CN109020574A - 一种环保型镁橄榄石质浇注料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型镁橄榄石质浇注料，它包括如下组成成分和相应成分的质量百分比为：镁橄榄石：40％‑50％；电熔镁砂：15％‑25％；镁砂粉：20％‑30％；硅微粉：3％‑8％；添加剂：0.2％‑0.4％；所述添加剂的组成成分和相应的质量比例为：柠檬酸钠：60％‑70％，防爆纤维：30％‑40％。本发明的一种环保型镁橄榄石质浇注料，使用生镁橄榄石替代部分镁砂原料，研制的镁橄榄石浇注料不仅满足了施工和使用要求，而且降低了对环境的污染，环保、高强度、致密性好、抗渣侵蚀性能好、施工流动性好。
Description
技术领域
本发明涉及耐火材料领域，尤其涉及一一种环保型镁橄榄石质浇注料。
背景技术
镁橄榄石是一种优质耐火原料，熔点较高(1890℃)，导热率低(是纯氧化镁的1/4～1/3)，不易水化，化学稳定性好，耐金属熔体及渣的侵蚀，与大多数碱性耐火材料具有良好的相容性，并且与钢水接触时镁橄榄石能保持稳定。另外，镁橄榄石价格低，由于近期镁砂原料持续涨价，其价格优势更为突出。由于镁橄榄石的上述特点，使其广泛应用于冶金、热工以及铸造行业。在热工领域，镁橄榄石主要用于加热炉炉底、热风炉炉衬以及各种工业窑炉蓄热室的格子砖；在铸造领域，由于镁橄榄石不含游离态SiO2，而被公认为是绿色环保型铸造材料，主要用于铸件造型材料使用。在冶金领域，目前镁橄榄石主要作为连铸中间包内衬材料使用，少部分作为转炉和钢包修补材料使用。
镁质浇注料具有耐火度高、抗碱性渣侵蚀好的特点，并且在使用过程中不会产生向钢水增碳和六价铬污染的问题,因此被广泛的用在钢包和中间包等冶金设备中。以往镁质浇注料的原料主要为镁砂，由于镁砂原料生产污染较大、价格较高，并且MgO热膨胀系数大,抗热震性差,易吸潮水化,抗热剥落与结构剥落性不好,因此也限制了镁质浇注料的进一步推广使用。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种环保型镁橄榄石质浇注料，使用生镁橄榄石替代部分镁砂原料，研制的镁橄榄石浇注料不仅满足了施工和使用要求，而且降低了对环境的污染，环保、高强度、致密性好、抗渣侵蚀性能好、施工流动性好。
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。
一种环保型镁橄榄石质浇注料，它包括如下组成成分和相应成分的质量百分比为：镁橄榄石：40％-50％；电熔镁砂：15％-25％；镁砂粉：20％-30％；硅微粉：3％-8％；添加剂：0.2％-0.4％；
所述添加剂的组成成分和相应的质量比例为：柠檬酸钠：60％-70％，防爆纤维：30％-40％。
进一步的，所述电熔镁砂的颗粒直径为0-1mm。
进一步的，所述镁橄榄石的颗粒直径为1-5mm。
进一步的，所述镁砂粉过180目的筛。
一种环保型镁橄榄石质浇注料的制备方法，它的制备步骤为：将各组分按比例配制，在搅拌机中搅拌2-3分钟,混合均匀，然后再加入6％-6.5％(质量比)的水搅拌3-5分钟，搅拌均匀后振动成型即可。
