化铝微粉粒度＜3μm，煅烧氧化铝微粉中氧化铝含量为≥99%；所述的膨胀剂为硅线石，粒度为0.1至1mm,膨胀剂中氧化铝含量为≥50%；所述的绢云母粉粒度＜0.074mm，绢云母中氧化铝含量为≥30%；所述的二氧化硅微粉粒度＜1μm，二氧化硅微粉中二氧化硅含量为≥95%。所述的抗氧化剂是由质量百分数40%至80%的金属硅和质量百分数20%至60%的金属铝组成；所述的有机防爆裂纤维是由熔点为80℃的防爆纤维组成的；所述的复合高效减水剂是由质量百分数40%至70%的三聚磷酸钠（无机减水剂）和质量百分数30%至60%的FDN(有机高效减水剂）组成。
一种如上所述的铁水包工作衬用耐火喷补料的制备方法，其制备方法如下：首先根据上述配方配料,将烧结莫来石、叶蜡石、黑碳化硅、电容白刚玉、纯铝酸钙水泥、煅烧氧化铝微粉、膨胀剂、绢云母粉、二氧化硅微粉和抗氧化剂一起加入混合机中搅拌混合，时间为2至3分钟，然后再依次加入复合高效减水剂和有机防爆裂纤维，搅拌混合，时间为3至5分钟,得喷补料产品；最后把混合均匀制备好的喷补料产品称量后装入防潮包装袋中,密封后存放干燥处,待发运至铁水包现场使用。
实施例1：按重量份数；烧结莫来石50份，叶腊石10份，黑碳化硅15份，电熔白刚玉8份，纯铝酸钙水泥8份，煅烧氧化铝微粉6份，膨胀剂6份，绢云母粉2.5份，二氧化硅微粉2份，抗氧化剂1.5份，外加有机防爆裂纤维0.2份，外加复合高效减水剂0.25份。
所述的烧结莫来石是由粒度3至5mm、1至3mm和0.1至1㎜的三种原料组成，烧结莫来石中氧化铝总含量≥70%；所述的叶腊石是由粒度3至5mm和1至3mm的两种原料组成，叶腊石中氧化铝总含量≥20%；所述的黑碳化硅是由粒度0.08至1mm和＜0.074mm的两种原料组成，黑碳化硅中SiC总含量≥95%；所述的电熔白刚玉是由粒度0.08至1mm和＜0.088mm的两种原料组成,电熔白刚玉中氧化铝含量为≥99%；所述的纯铝酸钙水泥粒度＜0.044mm,纯铝酸钙水泥中氧化铝含量为≥70%；所述的煅烧氧化铝微粉粒度＜3μm，煅烧氧化铝微粉中氧化铝含量为≥99%；所述的膨胀剂为硅线石，粒度为0.1至1mm,膨胀剂中氧化铝含量为≥50%；所述的绢云母粉粒度＜0.074mm，绢云母中氧化铝含量为≥30%；所述的二氧化硅微粉粒度＜1μm，二氧化硅微粉中二氧化硅含量为≥95%。所述的抗氧化剂是由质量百分数40%至80%的金属硅和质量百分数20%至60%的金属铝组成；所述的有机防爆裂纤维是由熔点为80℃的防爆纤维组成的；所述的复合高效减水剂是由质量百分数40%至70%的三聚磷酸钠（无机减水剂）和质量百分数30%至60%的FDN(有机高效减水剂）组成。
首先根据上述配方配料,将烧结莫来石、叶蜡石、黑碳化硅、电容白刚玉、纯铝酸钙水泥、煅烧氧化铝微粉、膨胀剂、绢云母粉、二氧化硅微粉和抗氧化剂一起加入混合机中搅拌混合，时间为2至3分钟，然后再依次加入复合高效减水剂和有机防爆裂纤维，搅拌混合，时间为3至5分钟,得喷补料产品；最后把混合均匀制备好的喷补料产品称量后装入防潮包装袋中,密封后存放干燥处,待发运至铁水包现场使用。
实施例2：按重量份数；烧结莫来石24份，叶腊石30份，黑碳化硅20份，电熔白刚玉15份，纯铝酸钙水泥5份，煅烧氧化铝微粉8份，膨胀剂5份，绢云母粉2份，二氧化硅微粉2份，抗氧化剂2份，外加有机防爆裂纤维0.2份，外加复合高效减水剂0.25份。
