CN107188582A - 一种高铝质耐火浇注料及其制备方法 - Google Patents

一种高铝质耐火浇注料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高铝质耐火浇注料及其制备方法。其技术方案是：按棕刚玉︰钛铁渣的质量比为1︰(0.5~1)配料，于混炼机中混合，制得混合骨料；按ρ‑氧化铝微粉︰苏州土︰Cr7C3微粉的质量比为1︰(0.2~0.4)︰(0.05~0.1)配料，于搅拌机中搅拌，制得混合粉料。按混合骨料︰混合粉料的质量比为1︰(0.40~0.45)配料，搅拌，制得混合坯料；向所述混合坯料中依次加入占混合坯料0.01~0.04wt%的聚丙烯酸钠和7~10wt%的硅溶胶，搅拌，加入模具中振动成型，在30~35℃条件下养护6~8小时，然后在90~110℃条件下保温3~5小时，即得高铝质耐火浇注料。本发明具有成本低廉和工艺简单的特点；所制备的高铝质耐火浇注料的体积稳定性好、耐磨性强和强度大。

Description

一种高铝质耐火浇注料及其制备方法
技术领域
本发明属于耐火浇注料技术领域。具体涉及一种高铝质耐火浇注料及其制备方法。
背景技术
高铝质耐火浇注料是以Al2O3为主要成分的不定形耐火材料，一般以矾土熟料、高岭土、刚玉细粉和活性氧化铝微粉等为主要原料，并辅以结合剂和减水剂，经混合和浇注后成型制得。由于Al2O3耐高温、抗冲刷磨损和抗熔渣侵蚀性好，且高铝质耐火材料的原料来源广泛，制备成本较低，因而广泛应用于高炉、铁水包、热风炉和锅炉等工作衬。
“一种铁水包包壁用不烧Al2O3-Cr7C3砖及其制备方法（CN201510878620.X）”专利技术，公开了以Al2O3为主要组成成分的不烧砖，虽所制制品的抗熔渣侵蚀性强和热震稳定性好，但该技术工艺复杂，且制品强度较差，进而降低了其抗磨损性能。
“一种高铝质高温耐火浇注料及制备方法（CN201210247677.6）”专利技术，公开了以高铝料、特级高岭土、黑泥、辉绿岩、粘结剂、促凝粉、刚玉粉、锆英砂等为原料制备的高铝质高温耐火浇注料，虽工艺简单，但组分复杂，体系内反应多变，在高温条件下易降低高铝质耐火浇注料的体积稳定性，进而降低了高铝质耐火浇注料的耐磨性和强度。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种成本低廉和工艺简单的高铝质耐火浇注料的制备方法，用该方法制备的高铝质耐火浇注料的体积稳定性好、耐磨性强和强度大。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案的具体步骤是：
步骤一、按棕刚玉︰钛铁渣的质量比为1︰(0.5~1)，将所述棕刚玉和所述钛铁渣加入混炼机中，混合3~6分钟，制得混合骨料。
步骤二、按ρ-氧化铝微粉︰苏州土︰Cr7C3微粉的质量比为1︰(0.2~0.4)︰(0.05~0.1)，将所述ρ-氧化铝微粉、所述苏州土和所述Cr7C3微粉加入搅拌机中，搅拌5~8分钟，制得混合粉料。
步骤三、按所述混合骨料︰所述混合粉料的质量比为1︰(0.40~0.45)，将所述混合骨料和所述混合粉料加入搅拌机中，搅拌均匀，制得混合坯料。
步骤四、向所述混合坯料中依次加入占所述混合坯料0.01~0.04wt%的聚丙烯酸钠和7~10wt%的硅溶胶，搅拌4~5分钟，加入模具中振动成型，在30~35℃条件下养护6~8小时，然后在90~110℃条件下保温3~5小时，即得高铝质耐火浇注料。
所述棕刚玉的粒度为0.088~6mm；所述棕刚玉的Al2O3含量≥96wt%，Fe2O3含量≤1wt%。
