CN112979327A - 用于铁水包扒渣板的浇注料、铁水包扒渣板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于铁水包扒渣板的浇注料、铁水包扒渣板及其制备方法，用于铁水包扒渣板的浇注料包括以下组分按质量份数：50～70份Al2O3‑SiC‑C混合废料，10～20份蓝晶石尾矿，2～4份氧化铝，0.1～0.2份防爆纤维，3～6份铝酸钙水泥以及0.25～0.8份添加剂。本发明采用Al2O3‑SiC‑C混合废料以及蓝晶石尾矿作为主要原料，废料中含有大量的SiC和C能有效降低铁水、渣质以及脱硫剂与浇注料基质表面的浸润性、提高了扒渣效率并优化铁水品质。此外，由于渣质及铁水不易粘附于基体表面进而提升了浇注料的抗侵蚀性能并保证浇注料表面的光滑减少铁水中渣质的粘附。第二，有效地将工业废弃物Al2O3‑SiC‑C废料以及蓝晶石尾矿回收利用，节约资源、适合工业化生产。

Description

用于铁水包扒渣板的浇注料、铁水包扒渣板及其制备方法
技术领域
本发明属于铁水耐火浇注料技术领域，尤其涉及一种用于铁水包扒渣板的浇注料及其制备方法及铁水包扒渣板的制备方法。
背景技术
进入二十一世纪后，随着经济快速发展人们对钢铁制品的需求量越来越大，钢铁在造福社会的同时也带来大量的工业废弃物，如废弃耐火材料制品以及废水废气等。其中以高炉出铁沟Al2O3-SiC-C浇注料尤为突出；另外，蓝晶石尾矿作为工业废弃物，由于其杂质含量高导致无法在工业中得到有效的利用，同时其后续的处理也需要耗费一定的成本。因此，如何将这些工业废弃物变废为宝使之继续服务社会成为了亟待解决的问题。
另外，全球钢铁产量与日俱增，如何在保证产品的质量前提下有效的提高产品生产效率也是当下亟需解决的问题。其中一个关键生产环节铁水脱硫扒渣工艺，作为铁水除渣提升产品品质的重要环节日渐成为企业和科研工作者关注的重点。目前，铁水包扒渣板通常采用金属材质所制备，但在使用过程中熔损快、使用寿命较短，一般仅5次左右就需要进行更换，更换频繁高，严重影响扒渣的效率和顺行，增加了工人劳动强度。针对上述问题，国内科研工作者在金属扒渣板表面包裹一层耐火浇注料进而降低扒渣板熔损速度，提高扒渣板使用寿命。
综上可知，现有技术中并没有提升铁水包扒渣板的防粘性能的有效方法，同时也不能对蓝晶石尾矿以及Al2O3-SiC-C废弃材料进行有效的利用。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种用于铁水包扒渣板的浇注料，以解决现有技术中存在的扒渣板使用后表面粘渣严重、导致扒渣效率低、同时 Al2O3-SiC-C废弃材料以及蓝金石尾矿等工业废弃物无法得到有效利用的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种用于铁水包扒渣板的浇注料，包括以下组分按质量份数：50～70份Al2O3-SiC-C混合废料、10～20 份蓝晶石尾矿、2～4份氧化铝、0.1～0.2份防爆纤维、3～6份铝酸钙水泥以及 0.25～0.8份添加剂。
根据本申请的一个实施例，用于铁水包扒渣板的浇注料，包括以下质量份数：55～65份高炉出铁沟废料、12～18份蓝晶石尾矿、2～4份氧化铝、0.1～0.2 份防爆纤维、4～6份铝酸钙水泥以及0.25～0.75份添加剂。
根据本申请的一个实施例，Al2O3-SiC-C混合废料为高炉出铁沟废料。
根据本申请的一个实施例，蓝晶石尾矿的主要成分包括：Al2O3 25～35wt％、 SiO240～55wt％、Fe2O3 0.5～2.0wt％、CaO+MgO 0.25～0.45wt％、Na2O+K2O 0.5～1.0wt％，烧失量5～10wt％。
根据本申请的一个实施例，蓝晶石尾矿粒径≤0.08mm。
根据本申请的一个实施例，添加剂包括0.2～0.6份的球状沥青以及0.05～0.15份聚羧酸类减水剂。
根据本申请的一个实施例，球状沥青的粒径≤1mm。
根据本申请的一个实施例，氧化铝粒径≤0.005mm，防爆纤维长度为 3～6mm，铝酸钙水泥的粒径≤0.045mm。
本发明的另一方面，提供了一种用于铁水包扒渣板的浇注料的制备方法，包括以下步骤：
将混合废料Al2O3-SiC-C经过研磨、破碎，得到粒径≤5cm的初料；
将50～70份初料与10～20份蓝晶石尾矿、2～4份氧化铝、0.1～0.2份防爆纤维和3～6份铝酸钙水泥以及0.25～0.8份添加剂混合均匀，制得用于铁水包扒渣板的浇注料。
