CN109133883A

CN109133883A - 一种耐火浇注料

Info

Publication number: CN109133883A
Application number: CN201811221707.XA
Authority: CN
Inventors: 杨大鹏
Original assignee: Shanghai Baojiuhe Refractory Co Ltd; MCC Baosteel Technology Services Co Ltd
Current assignee: Shanghai Baojiuhe Refractory Co Ltd; MCC Baosteel Technology Services Co Ltd
Priority date: 2018-10-19
Filing date: 2018-10-19
Publication date: 2019-01-04

Abstract

本发明涉及冶金领域，特别是涉及一种应用于熔铝炉的耐火浇注料。本发明提供一种耐火浇注料，包括如下组分：均化矾土、棕刚玉粉、氧化铝粉、硅微粉、硫酸钡、碳化硅粉、防爆剂、粉状结合剂、促凝剂。本发明所提供的耐火浇注料可快速烘烤、线变化为微膨胀，具有良好的产业化前景。

Description

一种耐火浇注料

技术领域

本发明涉及冶金领域，特别是涉及一种应用于熔铝炉的耐火浇注料。

背景技术

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℃，虽然说温度不是很高，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，这种反应会造成材料开裂和剥落，是这种耐火材料损坏的主要原因。

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耐火浇注料，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，本发明一方面提供一种耐火浇注料，按重量百分比计，包括如下组分：

在本发明一些实施方式中，所述均化矾土中Al₂O₃含量≥85wt％。

在本发明一些实施方式中，所述均化矾土颗粒组成为8-5mm、5-3mm、3-1mm、1-0mm。

在本发明一些实施方式中，所述棕刚玉粉中氧化铝含量≥95wt％。

在本发明一些实施方式中，所述棕刚玉粉的粒度为200目。

在本发明一些实施方式中，所述氧化铝粉中Al₂O₃含量≥99wt％。

在本发明一些实施方式中，所述硅微粉中SiO₂含量≥95wt％。

在本发明一些实施方式中，所述碳化硅粉中SiC含量≥95wt％。

在本发明一些实施方式中，所述碳化硅粉的粒度为200目。

在本发明一些实施方式中，所述防爆剂为防爆裂纤维，所述防爆裂纤维的熔点为60～80℃。

在本发明一些实施方式中，所述粉状结合剂选自SioxX-Zero。

在本发明一些实施方式中，所述促凝剂选自MgO、偏铝酸钠中的一种或多种的组合。

本发明另一方面提供所述的耐火浇注料在出铁沟耐材制备领域的用途。

本发明另一方面提供一种出铁沟耐材，由所述的耐火浇注料制备获得。

本发明另一方面提供所述的出铁沟耐材的制备方法，包括：将所述的耐火浇注料与适量水混合，硬化。

具体实施方式

目前熔铝炉浇注料均是采用低水泥浇注料体系，施工方便、常温强度和中温烧后强度高、具有良好的抗铝渗透性，这些是低水泥熔铝炉浇注料的优点。但同时由于水泥的存在，在水化反应后形成的结合水在烘烤的过程中排出的速度比较慢，烘烤制度要是和材料不匹配的话就会造成爆裂的危险。所以通常这种材料的烘烤时间都很长，一般厚度在250-300mm左右的施工体需要16天-20天的烘烤时间。另低水泥熔铝炉浇注料在1000℃烧后，存在一定的线收缩，这个线收缩也会造成材料出现裂缝，造成材料整体寿命下降。本发明发明人通过大量实验以外发现，通过特定的组分和配比，可以提供性能优良的耐火浇注料，所述耐火浇注料所形成的熔铝炉具有更加优良的高温力学性能，在此基础上完成了本发明。