所述的烧结莫来石是由粒度3至5mm、1至3mm和0.1至1㎜的三种原料组成，烧结莫来石中氧化铝总含量≥70%；所述的叶腊石是由粒度3至5mm和1至3mm的两种原料组成，叶腊石中氧化铝总含量≥20%；所述的黑碳化硅是由粒度0.08至1mm和＜0.074mm的两种原料组成，黑碳化硅中SiC总含量≥95%；所述的电熔白刚玉是由粒度0.08至1mm和＜0.088mm的两种原料组成,电熔白刚玉中氧化铝含量为≥99%；所述的纯铝酸钙水泥粒度＜0.044mm,纯铝酸钙水泥中氧化铝含量为≥70%；所述的煅烧氧化铝微粉粒度＜3μm，煅烧氧化铝微粉中氧化铝含量为≥99%；所述的膨胀剂为硅线石，粒度为0.1至1mm,膨胀剂中氧化铝含量为≥50%；所述的绢云母粉粒度＜0.074mm，绢云母中氧化铝含量为≥30%；所述的二氧化硅微粉粒度＜1μm，二氧化硅微粉中二氧化硅含量为≥95%。所述的抗氧化剂是由质量百分数40%至80%的金属硅和质量百分数20%至60%的金属铝组成；所述的有机防爆裂纤维是由熔点为80℃的防爆纤维组成的；所述的复合高效减水剂是由质量百分数40%至70%的三聚磷酸钠（无机减水剂）和质量百分数30%至60%的FDN(有机高效减水剂）组成。
首先根据上述配方配料,将烧结莫来石、叶蜡石、黑碳化硅、电容白刚玉、纯铝酸钙水泥、煅烧氧化铝微粉、膨胀剂、绢云母粉、二氧化硅微粉和抗氧化剂一起加入混合机中搅拌混合，时间为2至3分钟，然后再依次加入复合高效减水剂和有机防爆裂纤维，搅拌混合，时间为3至5分钟,得喷补料产品；最后把混合均匀制备好的喷补料产品称量后装入防潮包装袋中,密封后存放干燥处,待发运至铁水包现场使用。
实施例3：按重量份数；烧结莫来石35份，叶腊石20份，黑碳化硅25份，电熔白刚玉8份，纯铝酸钙水泥5份，煅烧氧化铝微粉5份，膨胀剂3份，绢云母粉2份，二氧化硅微粉1份，抗氧化剂1份，外加有机防爆裂纤维0.1份，外加复合高效减水剂0.2份。
所述的烧结莫来石是由粒度3至5mm、1至3mm和0.1至1㎜的三种原料组成，烧结莫来石中氧化铝总含量≥70%；所述的叶腊石是由粒度3至5mm和1至3mm的两种原料组成，叶腊石中氧化铝总含量≥20%；所述的黑碳化硅是由粒度0.08至1mm和＜0.074mm的两种原料组成，黑碳化硅中SiC总含量≥95%；所述的电熔白刚玉是由粒度0.08至1mm和＜0.088mm的两种原料组成,电熔白刚玉中氧化铝含量为≥99%；所述的纯铝酸钙水泥粒度＜0.044mm,纯铝酸钙水泥中氧化铝含量为≥70%；所述的煅烧氧化铝微粉粒度＜3μm，煅烧氧化铝微粉中氧化铝含量为≥99%；所述的膨胀剂为硅线石，粒度为0.1至1mm,膨胀剂中氧化铝含量为≥50%；所述的绢云母粉粒度＜0.074mm，绢云母中氧化铝含量为≥30%；所述的二氧化硅微粉粒度＜1μm，二氧化硅微粉中二氧化硅含量为≥95%。所述的抗氧化剂是由质量百分数40%至80%的金属硅和质量百分数20%至60%的金属铝组成；所述的有机防爆裂纤维是由熔点为80℃的防爆纤维组成的；所述的复合高效减水剂是由质量百分数40%至70%的三聚磷酸钠（无机减水剂）和质量百分数30%至60%的FDN(有机高效减水剂）组成。
首先根据上述配方配料,将烧结莫来石、叶蜡石、黑碳化硅、电容白刚玉、纯铝酸钙水泥、煅烧氧化铝微粉、膨胀剂、绢云母粉、二氧化硅微粉和抗氧化剂一起加入混合机中搅拌混合，时间为2至3分钟，然后再依次加入复合高效减水剂和有机防爆裂纤维，搅拌混合，时间为3至5分钟,得喷补料产品；最后把混合均匀制备好的喷补料产品称量后装入防潮包装袋中,密封后存放干燥处,待发运至铁水包现场使用。
实施例4：按重量份数；烧结莫来石30份，叶腊石15份，黑碳化硅20份，电熔白刚玉10份，纯铝酸钙水泥5份，煅烧氧化铝微粉6份，膨胀剂8份，绢云母粉3份，二氧化硅微粉2份，抗氧化剂2份，外加有机防爆裂纤维0.1份，外加复合高效减水剂0.2份。