本发明的另一方面，还提供了一种铁水包扒渣板的制备方法，包括以下步骤；
将水与如上述的用于铁水包扒渣板的浇注料进行混合，其中水与料的重量比为5～10:100；
将调匀后的用于铁水包扒渣板的浇注料浇注在金属扒渣板芯体表面，并冷却24～48h，得到浇注扒渣板；
将冷却后的浇注扒渣板200～300℃烘烤10-20小时。
本发明提供的用于铁水包扒渣板的浇注料的有益效果在于：本发明用于铁水包扒渣板的浇注料，第一，本发明将Al2O3-SiC-C混合废料加入铁水包扒渣板用浇注料中，由于废料中含有大量的SiC和C能有效降低铁水、渣质以及脱硫剂与浇注料基质表面的浸润性，改善浇注料表面的粘渣效应，提高了扒渣效率并优化铁水品质。此外，由于渣质及铁水不易粘附于基体表面，从而降低了渣中的金属氧化物等物质与基体表面反应机率，进而提升了浇注料的抗侵蚀性能，并保证浇注料表面的光滑性减少铁水中渣质的粘附。第二，本发明采用Al2O3-SiC-C废料以及蓝晶石尾矿作为主要原料制备铁水包扒渣板浇注料，能有效地将工业废弃物Al2O3-SiC-C废料以及蓝晶石尾矿回收利用，避免因将其直接堆放或填埋而对环境产生污染，节约资源、环境友好、生产成本低和适合工业化生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中用于铁水包扒渣板的浇注料制备方法流程图；
图2为本现有技术中铁水包扒渣板使用过程中的图像；
图3为本发明实施例中的拥挤铁水包扒渣板的浇注料浇筑以后的扒渣板使用后的图像。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，本发明实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本发明实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地，本发明实施例说明书中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的重量单位。
关于扒渣板的防粘性能，现有技术中，有些工厂采用氧化铝、碳化硅等材料对扒渣板的表面进行浇注，该方法在一定程度上提升了扒渣板的耐高温性能，延长了使用寿命。但其主要缺陷是：所制备的铝硅系浇注料其表面与铁水及渣滓具有浸润性导致粘渣严重，且基质易于脱硫剂反应生成硅酸钙侵蚀层严重影响扒渣效率和铁水质量。请参考图2，为现有技术的扒渣板使用的图示，可以清楚的观察到扒渣板上粘附有大量的铁水，严重影响了扒渣板的使用性能。
另外，关于蓝晶石尾矿的利用方面，现有技术中对蓝晶石尾矿通常采用与其他矿石和原来混合制作轻质隔热砖，该方法在一定程度上利用的工业废弃物蓝晶石尾矿。但其主要缺陷是：所制备的莫来石轻质砖工艺复杂且为了合成莫来石需向原料中添加大量的氧化铝粉造成生产成本偏高。
最后，现有技术中，对Al2O3-SiC-C废弃材料的利用方面，现有技术一般采用废鱼雷包残砖、废滑板砖、铝碳水口等为骨料、滑板泥、棕刚玉粉、SiC粉为基质，以热固性性酚醛树脂为结合剂制备铁沟捣打料。该方法在一定程度上利用了工业废弃物。但其主要缺陷是：所制备的铁沟捣打料需向原料中添加大量的棕刚玉和SiC粉造成生产成本偏高。
因此，鉴于上述的一系列问题，本发明提供一种用于铁水包扒渣板的浇注料，包括以下组分按质量份数：50～70份Al2O3-SiC-C混合废料、10～20份蓝晶石尾矿、2～4份氧化铝、0.1～0.2份防爆纤维、3～6份铝酸钙水泥以及0.25～0.8 份添加剂。
本发明提供的用于铁水包扒渣板的浇注料的有益效果在于：本发明用于铁水包扒渣板的浇注料，第一，本发明将Al2O3-SiC-C混合废料加入铁水包扒渣板用浇注料中，由于废料中含有大量的SiC和C能有效降低铁水、渣质以及脱硫剂与浇注料基质表面的浸润性，改善浇注料表面的粘渣效应，提高了扒渣效率并优化铁水品质。此外，由于渣质及铁水不易粘附于基体表面，从而降低了渣中的金属氧化物等物质与基体表面反应机率，进而提升了浇注料的抗侵蚀性能，并保证浇注料表面的光滑性减少铁水中渣质的粘附。第二，本发明采用Al2O3-SiC-C混合废料以及蓝晶石尾矿作为主要原料制备铁水包扒渣板浇注料，能有效地将工业废弃物Al2O3-SiC-C混合废料以及蓝晶石尾矿回收利用，避免因将其直接堆放或填埋而对环境产生污染，节约资源、环境友好、生产成本低和适合工业化生产。
