CN106904946A - 采用外加铁红方式制备MgO‑CaO‑Fe2O3系电炉捣打料的方法 - Google Patents

采用外加铁红方式制备MgO‑CaO‑Fe2O3系电炉捣打料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种采用外加铁红方式制备MgO‑CaO‑Fe2O3系电炉捣打料的方法，原料由镁质捣打料颗粒、镁砂、铁红、结合剂和防水化剂组成；制备过程为：原料粉碎、筛分；结合剂与防水化剂混合；配料混炼；加压渗透。本发明采用镁质捣打料和镁粉作为原料，在混炼时直接外加铁红，混炼后无需煅烧；通过添加结合剂和防水化剂提高成品的防裂和防防水化能力；其制备工艺简单，且既实现了节能环保，又提高了产品性能。

Description

采用外加铁红方式制备MgO-CaO-Fe2O3系电炉捣打料的方法
技术领域
本发明涉及耐火材料技术领域，尤其涉及一种采用外加铁红方式制备MgO-CaO-Fe2O3系电炉捣打料的方法。
背景技术
镁钙铁(MgO-CaO-Fe2O3)质干式捣打料是主要用于构筑或修补电弧炉炉底的一种耐火材料，镁钙铁质捣打料具有高密度、高强度、抗冲刷能力强、体积稳定性好、烧结性能好的优点，能够在高温下形成一个坚实的整体烧结层，使用寿命长，施工简单，而且使用时不受炉型尺寸的限制，因此得到了广泛的应用。
常规的镁钙铁质干式捣打料是由预合成的镁钙铁砂和烧结镁砂或电熔镁砂按一定颗粒级配组成混合料，然后进行烧结；其中的镁钙铁砂是由轻烧镁粉与铁红压球后经过煅烧制成，在制备镁钙铁砂的过程中需要耗费大量的能源，而且对环境污染严重。
发明内容
本发明提供了一种采用外加铁红方式制备MgO-CaO-Fe2O3系电炉捣打料的方法，采用镁质捣打料和镁粉作为原料，在混炼时直接外加铁红，混炼后无需煅烧；通过添加结合剂和防水化剂提高成品的防裂和防防水化能力；其制备工艺简单，且既实现了节能环保，又提高了产品性能。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
采用外加铁红方式制备MgO-CaO-Fe2O3系电炉捣打料的方法，所述电炉捣打料由以下原料按重量份比例组成：0～1mm镁质捣打料颗粒21～29份，1～3mm镁质捣打料颗粒21～27份，3～6mm镁质捣打料颗粒22～28份，200目镁质捣打料颗粒14～16份；0～1mm镁砂6～10份，1～3mm镁砂4～8份，3～6mm镁砂4～8份；铁红1～2份；结合剂2～5份；防水化剂3～8份；
所述电炉捣打料的制备过程为：
1)原料破碎、筛分；
将镁质捣打料经破碎、筛分，按级配粒度分为0～1mm、1～3mm、3～6mm和200目的镁质捣打料颗粒；
将镁砂经破碎、筛分，按级配粒度分为0～1mm、1～3mm和3～6mm粒度的镁砂颗粒投入混合机中，；
2)将结合剂和防水化剂混合均匀；
3)配料混炼；
将所述电炉捣打料的原料按配比分别称量备用；首先将0～1mm、1～3mm的镁质捣打料颗粒及0～1mm、1～3mm的镁砂颗粒投入混合机，混炼3～5min；加入结合剂和防水化剂的混合物，继续混炼3～5min；最后加入200目的镁质捣打料颗粒，混炼4～6min，出料；
4)混料后的电炉捣打料置于密闭容器中，外加0.1～0.3MPa压力，促进结合剂和防水化剂向原料颗粒中渗透；然后取出烘干，即制备得到电炉捣打料成品；
5)所制备电炉捣打料成品的理化指标为：MgO 80％～85％，CaO 8％～9％；Fe2O36％～7％，体积密度≥3.25g/cm3，1100℃×3h条件下，耐压强度≥30MPa，线变化率-0.2～-0.5；1500℃×3h条件下，耐压强度≥10MPa，线变化率-1.5～-2.5；常温耐压强度≥60MPa，荷重软化温度≥1700℃，热震稳定性≥16次。
所述镁质捣打料颗粒的理化指标为：MgO≥80％；SiO2≤1.2％；CaO 8％～10％；Fe2O3 4％～8％；Al2O3 0.3～0.5％；烧失量IL≤0.3。
所述镁砂的理化指标为MgO≥97％；SiO2≤0.8％；Ca O 1％～1.5％；Fe2O3 0.05％～0.10％；Al2O3 0.05～0.10％；烧失量IL≤0.1。
所述结合剂由以下组分按重量份比例组成：硼酸1～3份；植物油1～5份；高温沥青粉1～3份；氧化锆粉1～3份。