本发明第一方面提供一种耐火浇注料，按重量百分比计，包括如下组分：

本发明所提供的耐火浇注料中，所述均化矾土是指将铝矾土生圹经选矿、破碎、研磨、造粒、成型、烘干、煅烧制得的熟料，由于制备过程优先破碎，使得煅烧前料混合均匀，使得均化料性质更稳定。所述耐火浇注料中，按重量百分比计，可以包括60-70％、60-62％、62-64％、64-66％、66-68％、或68-70％均化矾土。所述均化矾土通常是具有高Al₂O₃含量的高纯原料，例如，均化矾土中Al₂O₃含量通常≥85wt％。所述均化矾土具有一定的颗粒级配，例如，所述耐火浇注料中，按重量百分比计可以包括12-15wt％的均化矾土8-5mm(即粒径为8mm～5mm的均化矾土)；再例如，所述耐火浇注料中，按重量百分比计可以包括17-20wt％的均化矾土5-3mm(即粒径为5mm～3mm的均化矾土)；再例如，所述耐火浇注料中，按重量百分比计可以包括16-18wt％的均化矾土3-1mm(即粒径为3mm～1mm的均化矾土)；再例如，所述耐火浇注料中，按重量百分比计可以包括15-17wt％的均化矾土1-0mm(即粒径≤1mm的均化矾土)。

本发明所提供的耐火浇注料中，所述棕刚玉粉通常是棕刚玉磨成的细粉。所述耐火浇注料中，按重量百分比计，可以包括5-10％、5-6％、6-7％、7-8％、8-9％、9-10％棕刚玉粉。所述棕刚玉粉的粒度通常不大于200目。

本发明所提供的耐火浇注料中，所述氧化铝粉通常是具有高Al₂O₃含量的超细粉原料。所述耐火浇注料中，按重量百分比计，可以包括3-6％、3-4％、4-5％、5-6％氧化铝粉。所述氧化铝粉中，Al₂O₃含量通常≥99wt％，氧化铝粉的粒径符合颗粒D50不大于1.2μm。

本发明所提供的耐火浇注料中，所述硅微粉通常是具有高SiO₂含量的高纯原料。所述耐火浇筑量中，按重量百分比计，可以包括3-5％、3-3.5％、3.5-4％、4-4.5％、4.5-5％硅微粉，所述硅微粉中SiO₂含量≥95wt％，硅微粉的粒径通常为600-1250目。

本发明所提供的耐火浇注料中，硫酸钡是一种有效的抗铝渗透剂。所述耐火浇筑量中，按重量百分比计，可以包括2-4％、2-2.5％、2.5-3％、3-3.5％、3.5-4％硫酸钡，所述硫酸钡的粒径通常为≤200目。

本发明所提供的耐火浇注料中，碳化硅粉通常是具有高SiC含量的高纯原料，也是一种有效的抗铝渗透剂。所述耐火浇注料中，按重量百分比计，可以包括10-15％、10-11％、11-12％、12-13％、13-14％、14-15％碳化硅粉，所述碳化硅粉中SiC含量≥95wt％，所述碳化硅粉的粒度为200目。

本发明所提供的耐火浇注料中，所述防爆剂通常可以似乎防爆裂纤维。所述耐火浇注料中，按重量百分比，可以包括0.02-0.04wt％、0.02-0.025wt％、0.025-0.03wt％、0.03-0.035wt％、或0.035-0.04wt％防爆剂。所述防爆裂纤维通常可以具有一定的熔化温度，例如，其熔化温度通常可以为60～80℃。

本发明所提供的耐火浇注料中，可以包括3-5wt％、3-3.5wt％、3.5-4wt％、4-4.5wt％、或4.5-5wt％粉状结合剂。所述的粉状结合剂选自SioxX-Zero，供应商为埃肯国际贸易(上海)有限公司，所述SioxX-Zero是一种(Al₂O₃₊SiO₂)％含量在95％以上的复合型结合剂。

本发明所提供的耐火浇注料中，可以包括0.05-0.1wt％、0.05-0.06wt％、0.06-0.07wt％、0.07-0.08wt％、0.08-0.09wt％或0.09-0.1wt％促凝剂。所述促凝剂可以包括MgO、偏铝酸钠等中的一种或多种的组合。在本发明一具体实施方式中，促凝剂中MgO的含量≥95wt％。

