CN107903046A - 一种高强抗铝渗透浇注料及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及耐火材料领域，特别是涉及一种高强抗铝渗透浇注料及其制备方法和用途。一种高强抗铝渗透浇注料，按重量百分比计，包括如下组分：再生刚玉、棕刚玉粉、氧化铝粉、水泥、硅微粉、硫酸钡、碳化硅粉、分散剂、防爆剂。本发明所提供的高强抗铝渗透浇注料，不仅具有施工性能好、硬化速度适中的优点外，而且具有很好的使用性能：强度高、耐磨性和抗铝侵蚀性能好、抗热震稳定性好能够应用于各种需要高强度抗铝渗透的耐火环境。
Description
技术领域
本发明涉及耐火材料领域，特别是涉及一种高强抗铝渗透浇注料及其制备方法和用途。
背景技术
目前，我国钢铁和耐火材料的产量和消耗量均居世界首位，虽然这些年钢铁工业吨钢(铁)耐火材料消耗一直在下降，但与世界先进水平任然存在巨大差距。究其原因除了工艺技术装备等客观原因外，用后耐火材料再生利用比例低、缺乏相应再生利用技术标准来进行规范和引导也是造成耐火材料单耗难以进一步降低的一个影响因素。大量废弃耐火材料的简单处理不仅污染环境，而且浪费资源，如何利用废弃耐火材料、对产品加以规范化生产，同时又不影响产品的使用性能和寿命，是耐火材料生产厂家的共同课题。
高强抗铝渗透浇注料是应用在熔铝炉上的一种耐火浇注料，熔铝炉是铝加工行业使用的高温加热炉，用来熔化铝锭或废铝，使用温度在800-1000℃，温度比出铁沟的温度低很多，但是由于铝是很活泼的金属，加上铝合金中含有很多活泼的元素，如Mg、Mn、Si、Zn等，这些很活泼的元素很容易和耐火材料中的一些成分发生反应，造成材料剥落，是这种耐火材料损坏的主要原因。所以，进一步改善此类耐火材料的性能将能够大大提升其应用前景和市场价值。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高强抗铝渗透浇注料及其制备方法和用途，用于解决现有技术中的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种高强抗铝渗透浇注料，按重量百分比计，包括如下组分：
本发明所提供的高强抗铝渗透浇注料中，所述再生刚玉是钢铁行业出铁沟上面的用后浇注料经过人工拣选、破碎、水洗、烘干、除铁、筛分工艺后得到的耐火颗粒，再生刚玉的主要组成是刚玉颗粒、碳化硅颗粒和假颗粒，假颗粒的主要成分则是氧化铝和碳化硅。
在本发明一些实施方式中，所述再生刚玉的粒级组成为：8-5mm部分占再生刚玉总质量的15-20％、5-3mm部分占再生刚玉总质量的10-15％、3-1mm部分占再生刚玉总质量的10-15％、≤1mm部分占再生刚玉总质量的15-20％。
在本发明一些实施方式中，所述再生刚玉中氧化铝含量≥80wt％，碳化硅含量≥10wt％。
在本发明一些实施方式中，所述棕刚玉粉的氧化铝含量≥95wt％，粒度200目以下的部分占比≥95wt％。本发明所提供的高强抗铝渗透浇注料中，所述的棕刚玉粉通常是棕刚玉磨成的细粉。
在本发明一些实施方式中，所述氧化铝粉中，Al2O3的含量≥99wt％，颗粒D50不大于1.2μm。
在本发明一些实施方式中，所述水泥为铝酸钙水泥，所述铝酸钙水泥中铝含量为≥75wt％。
在本发明一些实施方式中，所述硅微粉中SiO2的含量≥95wt％，目数为600-1250目。
本发明所提供的高强抗铝渗透浇注料中，所使用的硫酸钡可以作为化工颜料，还可以是有效的抗铝渗透剂。
在本发明一些实施方式中，所述的碳化硅粉中SiC的含量≥95wt％，粒度200目以下的部分占比≥95wt％。
在本发明一些实施方式中，所述的分散剂选自聚磷酸盐型分散剂、聚丙烯酸盐型分散剂中的一种或多种的组合。例如，所述聚磷酸盐型分散剂可以选自六偏磷酸钠、三聚磷酸钠等中的一种或多种的组合，所述聚丙烯酸盐型分散剂选自聚丙烯酸钠等。
在本发明一些实施方式中，所述防爆剂选自防爆裂纤维，所述防爆裂纤维的熔点为60-80℃，所述防爆裂纤维可以是辽阳金泰化纤有限公司的JT-80型防爆裂纤维。
本发明第二方面提供所述高强抗铝渗透浇注料的制备方法，包括：
1)按配比将除再生刚玉外的原料混合后，投入混炼机中充分混炼；
2)再将再生刚玉骨料投入混炼机中充分混炼后包装保存；
本领域技术人员可根据经验，确定各步骤中所需的具体混炼时间，例如，步骤1中的混炼时间约为2.8-3.2分钟，再例如，步骤2中的混炼时间约为2.8-3.2分钟。
本发明第三方面提供所述高强抗铝渗透浇注料在防止铝元素渗透耐火材料中的用途。
本发明所提供的高强抗铝渗透浇注料，不仅具有施工性能好、硬化速度适中的优点外，而且具有很好的使用性能：强度高、耐磨性和抗铝侵蚀性能好、抗热震稳定性好能够应用于各种需要高强度抗铝渗透的耐火环境，而且由于再生刚玉中含有10％以上的碳化硅，再加上碳化硅粉和硫酸钡这种复合抗铝渗透剂的添加对于其它铝合金中很多活泼的元素，如Mg、Mn、Si、Zn等，也具有良好的抗渗透效果，其制备获得的耐火材料不仅不易与活泼金属发生反应，还具有良好的耐火效果，具有良好的应用前景。而再生刚玉的使用也将提高出铁沟再生耐材的使用，减少资源浪费及环境的污染。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置。