所述防水化剂由以下组分按重量份比例组成：有机硅60～80份；乙酰丙酮2～4份；硅酸酯1～3份。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)采用镁质捣打料和镁粉作为原料，在混炼时直接外加铁红，混炼后无需煅烧；实现了节能环保的目的；
2)在混炼过程中添加结合剂，结合剂中的高温沥青粉和氧化锆粉，能够避免电炉炉底在高温状态下过烧结形成裂纹导致漏钢的危险；
3)在混炼过程中添加防水化剂，并通过加压渗透使原料颗粒表面能够形成隔绝空气的保护膜，对环境湿度敏感性明显降低，抗水化能力大幅度提高；同时使电炉捣打料更易保存、运输和存储。
具体实施方式
本发明所述采用外加铁红方式制备MgO-CaO-Fe2O3系电炉捣打料的方法，所述电炉捣打料由以下原料按重量份比例组成：0～1mm镁质捣打料颗粒21～29份，1～3mm镁质捣打料颗粒21～27份，3～6mm镁质捣打料颗粒22～28份，200目镁质捣打料颗粒14～16份；0～1mm镁砂6～10份，1～3mm镁砂4～8份，3～6mm镁砂4～8份；铁红1～2份；结合剂2～5份；防水化剂3～8份；
所述电炉捣打料的制备过程为：
1)原料破碎、筛分；
将镁质捣打料经破碎、筛分，按级配粒度分为0～1mm、1～3mm、3～6mm和200目的镁质捣打料颗粒；
将镁砂经破碎、筛分，按级配粒度分为0～1mm、1～3mm和3～6mm粒度的镁砂颗粒投入混合机中，；
2)将结合剂和防水化剂混合均匀；
3)配料混炼；
将所述电炉捣打料的原料按配比分别称量备用；首先将0～1mm、1～3mm的镁质捣打料颗粒及0～1mm、1～3mm的镁砂颗粒投入混合机，混炼3～5min；加入结合剂和防水化剂的混合物，继续混炼3～5min；最后加入200目的镁质捣打料颗粒，混炼4～6min，出料；
4)混料后的电炉捣打料置于密闭容器中，外加0.1～0.3MPa压力，促进结合剂和防水化剂向原料颗粒中渗透；然后取出烘干，即制备得到电炉捣打料成品；
5)所制备电炉捣打料成品的理化指标为：MgO 80％～85％，CaO 8％～9％；Fe2O36％～7％，体积密度≥3.25g/cm3，1100℃×3h条件下，耐压强度≥30MPa，线变化率-0.2～-0.5；1500℃×3h条件下，耐压强度≥10MPa，线变化率-1.5～-2.5；常温耐压强度≥60MPa，荷重软化温度≥1700℃，热震稳定性≥16次。
所述镁质捣打料颗粒的理化指标为：MgO≥80％；SiO2≤1.2％；CaO 8％～10％；Fe2O3 4％～8％；Al2O3 0.3～0.5％；烧失量IL≤0.3。
所述镁砂的理化指标为MgO≥97％；SiO2≤0.8％；Ca O 1％～1.5％；Fe2O3 0.05％～0.10％；Al2O3 0.05～0.10％；烧失量IL≤0.1。
所述结合剂由以下组分按重量份比例组成：硼酸1～3份；植物油1～5份；高温沥青粉1～3份；氧化锆粉1～3份。
所述防水化剂由以下组分按重量份比例组成：有机硅60～80份；乙酰丙酮2～4份；硅酸酯1～3份。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例】
本实施例中，所述电炉捣打料的原料组成如下表所示：
本实施例中，用于制备电炉捣打炉的镁质捣打料颗粒的理化指标如下表所示：
用于制备电炉捣打炉的镁砂的理化指标如下表所示：
本实施例中，所述结合剂由以下组分按重量份比例组成：
实施例1：硼酸2.5份；植物油4份；高温沥青粉1.5份；氧化锆粉3份；
实施例2：硼酸1.5份；植物油3份；高温沥青粉2.5份；氧化锆粉2份；
实施例3：硼酸3份；植物油1份；高温沥青粉5份；氧化锆粉1.5份；
本实施例中，所述防水化剂由以下组分按重量份比例组成：
实施例1：有机硅75份；乙酰丙酮2份；硅酸酯3份；
实施例2：有机硅65份；乙酰丙酮3.5份；硅酸酯2份；
实施例3：有机硅80份；乙酰丙酮4份；硅酸酯1.5份；
本实施例所述电炉捣打料的制备过程为：
1)原料破碎、筛分；
将镁质捣打料经破碎、筛分，按级配粒度分为0～1mm、1～3mm、3～6mm和200目的镁质捣打料颗粒；
将镁砂经破碎、筛分，按级配粒度分为0～1mm、1～3mm和3～6mm粒度的镁砂颗粒投入混合机中，；
2)将结合剂和防水化剂混合均匀；