进一步的，它包括如下组成成分和相应成分的质量百分比为：镁橄榄石3-5mm粒度的加入量为34.7％，镁橄榄石1-3mm的粒度的加入量为15％，电熔镁砂0-1mm粒度的加入量为20％，镁砂粉加入量为26％，硅微粉的加入量为4％，添加剂的加入量为0.3％，其中添加剂由防爆纤维33％、柠檬酸钠67％组成。
进一步的，它包括如下组成成分和相应成分的质量百分比为：镁橄榄石3-5mm粒度的加入量为29.65％，镁橄榄石1-3mm的粒度的加入量为15％，电熔镁砂0-1mm粒度的加入量为25％，镁砂粉加入量为25％，硅微粉的加入量为5％，添加剂的加入量为0.35％，其中添加剂由防爆纤维33％、柠檬酸钠67％组成。
进一步的，它包括如下组成成分和相应成分的质量百分比为：镁橄榄石3-5mm粒度的加入量为29.6％，镁橄榄石1-3mm的粒度的加入量为20％，电熔镁砂0-1mm粒度的加入量为20％，镁砂粉加入量为26％，硅微粉的加入量为4％，添加剂的加入量为0.35％，其中添加剂由防爆纤维33％、柠檬酸钠67％组成。
本发明的一种环保型镁橄榄石质浇注料，使用生镁橄榄石替代部分镁砂原料，研制的镁橄榄石浇注料不仅满足了施工和使用要求，而且降低了对环境的污染，环保、高强度、致密性好、抗渣侵蚀性能好、施工流动性好。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。
一种环保型镁橄榄石质浇注料，其组成和相应的质量百分比为：骨料分别为镁橄榄石：40％-50％；电熔镁砂：15％-25％；镁砂粉：20％-30％；硅微粉：3％-8％；添加剂：0.2％-0.4％。
本发明的骨料采用镁橄榄石，镁橄榄石属超基性深成岩，是普通的造岩矿物，也是岩浆结晶时最早形成的矿物之一，多赋存在辉长岩、玄武岩和橄榄岩类的火成岩里。共生矿物有磁铁矿、辉石、钙斜长石、铬铁矿及蛇纹石等。含铁橄榄石小于10％的镁橄榄石或蛇纹石化橄榄岩，灼减量小于5％的可直接用作耐火原料，而蛇纹石化较严重，灼减量大于5％的，须经过煅烧或配以镁砂，可制耐火材料。世界各地多有产出，中国分布较广、储量大的有内蒙古、新疆、四川、湖北、陕西、河北等省、自治区。由于镁橄榄石的抗碱性炉渣很强，其制品多用作蓄热室格子砖等。作为骨料，镁橄榄石的颗粒直径为3-5mm或1-3mm。
电熔镁砂系菱镁矿等镁质原料经高温处理达到烧结程度的产物的统称。用竖窑、回转窑等高温设备一次煅烧或二步煅烧工艺，以天然菱镁矿为原料烧制的镁砂称为烧结镁砂；以菱镁矿等为原料经电弧炉熔炼达到熔融状态冷却后形成的称为电熔镁砂；从海水中提取氧化镁制成的称为海水镁砂。镁砂是耐火材料最重要的原料之一，用于制造各种镁砖、镁铝砖、捣打料、补炉料等。含有杂质较多的，用于铺筑炼钢炉底等。电熔镁砂的颗粒直径为0-1mm。
粉料选择高纯镁砂粉，镁砂又称烧结镁砂，由菱镁矿、水镁矿或以海水与石灰乳反应制得的氢氧化镁，经高温煅烧而成，水化能力强。主要用于制碱性耐火材料，如镁砖、镁铝砖，含杂质多的用于铺炼钢钢炉底。镁砂可分为天然镁砂和海水镁砂或称合成镁砂两大类。天然镁砂主要来自天然菱镁矿，但因原矿质量制约，难以获得高纯优质产品，至今海水镁砂已成为工业发达国家所用镁砂的主要来源。菱镁矿中MgO的理论含量是47.3％，其余的杂质有CaO、SiO2、铁分等，菱镁矿在空气中加热到700℃-800℃分解，称为“轻烧氧化镁”，进一步加热到1530℃以上则变成非活性方镁石成为硬烧氧化镁，称为“死烧镁砂”。工业生产用的合成海水镁砂是由海水和消化白云石制成的。将沉淀下来的Mg(OH)2煅烧，得到MgO，用于不烧成砖的合成镁砂中钙硅比为0.3-0.5，高纯海水镁砂的钙硅比在1.7以上，其高温强度最高。本发明的高纯镁砂粉过180目筛。基质中镁砂细粉与SiO2微粉反应生成的镁橄榄石与骨料中的镁砂颗粒、镁橄榄石颗粒互相紧密结合，尤其是原位反应生成的镁橄榄石在骨料颗粒之间起着良好的联结作用，从而提高试样强度。