所述的烧结莫来石是由粒度3至5mm、1至3mm和0.1至1㎜的三种原料组成，烧结莫来石中氧化铝总含量≥70%；所述的叶腊石是由粒度3至5mm和1至3mm的两种原料组成，叶腊石中氧化铝总含量≥20%；所述的黑碳化硅是由粒度0.08至1mm和＜0.074mm的两种原料组成，黑碳化硅中SiC总含量≥95%；所述的电熔白刚玉是由粒度0.08至1mm和＜0.088mm的两种原料组成,电熔白刚玉中氧化铝含量为≥99%；所述的纯铝酸钙水泥粒度＜0.044mm,纯铝酸钙水泥中氧化铝含量为≥70%；所述的煅烧氧化铝微粉粒度＜3μm，煅烧氧化铝微粉中氧化铝含量为≥99%；所述的膨胀剂为硅线石，粒度为0.1至1mm,膨胀剂中氧化铝含量为≥50%；所述的绢云母粉粒度＜0.074mm，绢云母中氧化铝含量为≥30%；所述的二氧化硅微粉粒度＜1μm，二氧化硅微粉中二氧化硅含量为≥95%。所述的抗氧化剂是由质量百分数40%至80%的金属硅和质量百分数20%至60%的金属铝组成；所述的有机防爆裂纤维是由熔点为80℃的防爆纤维组成的；所述的复合高效减水剂是由质量百分数40%至70%的三聚磷酸钠（无机减水剂）和质量百分数30%至60%的FDN(有机高效减水剂）组成。
首先根据上述配方配料,将烧结莫来石、叶蜡石、黑碳化硅、电容白刚玉、纯铝酸钙水泥、煅烧氧化铝微粉、膨胀剂、绢云母粉、二氧化硅微粉和抗氧化剂一起加入混合机中搅拌混合，时间为2至3分钟，然后再依次加入复合高效减水剂和有机防爆裂纤维，搅拌混合，时间为3至5分钟,得喷补料产品；最后把混合均匀制备好的喷补料产品称量后装入防潮包装袋中,密封后存放干燥处,待发运至铁水包现场使用。
本发明铁水包工作衬用耐火喷补料经过110℃×24h干燥后常温耐压强度为35至60MPa；经过110℃×24h干燥后常温抗折强度为5至8.5MPa；经过1450℃×3h烧后耐压强度为60至90MPa；经过1450℃×3h烧后抗折强度为8至12MPa；经过450℃×3h烧后永久线变化率为0.05至0.3%。
Claims (4)
1.一种铁水包工作衬用耐火喷补料，其特征在于，它是由下列重量份数的原料制备而成的：烧结莫来石20至50份，叶蜡石5至30份，黑碳化硅10至25份，电熔白刚玉8至15份，纯铝酸钙水泥5至12份，煅烧氧化铝微粉5至8份，膨胀剂3至10份，绢云母粉2至4份，二氧化硅微粉1至5份，抗氧化剂1至3份，有机防爆裂纤维0.05至0.2份，复合高效减水剂0.2至0.3份。
2.根据权利要求1所述的铁水包工作衬用耐火喷补料，其特征在于：所述的烧结莫来石是由粒度3至5mm、1至3mm和0.1至1㎜的三种原料组成，烧结莫来石中氧化铝总含量≥70%；所述的叶腊石是由粒度3至5mm和1至3mm的两种原料组成，叶腊石中氧化铝总含量≥20%；所述的黑碳化硅是由粒度0.08至1mm和＜0.074mm的两种原料组成，黑碳化硅中SiC总含量≥95%；所述的电熔白刚玉是由粒度0.08至1mm和＜0.088mm的两种原料组成,电熔白刚玉中氧化铝含量为≥99%；所述的纯铝酸钙水泥粒度＜0.044mm,纯铝酸钙水泥中氧化铝含量为≥70%；所述的煅烧氧化铝微粉粒度＜3μm，煅烧氧化铝微粉中氧化铝含量为≥99%；所述的膨胀剂为硅线石，粒度为0.1至1mm,膨胀剂中氧化铝含量为≥50%；所述的绢云母粉粒度＜0.074mm，绢云母中氧化铝含量为≥30%；所述的二氧化硅微粉粒度＜1μm，二氧化硅微粉中二氧化硅含量为≥95%。
3.根据权利要求1所述的铁水包工作衬用耐火喷补料，其特征在于：所述的抗氧化剂是由质量百分数40%至80%的金属硅和质量百分数20%至60%的金属铝组成；所述的有机防爆裂纤维是由熔点为80℃的防爆纤维组成的；所述的复合高效减水剂是由质量百分数40%至70%的三聚磷酸钠（无机减水剂）和质量百分数30%至60%的FDN(有机高效减水剂）组成。
4.一种如权利要求1所述的铁水包工作衬用耐火喷补料的制备方法，其特征在于，其制备方法如下：首先根据上述配方配料,将烧结莫来石、叶蜡石、黑碳化硅、电容白刚玉、纯铝酸钙水泥、煅烧氧化铝微粉、膨胀剂、绢云母粉、二氧化硅微粉和抗氧化剂一起加入混合机中搅拌混合，时间为2至3分钟，然后再依次加入复合高效减水剂和有机防爆裂纤维，搅拌混合，时间为3至5分钟,得喷补料产品；最后把混合均匀制备好的喷补料产品称量后装入防潮包装袋中,密封后存放干燥处,待发运至铁水包现场使用。
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