所述钛铁渣的粒度为0.088~6mm；所述钛铁渣为冶炼钛铁合金所产生的炉渣，所述钛铁渣的主要化学成分是：Al2O3含量为75~80wt%，TiO2含量为5~8wt%，CaO含量为5~8wt%，Fe2O3含量≤2wt%。
所述ρ-氧化铝微粉的粒度为60~70μm；所述ρ-氧化铝微粉的Al2O3含量≥99wt%。
所述苏州土的粒度为60~70μm；所述苏州土的主要化学成分是：Al2O3含量为35~45wt%，SiO2含量为45~50wt%，TiO2含量≤1wt%，Fe2O3含量≤1wt%。
所述Cr7C3微粉的粒度为60~70μm；所述Cr7C3微粉的Cr7C3含量≥98wt%。
所述聚丙烯酸钠为化学纯。
所述硅溶胶的SiO2含量为15~20wt%。
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、本发明以工业废渣为主要原料，成本低廉，且制备工艺简单，降低了高铝质耐火浇注料的开发成本。
2、本发明采用溶胶包覆增强各组分间的结合，并通过服役过程各物相的原位反应促进烧结，增强了高铝质耐火浇注料的强度和耐磨性，进而提升了体积稳定性。
本发明制备的高铝质耐火浇注料经测定：1500℃×2h烧后线膨胀率为0.10~0.15%，耐磨性试验磨损量为0.9~1.4cm3，耐压强度为80~85MPa。
因此，本发明具有成本低廉和工艺简单的特点；所制备的高铝质耐火浇注料的体积稳定性好、耐磨性强和强度大。
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的物料统一描述如下，实施例中不再赘述：
所述棕刚玉的粒度为0.088~6mm；所述棕刚玉的Al2O3含量≥96wt%，Fe2O3含量≤1wt%。
所述钛铁渣的粒度为0.088~6mm；所述钛铁渣为冶炼钛铁合金所产生的炉渣，所述钛铁渣的主要化学成分是：Al2O3含量为75~80wt%，TiO2含量为5~8wt%，CaO含量为5~8wt%，Fe2O3含量≤2wt%。
所述ρ-氧化铝微粉的粒度为60~70μm；所述ρ-氧化铝微粉的Al2O3含量≥99wt%。
所述苏州土的粒度为60~70μm；所述苏州土的主要化学成分是：Al2O3含量为35~45wt%，SiO2含量为45~50wt%，TiO2含量≤1wt%，Fe2O3含量≤1wt%。
所述Cr7C3微粉的粒度为60~70μm；所述Cr7C3微粉的Cr7C3含量≥98wt%。
所述聚丙烯酸钠为化学纯。
所述硅溶胶的SiO2含量为15~20wt%。
实施例1
一种高铝质耐火浇注料及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
步骤一、按棕刚玉︰钛铁渣的质量比为1︰(0.5~0.7)，将所述棕刚玉和所述钛铁渣加入混炼机中，混合3~6分钟，制得混合骨料。
步骤二、按ρ-氧化铝微粉︰苏州土︰Cr7C3微粉的质量比为1︰(0.2~0.28)︰(0.05~0.07)，将所述ρ-氧化铝微粉、所述苏州土和所述Cr7C3微粉加入搅拌机中，搅拌5~8分钟，制得混合粉料。
步骤三、按所述混合骨料︰所述混合粉料的质量比为1︰(0.40~0.42)，将所述混合骨料和所述混合粉料加入搅拌机中，搅拌均匀，制得混合坯料。
步骤四、向所述混合坯料中依次加入占所述混合坯料0.01~0.03wt%的聚丙烯酸钠和7~9wt%的硅溶胶，搅拌4~5分钟，加入模具中振动成型，在30~35℃条件下养护6~8小时，然后在90~110℃条件下保温3~5小时，即得高铝质耐火浇注料。
