CN108610063A - 高性能莫来石保温耐火浇注料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及耐高温内衬材料领域，尤其涉及一种莫来石保温耐火浇注料。一种高性能莫来石保温耐火浇注料，按照质量百分比计，包括65～72％的微孔莫来石颗粒、9～16%的刚玉粉、7～14%的莫来石微粉、1～3%的硅微粉、3～6%的氧化铝微粉和1～3%的铝酸钙水泥，并外加以上重量0.2～0.5%的减水剂和0.1～0.4%的烷基苯磺酸盐。本发明高性能莫来石保温耐火浇注料采用微孔莫来石为浇注料主材，配合细粉及微粉组成的粉体，与烷基苯磺酸盐为成孔剂浇注成型，作为高温炉窑如钢包永久层内衬材料在抗热震性能、抗侵蚀性能、保温性能、经济性方面都具有显著的优点，可以减少内装的钢水温降，降低包壳温度，有利于连铸钢水温度的稳定性和铸坯质量，进而可有效地降低转炉出钢温度，为节省能源创造可观的经济效益。

Description

高性能莫来石保温耐火浇注料

技术领域

本发明涉及耐高温内衬材料领域，尤其涉及一种莫来石保温耐火浇注料。

背景技术

现有的钢包永久层浇注料为高铝质致密浇注料，这样的浇注料抗钢水侵蚀性和热震性能都较好，基本能满足现场要求。但是该料导热率比较高，不利于钢包保温，也不利于保护钢壳上的轻质绝热板。采用常规方法改进的轻质浇注料由于加入空心球、陶瓷微珠、多孔隔热骨料等会使施工性能下降、偏析分层、流动性差，干燥烧成后材料的强度偏低，抗侵蚀性能严重下降，所以缺点较多。

中国专利CN 101817691 A公开了一种自发泡热反应硬化成型的耐火保温浇注的生产方法包括：耐火骨料60～70%、耐火粉料20～30%，铝粉3～10%，混合后加入浓度为50%的磷酸溶液，搅拌均匀后注入模具，发泡成型、加热硬化成具有一定强度的耐火保温浇注料。该技术可以知道发泡剂是铝粉，铝在高温下会与水反应生成有H2而产生气孔，H2上漂溢出因此生成的气孔多为贯通气孔不利于浇注料抗渣、液渗透侵蚀，而且该反应是放热反应会导致浇注料过早凝固硬化，浇注料性能下降，只能用于在不接触高温金属熔融液的高温窑炉中，如果可能接触到高温钢水、熔渣就极不安全。该技术采用磷酸为结合剂，会造成材料的耐高温性能下降，不能用于在1500℃以上的高温区域，有其局限性。

中国专利CN 102503467 A公开了一种轻质隔热保温浇注料，主要原料包括玻化微珠、珍珠岩、漂珠、莫来石空心球、硅灰、白泥、陶瓷除尘粉、高铝水泥、固体水玻璃等组成。采用硅溶胶溶液和固体水玻璃为结合剂，浇注时加水振动成型。该技术主要还是耐高温性能、与热震、抗侵蚀性能不能兼顾，不能应用于钢包等高温炉窑上。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高性能莫来石保温耐火浇注料，该耐火浇注料采用微孔莫来石为浇注料主材，配合细粉及微粉组成的粉体，与烷基苯磺酸盐为成孔剂浇注成型，最终得到的莫来石保温浇注料的抗热震性能、抗侵蚀性能、保温性能明显优于现有的材料，克服了以往轻质保温浇注料施工质量问题。

本发明是这样实现的：一种高性能莫来石保温耐火浇注料，按照质量百分比计，包括65～72％的微孔莫来石颗粒、9～16%的刚玉粉、7～14%的莫来石微粉、1～3%的硅微粉、3～6%的氧化铝微粉和1～3%的铝酸钙水泥，并外加以上重量0.2～0.5%的减水剂和0.1～0.4%的十二烷基苯磺酸钠。

所述微孔莫来石颗粒的孔径为10~64μm，气孔率为16%~18%。

所述莫来石微粉粒度为D90，≤20μm。

所述减水剂选自三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的一种或两种任意比例混合。

所述刚玉粉选用细粉材料，要求粒径为20～150μm。

本发明高性能莫来石保温耐火浇注料采用微孔莫来石为浇注料主材，配合细粉及微粉组成的粉体，与烷基苯磺酸盐为成孔剂浇注成型，作为高温炉窑如钢包永久层内衬材料在抗热震性能、抗侵蚀性能、保温性能、经济性方面都具有显著的优点，可以减少内装的钢水温降，降低包壳温度，有利于连铸钢水温度的稳定性和铸坯质量，进而可有效地降低转炉出钢温度，为节省能源创造可观的经济效益。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例