作为本发明的一种优选，结合剂采用的是92硅微粉。硅微粉是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料。由于它具备耐温性好、耐酸碱腐蚀、导热系数高、高绝缘、低膨胀、化学性能稳定、硬度大等优良的性能，被广泛用于化工、电子、集成电路(IC)、电器、塑料、涂料、高级油漆、橡胶、国防等领域。随着高技术领域的迅猛发展，硅微粉亦将步入新的历史发展时期。硅微粉是由天然石英(SiO2)或熔融石英(天然石英经高温熔融、冷却后的非晶态SiO2)经破碎、球磨(或振动、气流磨)、浮选、酸洗提纯、高纯水处理等多道工艺加工而成的微粉。
二氧化硅微粉与Mg0和H2O在常温下形成MgO－SiO2－H2O凝胶而产生凝聚结合，使试样具有较高的常温强度；热处理过程中，Si－OH键脱水聚合形成网络状的Si－O－Si结构，该网络结构一直保持到1100℃也无变化，这种结构保证了材料在1100℃×3h下具有一定的强度。1550℃×3h处理后，二氧化硅微粉与镁砂发生化学反应而形成镁橄榄石，镁橄榄石的形成保证了高温处理后具有较高强度。
作为本发明的一种优选，以添加剂的质量为100％计，所述添加剂的组成和相应的质量比例为：柠檬酸钠：60％-70％，防爆纤维：30％-40％。
防爆纤维是以聚丙烯为原材料，通过特殊工艺制造而成的。与其它耐火材料混合均匀，成形后，进行烘烤，随着烘烤温度不断升高，并达到一定温度时这种纤维即开始软化、收缩、熔化，最后形成气孔并碳化，它们在施工体内分布形成微小网络气孔，它能打开水气通道，减轻内部应力，防止爆裂，提高整体使用寿命的一种特殊纤维。防爆纤维可以防止裂纹产生，提高热震稳定性；柠檬酸钠的加入可以起到减水效果，保证施工性能。
环保型镁橄榄石质浇注料的制备方法，将骨料、粉料和添加剂按比例配制，在搅拌机中搅拌2-3分钟,混合均匀，然后再加入6％-6.5％(质量比)的水搅拌3-5分钟，搅拌均匀后振动成型。
实施例1：一种环保型镁橄榄石质浇注料，由以下原料制得：镁橄榄石3-5mm加入量35％，镁橄榄石1-3mm加入量15％，92电熔镁砂0-1mm加入量20％。粉料分别为97高纯镁粉26％，硅微粉4％。添加剂0.3％。其中添加剂由防爆纤维：33％、柠檬酸钠：67％组成。
实施例2：一种环保型镁橄榄石质浇注料，由以下原料制得：镁橄榄石3-5mm加入量30％，镁橄榄石1-3mm加入量15％，92电熔镁砂0-1mm加入量25％。粉料分别为97高纯镁粉25％，硅微粉5％。添加剂0.35％。其中添加剂由防爆纤维：33％、柠檬酸钠：67％组成。
实施例3：一种环保型镁橄榄石质浇注料，由以下原料制得：镁橄榄石3-5mm加入量30％，镁橄榄石1-3mm加入量20％，92电熔镁砂0-1mm加入量20％。粉料分别为97高纯镁粉26％，硅微粉4％。添加剂0.4％。其中添加剂由防爆纤维：33％、柠檬酸钠：67％组成。
下表为本发明的环保型镁橄榄石质浇注料在不同条件下的性能指标：