本实施例制备的高铝质耐火浇注料经测定：1500℃×2h烧后线膨胀率为0.10~0.12%；耐磨性试验磨损量为0.9~1.1cm3；耐压强度为80~82MPa。
实施例2
一种高铝质耐火浇注料及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
步骤一、按棕刚玉︰钛铁渣的质量比为1︰(0.6~0.8)，将所述棕刚玉和所述钛铁渣加入混炼机中，混合3~6分钟，制得混合骨料。
步骤二、按ρ-氧化铝微粉︰苏州土︰Cr7C3微粉的质量比为1︰(0.24~0.32)︰(0.06~0.08)，将所述ρ-氧化铝微粉、所述苏州土和所述Cr7C3微粉加入搅拌机中，搅拌5~8分钟，制得混合粉料。
步骤三、按所述混合骨料︰所述混合粉料的质量比为1︰(0.41~0.43)，将所述混合骨料和所述混合粉料加入搅拌机中，搅拌均匀，制得混合坯料。
步骤四、向所述混合坯料中依次加入占所述混合坯料0.01~0.03wt%的聚丙烯酸钠和7~9wt%的硅溶胶，搅拌4~5分钟，加入模具中振动成型，在30~35℃条件下养护6~8小时，然后在90~110℃条件下保温3~5小时，即得高铝质耐火浇注料。
本实施例制备的高铝质耐火浇注料经测定：1500℃×2h烧后线膨胀率为0.11~0.13%；耐磨性试验磨损量为1.0~1.2cm3；耐压强度为81~83MPa。
实施例3
一种高铝质耐火浇注料及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
步骤一、按棕刚玉︰钛铁渣的质量比为1︰(0.7~0.9)，将所述棕刚玉和所述钛铁渣加入混炼机中，混合3~6分钟，制得混合骨料。
步骤二、按ρ-氧化铝微粉︰苏州土︰Cr7C3微粉的质量比为1︰(0.28~0.36)︰(0.07~0.09)，将所述ρ-氧化铝微粉、所述苏州土和所述Cr7C3微粉加入搅拌机中，搅拌5~8分钟，制得混合粉料。
步骤三、按所述混合骨料︰所述混合粉料的质量比为1︰(0.42~0.44)，将所述混合骨料和所述混合粉料加入搅拌机中，搅拌均匀，制得混合坯料。
步骤四、向所述混合坯料中依次加入占所述混合坯料0.02~0.04wt%的聚丙烯酸钠和8~10wt%的硅溶胶，搅拌4~5分钟，加入模具中振动成型，在30~35℃条件下养护6~8小时，然后在90~110℃条件下保温3~5小时，即得高铝质耐火浇注料。
本实施例制备的高铝质耐火浇注料经测定：1500℃×2h烧后线膨胀率为0.12~0.14%；耐磨性试验磨损量为1.1~1.3cm3；耐压强度为82~84MPa。
实施例4
一种高铝质耐火浇注料及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
步骤一、按棕刚玉︰钛铁渣的质量比为1︰(0.8~1)，将所述棕刚玉和所述钛铁渣加入混炼机中，混合3~6分钟，制得混合骨料。
步骤二、按ρ-氧化铝微粉︰苏州土︰Cr7C3微粉的质量比为1︰(0.32~0.4)︰(0.08~0.1)，将所述ρ-氧化铝微粉、所述苏州土和所述Cr7C3微粉加入搅拌机中，搅拌5~8分钟，制得混合粉料。
步骤三、按所述混合骨料︰所述混合粉料的质量比为1︰(0.43~0.45)，将所述混合骨料和所述混合粉料加入搅拌机中，搅拌均匀，制得混合坯料。
步骤四、向所述混合坯料中依次加入占所述混合坯料0.02~0.04wt%的聚丙烯酸钠和8~10wt%的硅溶胶，搅拌4~5分钟，加入模具中振动成型，在30~35℃条件下养护6~8小时，然后在90~110℃条件下保温3~5小时，即得高铝质耐火浇注料。