3)配料混炼；
将所述电炉捣打料的原料按配比分别称量备用；首先将0～1mm、1～3mm的镁质捣打料颗粒及0～1mm、1～3mm的镁砂颗粒投入混合机，混炼3～5min；加入结合剂和防水化剂的混合物，继续混炼3～5min；最后加入200目的镁质捣打料颗粒，混炼4～6min，出料；
4)混料后的电炉捣打料置于密闭容器中，外加0.1～0.3MPa压力，促进结合剂和防水化剂向原料颗粒中渗透；然后取出烘干，即制备得到电炉捣打料成品；
本实施例所制备电炉捣打料成品的理化指标如下表所示：
项目 实施例1 实施例2 实施例3
MgO wt％ 82.3 83.6 83.1
CaO wt％ 8.6 8.7 8.6
6.1 6.4 6.3
耐压强度MPa(1500℃×3h) 12.3 12.5 12.6
耐压强度MPa(1100℃×3h) 32.6 33.3 34.1
耐压强度MPa(常温) 65.2 66.3 64.9
3.53 3.62 3.55
线变化率％(1100℃×3h) -0.3 -0.3 -0.3
线变化率％(1500℃×3h) -2 -2 -2
荷重软化温度℃ 1725 1728 1730
热震稳定性次 18 21 22
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.采用外加铁红方式制备MgO-CaO-Fe2O3系电炉捣打料的方法，其特征在于，所述电炉捣打料由以下原料按重量份比例组成：0～1mm镁质捣打料颗粒21～29份，1～3mm镁质捣打料颗粒21～27份，3～6mm镁质捣打料颗粒22～28份，200目镁质捣打料颗粒14～16份；0～1mm镁砂6～10份，1～3mm镁砂4～8份，3～6mm镁砂4～8份；铁红1～2份；结合剂2～5份；防水化剂3～8份；
所述电炉捣打料的制备过程为：
1)原料破碎、筛分；
将镁质捣打料经破碎、筛分，按级配粒度分为0～1mm、1～3mm、3～6mm和200目的镁质捣打料颗粒；
将镁砂经破碎、筛分，按级配粒度分为0～1mm、1～3mm和3～6mm粒度的镁砂颗粒投入混合机中，；
2)将结合剂和防水化剂混合均匀；
3)配料混炼；
将所述电炉捣打料的原料按配比分别称量备用；首先将0～1mm、1～3mm的镁质捣打料颗粒及0～1mm、1～3mm的镁砂颗粒投入混合机，混炼3～5min；加入结合剂和防水化剂的混合物，继续混炼3～5min；最后加入200目的镁质捣打料颗粒，混炼4～6min，出料；
4)混料后的电炉捣打料置于密闭容器中，外加0.1～0.3MPa压力，促进结合剂和防水化剂向原料颗粒中渗透；然后取出烘干，即制备得到电炉捣打料成品；
5)所制备电炉捣打料成品的理化指标为：MgO 80％～85％，CaO 8％～9％；Fe2O3 6％～7％，体积密度≥3.25g/cm3，1100℃×3h条件下，耐压强度≥30MPa，线变化率-0.2～-0.5；1500℃×3h条件下，耐压强度≥10MPa，线变化率-1.5～-2.5；常温耐压强度≥60MPa，荷重软化温度≥1700℃，热震稳定性≥16次。
2.根据权利要求1所述的采用外加铁红方式制备MgO-CaO-Fe2O3系电炉捣打料的方法，其特征在于，所述镁质捣打料颗粒的理化指标为：MgO≥80％；SiO2≤1.2％；CaO 8％～10％；Fe2O3 4％～8％；Al2O3 0.3～0.5％；烧失量IL≤0.3。
3.根据权利要求1所述的采用外加铁红方式制备MgO-CaO-Fe2O3系电炉捣打料的方法，其特征在于，所述镁砂的理化指标为MgO≥97％；SiO2≤0.8％；Ca O 1％～1.5％；Fe2O30.05％～0.10％；Al2O3 0.05～0.10％；烧失量IL≤0.1。
4.根据权利要求1所述的采用外加铁红方式制备MgO-CaO-Fe2O3系电炉捣打料的方法，其特征在于，所述结合剂由以下组分按重量份比例组成：硼酸1～3份；植物油1～5份；高温沥青粉1～3份；氧化锆粉1～3份。
5.根据权利要求1所述的采用外加铁红方式制备MgO-CaO-Fe2O3系电炉捣打料的方法，其特征在于，所述防水化剂由以下组分按重量份比例组成：有机硅60～80份；乙酰丙酮2～4份；硅酸酯1～3份。
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