此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例中，各理化指标的测量方法如下：
化学指标的测量参照GB/T 16555-2008；
体积密度的测量参照YB/T 5200-1993；
线变化率的测量参照GB/T 5988-2007；
抗折强度的测量参照GB/T 3001-2007；
耐压强度的测量参照GB/T 5072-2008。
实施例1
1#材料的配方如下：
2#材料的配方如下：
1#材料和2#材料的制备方法如下：
1)按所述原料的配比将除再生刚玉外的原料混合后，投入混炼机中充分混炼，混炼时间约为3分钟；
2)再将再生刚玉骨料投入混炼机中充分混炼后包装保存，混炼时间约为3分钟。
将制备获得的材料进行性能测试，结果如表1所示：
表1
从上表比较结果表明：2#和1#相比，加水量略有上升，其他的物理性能相当。2#产品在2016年9月在昆山某公司熔铝炉上使用，不仅具有施工性能好、硬化速度适中的优点外，而且具有很好的使用性能：强度高、耐磨性和抗铝侵蚀性能好、抗热震稳定性好能够应用于各种需要高强度抗铝渗透的耐火环境，而且由于再生刚玉中含有10％以上的碳化硅，再加上碳化硅粉和硫酸钡这种复合抗铝渗透剂的添加对于其它铝合金中很多活泼的元素，如Mg、Mn、Si、Zn等，具有良好的抗渗透效果，其制备获得的耐火材料不仅不易与活泼金属发生反应，还具有良好的耐火效果。而再生刚玉的使用也将提高出铁沟再生耐材的使用，减少资源浪费及环境的污染。具有良好的应用前景。
实施例2
本实施例中所使用的材料的配方如下：
制备方法如下：
1)按所述原料的配比将除再生刚玉外的原料混合后，投入混炼机中充分混炼，混炼时间约为2.9分钟；
2)再将再生刚玉骨料投入混炼机中充分混炼后包装保存，混炼时间约为3.1分钟。
将制备获得的材料进行性能测试，具体参数参见表2。
实施例3
本实施例中所使用的材料的配方如下：
制备方法如下：
1)按所述原料的配比将除再生刚玉外的原料混合后，投入混炼机中充分混炼，混炼时间约为3.1分钟；
2)再将再生刚玉骨料投入混炼机中充分混炼后包装保存，混炼时间约为2.9分钟。
将制备获得的材料进行性能测试，具体参数参见表2。
实施例4
本实施例中所使用的材料的配方如下：
制备方法如下：
1)按所述原料的配比将除再生刚玉外的原料混合后，投入混炼机中充分混炼，混炼时间约为3.1分钟；
2)再将再生刚玉骨料投入混炼机中充分混炼后包装保存，混炼时间约为3分钟。
将制备获得的材料进行性能测试，具体参数参见表2。
实施例5
本实施例中所使用的材料的配方如下：
制备方法如下：
1)按所述原料的配比将除再生刚玉外的原料混合后，投入混炼机中充分混炼，混炼时间约为3分钟；
2)再将再生刚玉骨料投入混炼机中充分混炼后包装保存，混炼时间约为3分钟。
将制备获得的材料进行性能测试，具体参数参见表2。
表2
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种高强抗铝渗透浇注料，按重量百分比计，包括如下组分：
2.如权利要求1所述的高强抗铝渗透浇注料，其特征在于，所述再生刚玉的粒级组成为：8-5mm部分占再生刚玉总质量的15-20％、5-3mm部分占再生刚玉总质量的10-15％、3-1mm部分占再生刚玉总质量的10-15％、≤1mm部分占再生刚玉总质量的15-20％，所述再生刚玉中氧化铝含量≥80wt％，碳化硅含量≥10wt％。
3.权利要求1所述的高强抗铝渗透浇注料，其特征在于，所述棕刚玉粉的氧化铝含量≥95wt％，粒度200目以下的部分占比≥95wt％，所述氧化铝粉中Al2O3的含量≥99wt％，颗粒D50不大于1.2μm。
4.权利要求1所述的高强抗铝渗透浇注料，其特征在于，所述水泥为铝酸钙水泥，所述铝酸钙水泥中铝含量为≥75wt％，所述硅微粉中SiO2的含量≥95wt％，目数为600-1250目，所述的碳化硅粉中SiC的含量≥95wt％，粒度200目以下的部分占比≥95wt％。
5.权利要求1所述的高强抗铝渗透浇注料，其特征在于，所述的分散剂选自聚磷酸盐型分散剂、聚丙烯酸盐型分散剂中的一种或多种的组合。
6.权利要求5所述的高强抗铝渗透浇注料，其特征在于，所述聚磷酸盐型分散剂选自六偏磷酸钠、三聚磷酸钠中的一种或多种的组合，所述聚丙烯酸盐型分散剂选自聚丙烯酸钠。
7.权利要求1所述的高强抗铝渗透浇注料，其特征在于，所述防爆剂选自防爆裂纤维，所述防爆裂纤维的熔点为60-80℃。
8.如权利要求1-7任一权利要求所述的高强抗铝渗透浇注料的制备方法，包括：
1)按配比将除再生刚玉外的原料混合后，投入混炼机中充分混炼；
2)再将再生刚玉骨料投入混炼机中充分混炼后包装保存。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤1中的混炼时间约为2.8-3.2分钟，步骤2中的混炼时间约为2.8-3.2分钟。
10.如权利要求1-7任一权利要求所述的高强抗铝渗透浇注料在防止铝元素渗透耐火材料中的用途。
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