本实施例制备的高铝质耐火浇注料经测定：1500℃×2h烧后线膨胀率为0.13~0.15%；耐磨性试验磨损量为1.2~1.4cm3；耐压强度为83~85MPa。
本具体实施方式与现有技术相比具有如下积极效果：
1、本具体实施方式以工业废渣为主要原料，成本低廉，且制备工艺简单，降低了高铝质耐火浇注料的开发成本。
2、本具体实施方式采用溶胶包覆增强各组分间的结合，并通过服役过程各物相的原位反应促进烧结，增强了高铝质耐火浇注料的强度和耐磨性，进而提升了体积稳定性。
本具体实施方式制备的高铝质耐火浇注料经测定：1500℃×2h烧后线膨胀率为0.10~0.15%，耐磨性试验磨损量为0.9~1.4cm3，耐压强度为80~85MPa。
因此，本具体实施方式具有成本低廉和工艺简单的特点；所制备的高铝质耐火浇注料的体积稳定性好、耐磨性强和强度大。

Claims (9)

1.一种高铝质耐火浇注料的制备方法，其特征在于所述制备方法的步骤是：
步骤一、按棕刚玉︰钛铁渣的质量比为1︰(0.5~1)，将所述棕刚玉和所述钛铁渣加入混炼机中，混合3~6分钟，制得混合骨料；
步骤二、按ρ-氧化铝微粉︰苏州土︰Cr7C3微粉的质量比为1︰(0.2~0.4)︰(0.05~0.1)，将所述ρ-氧化铝微粉、所述苏州土和所述Cr7C3微粉加入搅拌机中，搅拌5~8分钟，制得混合粉料；
步骤三、按所述混合骨料︰所述混合粉料的质量比为1︰(0.40~0.45)，将所述混合骨料和所述混合粉料加入搅拌机中，搅拌均匀，制得混合坯料；
步骤四、向所述混合坯料中依次加入占所述混合坯料0.01~0.04wt%的聚丙烯酸钠和7~10wt%的硅溶胶，搅拌4~5分钟，加入模具中振动成型，在30~35℃条件下养护6~8小时，然后在90~110℃条件下保温3~5小时，即得高铝质耐火浇注料。
2.根据权利要求1所述的高铝质耐火浇注料的制备方法，其特征在于所述棕刚玉的粒度为0.088~6mm；所述棕刚玉的Al2O3含量≥96wt%，Fe2O3含量≤1wt%。
3.根据权利要求1所述的高铝质耐火浇注料的制备方法，其特征在于所述钛铁渣的粒度为0.088~6mm；所述钛铁渣为冶炼钛铁合金所产生的炉渣，所述钛铁渣的主要化学成分是：Al2O3含量为75~80wt%，TiO2含量为5~8wt%，CaO含量为5~8wt%，Fe2O3含量≤2wt%。
4.根据权利要求1所述的高铝质耐火浇注料的制备方法，其特征在于所述ρ-氧化铝微粉的粒度为60~70μm；所述ρ-氧化铝微粉的Al2O3含量≥99wt%。
5.根据权利要求1所述的高铝质耐火浇注料的制备方法，其特征在于所述苏州土的粒度为60~70μm；所述苏州土的主要化学成分是：Al2O3含量为35~45wt%，SiO2含量为45~50wt%，TiO2含量≤1wt%，Fe2O3含量≤1wt%。
6.根据权利要求1所述的高铝质耐火浇注料的制备方法，其特征在于所述Cr7C3微粉的粒度为60~70μm；所述Cr7C3微粉的Cr7C3含量≥98wt%。
7.根据权利要求1所述的高铝质耐火浇注料的制备方法，其特征在于所述聚丙烯酸钠为化学纯。
8.根据权利要求1所述的高铝质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15~20wt%。
9.一种高铝质耐火浇注料，其特征在于所述高铝质耐火浇注料是根据权利要求1~8项中任一项所述的高铝质耐火浇注料的制备方法所制备的高铝质耐火浇注料。
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