CN105541359B - 一种铁水包防溅罩用耐火浇注料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铁水包防溅罩用耐火浇注料及其制备方法。其技术方案是：以61~71wt%的铬铁渣颗粒为骨料，以11~16wt%的铬铁渣细粉、13~18wt%的Cr7C3细粉、1~4wt%的氧化锆微粉和2~5wt%的鳞片石墨微粉为基质料；按上述含量先将基质料混匀，再将混匀后的基质料加入骨料中，混合，即得混合料；然后外加所述混合料3~7wt%的硅溶胶，搅拌，成型，室温养护12~24小时；最后在90~110℃条件下保温12~24h，制得铁水包防溅罩用耐火浇注料。本发明具有成本低廉和工艺简单的特点；所制备的铁水包防溅罩用耐火浇注料致密度高、体积稳定性好和抗铁水/熔渣侵蚀性强。

Description

一种铁水包防溅罩用耐火浇注料及其制备方法
技术领域
本发明属于铁水包用浇注料技术领域。具体涉及一种铁水包防溅罩用耐火浇注料及其制备方法。
背景技术
随着钢铁冶炼工艺水平的发展，“三脱”（脱硫、脱磷、脱硅）预处理除杂已成为铁水冶炼过程中的重要环节。铁水“三脱”预处理一般在铁水包或鱼雷罐车中进行，而铁水预处理的除杂反应激烈、烟尘浓厚，致使铁水喷溅猛烈，且与鱼雷罐车不同，铁水包属于敞开式结构，因此必须使用防溅罩对铁水包进行封闭。故铁水包防溅罩需承受“三脱”预处理除杂过程中的热烟冲刷、温度波动和铁水/熔渣的侵蚀。
目前，铁水包防溅罩用耐火浇注料主要为“刚玉质浇注料”和“刚玉莫来石质浇注料”等。
采用“刚玉质浇注料”作为铁水包防溅罩用耐火材料，虽耐火度高、高温强度大、耐磨损和抗冲刷性好，抵抗铁水/熔渣的侵蚀能力也强。但由于“刚玉质浇注料”中刚玉的热膨胀系数较大，导致其缓和热应力能力较弱，抵抗温度波动能力较差，易产生结构剥落，降低了耐火材料的体积稳定性。
采用“刚玉莫来石质浇注料”作为铁水包防溅罩用耐火材料，虽高温强度大和耐磨损性能好，且莫来石的热膨胀系数与刚玉差别明显，可通过热膨胀匹配失衡所引发的微裂纹来提高制品抵抗温度波动的能力进而提高了“刚玉莫来石质浇注料”的体积稳定性。但由于“刚玉莫来石质浇注料”热膨胀系数差别所引发的微裂纹，降低了耐火材料的抗铁水/熔渣侵蚀性能。
此外，刚玉、莫来石均属于高档耐火原料，成本较高，提高了防溅罩耐火材料的开发成本。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种成本低廉、工艺简单的铁水包防溅罩用耐火浇注料的制备方法，用该方法制备的铁水包防溅罩用耐火浇注料的致密度高、体积稳定性好和抗铁水/熔渣侵蚀性强。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
以61~71wt%的铬铁渣颗粒为骨料，以11~16wt%的铬铁渣细粉、13~18wt%的Cr7C3细粉、1~4wt%的氧化锆微粉和2~5wt%的鳞片石墨微粉为基质料；按上述骨料和基质料的含量，先将基质料混匀，再将混匀后的基质料加入骨料中，混合均匀，即得混合料；然后外加所述混合料3~7wt%的硅溶胶，搅拌均匀，振动成型，室温条件下养护12~24小时；最后在90~110℃条件下保温12~24h，制得铁水包防溅罩用耐火浇注料。
所述铬铁渣为冶炼铬铁合金所产生的炉渣，所述铬铁渣颗粒的粒度为0.1~8mm，铬铁渣颗粒的主要物相为刚玉和铝铬尖晶石；铬铁渣颗粒的主要化学成分是：Al2O3为80~85wt%，Cr2O3为10~15wt%，Fe2O3≤1wt%。
所述铬铁渣颗粒为冶炼铬铁合金所产生的炉渣，所述铬铁渣细粉的粒度为0.045~0.1mm，铬铁渣细粉的主要物相为刚玉和铝铬尖晶石；铬铁渣细粉的主要化学成分是：Al2O3为80~85wt%，Cr2O3为10~15wt%，Fe2O3≤1wt%。
所述Cr7C3细粉中的Cr7C3含量＞99wt%，Cr7C3细粉的粒径为10~20μm。
所述氧化锆微粉的ZrO2含量＞99wt%，颗粒粒径为10~20μm。
所述鳞片石墨微粉的C含量＞99.9wt%，颗粒粒径为10~20μm。