在本发明中，涉及的细粉、微粉为行业术语；通常定义为所述细粉为小于100目粉末，微粉为D90，小于20μm的粉末。

一种高性能莫来石保温耐火浇注料，按照质量百分比计，包括65～72％的微孔莫来石颗粒、9～16%的刚玉粉、7～14%的莫来石微粉、1～3%的硅微粉、3～6%的氧化铝微粉和1～3%的铝酸钙水泥，并外加以上重量0.2～0.5%的减水剂和0.1～0.4%的十二烷基苯磺酸钠；

在本实施例中，作为优选，所述刚玉粉选用细粉材料，要求粒径为20～150μm。

莫来石本身具有非常好的耐高温性能和热震稳定性，是铝硅系材料中最优越的耐火原料之一，但它致密性和导热率比较高。本发明中采用微孔莫来石颗粒为主料，微孔莫来石颗粒的孔径为10~64μm，气孔率为16%~18%，气孔率10%左右为封闭气孔，气孔平均孔径25~35μm。这类微米级尺寸的封闭气孔均匀分布在材料中，有助于缓冲材料在高温下的热应力，对提高材料的热震稳定性有很大的帮助。同时微气孔的存在为莫来石晶体的定向生长提供了空间，有利于得到长径比较大、发育良好的莫来石，在材料应用过程中产生增强、增韧效果，从而提高材料的热机械强度。特别有利于浇注料的保温及抗侵蚀性能的提高。用它作为颗粒骨料加水量少，流动性好，不影响保温浇注料的施工性能。而普通轻质保温料多采用多孔轻质耐火原料，加水搅拌时吸水率高、颗粒容易破碎，浇注料流动性差，失去流动性快，不利于浇注施工。

另外，采用的铝酸钙水泥为高耐温材料，并加入了1～3%的硅微粉，主要是为了更优异的抗侵蚀性能，能够抵抗1600℃左右的高温钢水及渣的侵蚀。在本实施例中，作为优选，所述莫来石微粉粒度为D90≤20μm，莫来石微粉采用普通莫来石原料通过球磨机或气流磨加工而成，以提高莫来石的反应活性，加强烧结，增强浇注料强度。氧化铝微粉和硅微粉在应用过程中生成次生的莫来石新相，进一步提高了材料的强度与抗热震性。

本发明中采用十二烷基苯磺酸钠作为成孔剂，烷基苯磺酸盐是由烷基、苯环和磺酸根组成，溶于水成离子状态，其表面活性比较强，通过搅拌在浆体中产生气孔能力和气孔稳定性好，它在酸性、碱性溶液中稳定性好，能在浇注料基质中产生一定量的封闭气孔，最终实验表明，生成的气孔孔径在7～88um之间，抗熔融渣侵蚀性好，干燥后浇注料的保温性大大提高，同时又不会过分影响浇注料的强度；

在制备时，首先将65～72％的微孔莫来石颗粒、9～16%的刚玉粉、7～14%的莫来石微粉、1～3%的硅微粉、3～6%的氧化铝微粉和1～3%的铝酸钙水泥，并外加以上重量0.2～0.5%的减水剂和0.1～0.4%的烷基苯磺酸盐混合搅拌均匀得到混合料；然后向混合料中加总重量5～8%的水搅拌5～10min，采用振动频率20～40Hz,振动时间180～300s的浇注振动工艺成型，再经过常温养护、脱模、110℃干燥后即得莫来石保温浇注料。

将表1中的组分制备的到的浇注料经过1500℃×3h烧成后，测试其物理性能，得到表2中的技术指标。

表1各实施例组分表(重量百分数%)

表2各实施例的性能对比表

*：抗侵蚀性指数越高越好。

通过表2的参数可知所得到的浇注料加水后流动性好，施工非常方便；强度可以与高铝致密浇注料媲美；保温性能好；抗热震稳定性与抗渣侵蚀性关键性能优于现有高铝致密浇注料，从而保证了本技术浇注料有良好的应用效果。

Claims (5)

1.一种高性能莫来石保温耐火浇注料，其特征是：按照质量百分比计，包括65～72％的微孔莫来石颗粒、9～16%的刚玉粉、7～14%的莫来石微粉、1～3%的硅微粉、3～6%的氧化铝微粉和1～3%的铝酸钙水泥，并外加以上重量0.2～0.5%的减水剂和0.1～0.4%的十二烷基苯磺酸钠。

2.如权利要求1所述的高性能莫来石保温耐火浇注料，其特征是：所述微孔莫来石颗粒的孔径为10~64μm，气孔率为16%~18%。

3.如权利要求1或2所述的高性能莫来石保温耐火浇注料，其特征是：所述莫来石微粉粒度为D90，≤20μm。

4.如权利要求3所述的高性能莫来石保温耐火浇注料，其特征是：所述减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的一种或两种任意比例混合。

5.如权利要求3所述的高性能莫来石保温耐火浇注料，其特征是：所述刚玉粉选用细粉材料，要求粒径为20～150μm。