本发明的环保型镁橄榄石质浇注料具有致密性好、强度高、抗渣侵蚀性能优异、施工流动性好的优点。1)镁橄榄石反应活性比镁砂高，浇注料更易烧结并和渣发生化学反应，在反应后提高了渣的黏度，有利于改善试样的抗渣渗透性能。2)二氧化硅微粉与镁砂发生化学反应而形成镁橄榄石，使浇注料在高温下也能保证较高的强度。3)防爆纤维、柠檬酸钠的加入不仅起到减水的作用，还可以提高材料在使用中的防爆裂性能，提高热震稳定性。
本发明的一种环保型镁橄榄石质浇注料，使用生镁橄榄石替代部分镁砂原料，研制的镁橄榄石浇注料不仅满足了施工和使用要求，而且降低了对环境的污染，环保、高强度、致密性好、抗渣侵蚀性能好、施工流动性好。
显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (8)
1.一种环保型镁橄榄石质浇注料，其特征在于：它包括如下组成成分和相应成分的质量百分比为：镁橄榄石：40％-50％；电熔镁砂：15％-25％；镁砂粉：20％-30％；硅微粉：3％-8％；添加剂：0.2％-0.4％；
所述添加剂的组成成分和相应的质量比例为：柠檬酸钠：60％-70％，防爆纤维：30％-40％。
2.根据权利要求1所述的一种环保型镁橄榄石质浇注料，其特征在于：所述电熔镁砂的颗粒直径为0-1mm。
3.根据权利要求1所述的一种环保型镁橄榄石质浇注料，其特征在于：所述镁橄榄石的颗粒直径为1-5mm。
4.根据权利要求1所述的一种环保型镁橄榄石质浇注料，其特征在于：所述镁砂粉过180目的筛。
5.根据权利要求1所述的一种环保型镁橄榄石质浇注料的制备方法，其特征在于：它的制备步骤为：将权利要求1中的各组分按比例配制，在搅拌机中搅拌2-3分钟,混合均匀，然后再加入6％-6.5％(质量比)的水搅拌3-5分钟，搅拌均匀后振动成型即可。
6.根据权利要求1所述的一种环保型镁橄榄石质浇注料，其特征在于：它包括如下组成成分和相应成分的质量百分比为：镁橄榄石3-5mm粒度的加入量为34.7％，镁橄榄石1-3mm的粒度的加入量为15％，电熔镁砂0-1mm粒度的加入量为20％，镁砂粉加入量为26％，硅微粉的加入量为4％，添加剂的加入量为0.3％，其中添加剂由防爆纤维33％、柠檬酸钠67％组成。
7.根据权利要求1所述的一种环保型镁橄榄石质浇注料，其特征在于：它包括如下组成成分和相应成分的质量百分比为：镁橄榄石3-5mm粒度的加入量为29.65％，镁橄榄石1-3mm的粒度的加入量为15％，电熔镁砂0-1mm粒度的加入量为25％，镁砂粉加入量为25％，硅微粉的加入量为5％，添加剂的加入量为0.35％，其中添加剂由防爆纤维33％、柠檬酸钠67％组成。
8.根据权利要求1所述的一种环保型镁橄榄石质浇注料，其特征在于：它包括如下组成成分和相应成分的质量百分比为：镁橄榄石3-5mm粒度的加入量为29.6％，镁橄榄石1-3mm的粒度的加入量为20％，电熔镁砂0-1mm粒度的加入量为20％，镁砂粉加入量为26％，硅微粉的加入量为4％，添加剂的加入量为0.35％，其中添加剂由防爆纤维33％、柠檬酸钠67％组成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181218 |
|
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