本发明第二方面提供所述的耐火浇注料的制备方法，包括：将各原料混合，即得所述耐火浇注料。

本发明第三方面提供所述的耐火浇注料在熔铝炉制备领域的用途。

本发明第四方面提供一种熔铝炉耐材，由所述的耐火浇注料制备获得。

本发明第五方面提供所述熔铝炉耐材的制备方法，包括：将所述的耐火浇注料与适量水混合，硬化成型。本领域技术人员可选择合适的方法，通过所述耐火浇注料，制备所述熔铝炉耐材，通常来说，可以将所述耐火浇注料与适量的水混合，形成浆体，浇筑，硬化成型以后，即得所述熔铝炉耐材。

与低水泥熔铝炉浇注料相比，本发明的主要优点是可快速烘烤、线变化为微膨胀，这主要是低水泥结合浇注料在施工完后存在结合水，结合水需要在250-400℃烘烤才能排出，烘烤制度不合适还存在爆裂的危险。而本发明由于不含水泥，施工完后的熔铝炉只含自由水，在100-200℃烘烤足够长时间以后，就能实现快速烘烤。一般厚度在250-300mm左右的施工体只需要7天-10天的烘烤时间，烘烤时间节约了50％。

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1

实施例中所使用的耐火浇注料的各实例的配方具体如表1所示：

表1

所述的水泥是铝含量为75％的纯铝酸钙水泥。减水剂为三聚磷酸钠。

按配方将各原料与水混合，搅拌均匀，具体混合比例参见表2，其中，加水量(％)＝(所加入的水的质量÷表1中各原料质量和)*100％。

熔铝炉耐材的制备方法具体如下：

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3分钟；

2)再将再生刚玉骨料投入混炼机中充分混炼3分钟后包装保存；

3)然后加入适量的水搅拌再3分钟，然后振动成型，试样尺寸为40*40*160mm；

4)试样在室温下养护24h，经过110℃*24h烘干后，分别在1000℃*3h、1300℃*3h热处理。

然后按照以下国标的要求进行数据监测，制备获得的出铁沟耐材的性能详见表2。表2中，各参数指标的检测方法如下：

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。

表2

上表比较结果表明：2#、3#、4#、5#和1#相比，加水量减少20％左右，常温强度没有低水泥浇注料高，但是满足施工的要求。最重要的是用这种浇注料的熔铝炉，烘烤时间从以前的16到20天减少为7到10天，烧后线变化也比低水泥浇注料要小。2#产品在浙江台州某公司低压机保温炉上使用，施工性能良好，经过12个月的现场使用，强度、耐磨性和抗侵蚀性能、抗热震稳定性等特点均良好，完全能满足熔铝炉的使用要求。

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

1.一种耐火浇注料，按重量百分比计，包括如下组分：

2.如权利要求1所述的耐火浇注料，其特征在于，所述均化矾土中Al₂O₃含量≥85wt％；

和/或，所述均化矾土颗粒组成为8-5mm、5-3mm、3-1mm、1-0mm；

和/或，所述棕刚玉粉中氧化铝含量≥95wt％；

和/或，所述棕刚玉粉的粒度为200目。

3.如权利要求1所述的耐火浇注料，其特征在于，所述氧化铝粉中Al₂O₃含量≥99wt％；

和/或，所述硅微粉中SiO₂含量≥95wt％。

4.如权利要求1所述的耐火浇注料，其特征在于，所述碳化硅粉中SiC含量≥95wt％；

和/或，所述碳化硅粉的粒度为200目。

5.如权利要求1所述的耐火浇注料，其特征在于，所述防爆剂为防爆裂纤维，所述防爆裂纤维的熔点为60～80℃。

6.如权利要求1所述的耐火浇注料，其特征在于，所述粉状结合剂选自SioxX-Zero。

7.如权利要求1所述的耐火浇注料，其特征在于，所述促凝剂选自MgO、偏铝酸钠中的一种或多种的组合。

8.如权利要求1-7任一权利要求所述的耐火浇注料在出铁沟耐材制备领域的用途。

9.一种出铁沟耐材，由权利要求1-7任一权利要求所述的耐火浇注料制备获得。

10.如权利要求9所述的出铁沟耐材的制备方法，包括：将权利要求1-7任一权利要求所述的耐火浇注料与适量水混合，硬化。