所述硅溶胶的SiO2含量为30~35wt%。
由于采取上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
1、本发明采用铬铁渣为主要原料，大大降低了铁水包防溅罩用耐火浇注料的开发成本。
2、本发明无需特殊的制备设备和处理技术，节省劳动力资源，工艺流程简单。
3、本发明通过高温使用条件下浇注料各组分间的物相固溶及化学反应来提升浇注料的烧结性能，进而提高了耐火材料的体积稳定性和抗铁水/熔渣侵蚀性。
本发明制备的铁水包防溅罩用耐火浇注料经测定：体积密度为2.79~2.84g·cm-3；1450℃×3h烧后线变化率为0.12~0.17%；1450℃静态坩埚法抗渣实验侵蚀指数为4~9%。
因此，本发明具有成本低廉和工艺简单的特点；所制备的铁水包防溅罩用耐火浇注料致密度高、体积稳定性好和抗铁水/熔渣侵蚀性强。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。为避免重复，先将本具体实施方式所涉及到骨料和基质料统一描述如下，实施例中不再赘述：
所述铬铁渣为冶炼铬铁合金所产生的炉渣，所述铬铁渣颗粒的粒度为0.1~8mm，铬铁渣颗粒的主要物相为刚玉和铝铬尖晶石；铬铁渣颗粒的主要化学成分是：Al2O3为80~85wt%，Cr2O3为10~15wt%，Fe2O3≤1wt%。
所述铬铁渣颗粒为冶炼铬铁合金所产生的炉渣，所述铬铁渣细粉的粒度为0.045~0.1mm，铬铁渣细粉的主要物相为刚玉和铝铬尖晶石；铬铁渣细粉的主要化学成分是：Al2O3为80~85wt%，Cr2O3为10~15wt%，Fe2O3≤1wt%。
所述Cr7C3细粉中的Cr7C3含量＞99wt%，Cr7C3细粉的粒径为10~20μm。
所述氧化锆微粉的ZrO2含量＞99wt%，颗粒粒径为10~20μm。
所述鳞片石墨微粉的C含量＞99.9wt%，颗粒粒径为10~20μm。
所述硅溶胶的SiO2含量为30~35wt%。
实施例1
一种铁水包防溅罩用耐火浇注料及其制备方法。本实施例的制备方法是：
以61~65wt%的铬铁渣颗粒为骨料，以14~16wt%的铬铁渣细粉、16~18wt%的Cr7C3细粉、1~3wt%的氧化锆微粉和2~4wt%的鳞片石墨微粉为基质料；按上述骨料和基质料的含量，先将基质料混匀，再将混匀后的基质料加入骨料中，混合均匀，即得混合料；然后外加所述混合料3~6wt%的硅溶胶，搅拌均匀，振动成型，室温条件下养护12~24小时；最后在90~110℃条件下保温12~24h，制得铁水包防溅罩用耐火浇注料。
本实施例制备的铁水包防溅罩用耐火浇注料经测定：体积密度为2.79~2.81g·cm-3；1450℃×3h烧后线变化率为0.12~0.14%；1450℃静态坩埚法抗渣实验侵蚀指数为4~6%。
实施例2
一种铁水包防溅罩用耐火浇注料及其制备方法。本实施例的制备方法是：
以63~67wt%的铬铁渣颗粒为骨料，以13~15wt%的铬铁渣细粉、15~17wt%的Cr7C3细粉、1~3wt%的氧化锆微粉和2~4wt%的鳞片石墨微粉为基质料；按上述骨料和基质料的含量，先将基质料混匀，再将混匀后的基质料加入骨料中，混合均匀，即得混合料；然后外加所述混合料3~6wt%的硅溶胶，搅拌均匀，振动成型，室温条件下养护12~24小时；最后在90~110℃条件下保温12~24h，制得铁水包防溅罩用耐火浇注料。
本实施例制备的铁水包防溅罩用耐火浇注料经测定：体积密度为2.80~2.82g·cm-3；1450℃×3h烧后线变化率为0.13~0.15%；1450℃静态坩埚法抗渣实验侵蚀指数为5~7%。
实施例3
一种铁水包防溅罩用耐火浇注料及其制备方法。本实施例的制备方法是：
以65~69wt%的铬铁渣颗粒为骨料，以12~14wt%的铬铁渣细粉、14~16wt%的Cr7C3细粉、2~4wt%的氧化锆微粉和3~5wt%的鳞片石墨微粉为基质料；按上述骨料和基质料的含量，先将基质料混匀，再将混匀后的基质料加入骨料中，混合均匀，即得混合料；然后外加所述混合料4~7wt%的硅溶胶，搅拌均匀，振动成型，室温条件下养护12~24小时；最后在90~110℃条件下保温12~24h，制得铁水包防溅罩用耐火浇注料。
本实施例制备的铁水包防溅罩用耐火浇注料经测定：体积密度为2.81~2.83g·cm-3；1450℃×3h烧后线变化率为0.14~0.16%；1450℃静态坩埚法抗渣实验侵蚀指数为6~8%。
实施例4
一种铁水包防溅罩用耐火浇注料及其制备方法。本实施例的制备方法是：
以67~71wt%的铬铁渣颗粒为骨料，以11~13wt%的铬铁渣细粉、13~15wt%的Cr7C3细粉、2~4wt%的氧化锆微粉和3~5wt%的鳞片石墨微粉为基质料；按上述骨料和基质料的含量，先将基质料混匀，再将混匀后的基质料加入骨料中，混合均匀，即得混合料；然后外加所述混合料4~7wt%的硅溶胶，搅拌均匀，振动成型，室温条件下养护12~24小时；最后在90~110℃条件下保温12~24h，制得铁水包防溅罩用耐火浇注料。
本实施例制备的铁水包防溅罩用耐火浇注料经测定：体积密度为2.82~2.84g·cm-3；1450℃×3h烧后线变化率为0.15~0.17%；1450℃静态坩埚法抗渣实验侵蚀指数为7~9%。
本具体实施方式与现有技术相比具有如下积极效果：
1、本具体实施方式采用铬铁渣为主要原料，大大降低了铁水包防溅罩用耐火浇注料的开发成本。
2、本具体实施方式无需特殊的制备设备和处理技术，节省劳动力资源，工艺流程简单。
3、本具体实施方式通过高温使用条件下浇注料各组分间的物相固溶及化学反应来提升浇注料的致密度、耐压强度和体积稳定性。
本具体实施方式制备的铁水包防溅罩用耐火浇注料经测定：体积密度为2.79~2.84g·cm-3；1450℃×3h烧后线变化率为0.12~0.17%；1450℃静态坩埚法抗渣实验侵蚀指数为4~9%。
因此，本具体实施方式具有成本低廉和工艺简单的特点；所制备的铁水包防溅罩用耐火浇注料致密度高、体积稳定性好和抗铁水/熔渣侵蚀性强。

Claims (6)

1.一种铁水包防溅罩用耐火浇注料的制备方法，其特征在于以61～71wt％的铬铁渣颗粒为骨料，以11～16wt％的铬铁渣细粉、13～18wt％的Cr7C3细粉、1～4wt％的氧化锆微粉和2～5wt％的鳞片石墨微粉为基质料；按上述骨料和基质料的含量，先将基质料混匀，再将混匀后的基质料加入骨料中，混合均匀，即得混合料；然后外加所述混合料3～7wt％的硅溶胶，搅拌均匀，振动成型，室温条件下养护12～24小时；最后在90～110℃条件下保温12～24h，制得铁水包防溅罩用耐火浇注料；
所述铬铁渣为冶炼铬铁合金所产生的炉渣，所述铬铁渣颗粒的粒度为0.1～8mm，铬铁渣颗粒的主要物相为刚玉和铝铬尖晶石；铬铁渣颗粒的主要化学成分是：Al2O3为80～85wt％，Cr2O3为10～15wt％，Fe2O3≤1wt％；
所述铬铁渣颗粒为冶炼铬铁合金所产生的炉渣，所述铬铁渣细粉的粒度为0.045～0.1mm，铬铁渣细粉的主要物相为刚玉和铝铬尖晶石；铬铁渣细粉的主要化学成分是：Al2O3为80～85wt％，Cr2O3为10～15wt％，Fe2O3≤1wt％；
所述Cr7C3细粉的Cr7C3细粉的粒径为10～20μm；
所述氧化锆微粉的颗粒粒径为10～20μm；
所述鳞片石墨微粉的颗粒粒径为10～20μm。
2.根据权利要求1所述的铁水包防溅罩用耐火浇注料的制备方法，其特征在于所述Cr7C3细粉中的Cr7C3含量＞99wt％。
3.根据权利要求1所述的铁水包防溅罩用耐火浇注料的制备方法，其特征在于所述氧化锆微粉的ZrO2含量＞99wt％。
4.根据权利要求1所述的铁水包防溅罩用耐火浇注料的制备方法，其特征在于所述鳞片石墨微粉的C含量＞99.9wt％。
5.根据权利要求1所述的铁水包防溅罩用耐火浇注料的制备方法，其特征在于所述硅溶胶的SiO2含量为30～35wt％。
6.一种铁水包防溅罩用耐火浇注料，其特征在于所述铁水包防溅罩用耐火浇注料是根据权利要求1～5项中任一项所述的铁水包防溅罩用耐火浇注料的制备方法所制备的铁水包防溅罩用耐火浇注料。
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