在其中的一个实施例中，用于铁水包扒渣板的浇注料包括以下质量份数： 55～65份高炉出铁沟废料、12～18份蓝晶石尾矿、2～4份氧化铝、0.1～0.2份防爆纤维、4～6份铝酸钙水泥以及0.25～0.75份添加剂。对浇注料中的某些成分稍作调整也同样能达到上述的技术效果。
在其中的一个实施例中，Al2O3-SiC-C混合废料为高炉出铁沟废料。高炉出铁沟废料的成分中，含有大量的SiC和C能有效降低铁水、渣质以及脱硫剂与浇注料基质表面的浸润性，改善浇注料表面的粘渣效应，提高了扒渣效率并优化铁水品质。
在其中的一个实施例中，蓝晶石尾矿的主要成分包括：Al2O3 25～35wt％、 SiO240～55wt％、Fe2O3 0.5～2.0wt％、CaO+MgO 0.25～0.45wt％、Na2O+K2O 0.5～1.0wt％，烧失量5～10wt％。蓝晶石尾矿中含有大量的氧化铝，氧化铝(Al2O3) 的熔点为2050℃,密度为3.85～4.0g/cm3，且具有良好的导热和化学稳定性。常用刚玉-氧化铝作为骨料颗粒，Al2O3可以降低熔渣的活性从而阻止熔渣对骨料的侵蚀。
在其中的一个实施例中，蓝晶石尾矿粒径≤0.08mm。降低蓝晶石尾矿的粒径，能有效地将其与其他成分进行混合、提升材料的性能。
在其中的一个实施例中，添加剂包括0.2～0.6份的球状沥青以及0.05～0.15 份聚羧酸类减水剂。球状沥青的润湿性比较差，球状沥青材料具有良好的抗渣侵蚀和不易粘铁的特点；同时其导热系数大，能够抵抗高温铁水和炉渣对浇注料的热冲击，从而提高浇注料的热稳定性；此外，在一定温度下，球状沥青和 Si反应生成SiC纤维，对浇注料具有补强作用。
在其中的一个实施例中，球状沥青的粒径≤1mm，氧化铝粒径≤0.005mm。氧化铝的粒径小于0.005mm能提升氧化铝的混合均匀度。防爆纤维长度为 3～6mm。防爆纤维的添加能够防止铁沟料在快速烘烤的过程中产生开裂的现象。
在其中的一个实施例中，铝酸钙水泥的粒径≤0.045mm。铝酸钙作为结合剂，能提升各种原料之间的粘合性能，将铝酸钙的粒径控制在0.045mm以下，能提升铝酸钙的混合性能。
具体来说，请结合图1进行参考，制备本实施例中的用于铁水包扒渣板的浇注料，包括以下步骤：
将混合废料Al2O3-SiC-C经过机械研磨、破碎，得到粒径≤5cm的初料；
将50～70份初料与10～20份蓝晶石尾矿、2～4份氧化铝、0.1～0.2份防爆纤维和3～6份铝酸钙水泥以及0.25～0.8份添加剂混合均匀，制得用于铁水包扒渣板的浇注料。
下面介绍使用本实施例中的铁水包扒渣板浇注料制备铁水包扒渣板，包括以下步骤；
将水与如上述的用于铁水包扒渣板的浇注料进行搅拌混合均匀，其中水与料的重量比为5～10:100；
将调匀后的用于铁水包扒渣板的浇注料浇注在金属扒渣板芯体表面，并自然冷却24～48h，得到浇注扒渣板；
将冷却后的浇注扒渣板200～300℃烘烤10-20小时。
实施例一：
一种用于铁水包扒渣板的浇注料制备方法，以50～60份高炉出铁沟 Al2O3-SiC-C废料、15～20份蓝晶石尾矿、3～4份α-活性氧化铝微粉、0.15～0.2 份防爆纤维和4.5～6份铝酸钙水泥为原料，0.4～0.6份质量的球状沥青和0.1～0.15 份聚羧酸类减水剂为添加剂，混合均匀制得铁水包扒渣板用浇注料。
将水与上述的用于铁水包扒渣板的浇注料进行搅拌，其中水与料的重量比为5～10:100；将调匀后的用于铁水包扒渣板的浇注料浇注在金属扒渣板芯体表面，并自然冷却24～48h，得到浇注金属扒渣板；将冷却后的浇注金属扒渣板 200～300℃烘烤10-20小时，即可制成铁水包扒渣板。
本实施例中的铁水包扒渣板表面较平滑，铁水渣质粘附情况明显改善。请参考附图3，通过对使用的铁水包扒渣板进行观察及分析，表面粘附的渣质明显减少，降低了对扒渣板的清理效率以及更换频率，大大提升了扒渣的效率降低了生产的成本。
实施例二：
一种用于铁水包扒渣板的浇注料制备方法，以60～70份高炉出铁沟 Al2O3-SiC-C废料、10～15份蓝晶石尾矿、2～3份α-活性氧化铝微粉、0.1～0.15 份防爆纤维和3～4.5份铝酸钙水泥为原料，0.2～0.4份质量的球状沥青和0.05～0.1 份聚羧酸类减水剂为添加剂，混合均匀制得铁水包扒渣板用浇注料。
将水与上述的用于铁水包扒渣板的浇注料进行搅拌，其中水与料的重量比为5～10:100；将调匀后的用于铁水包扒渣板的浇注料浇注在金属扒渣板芯体表面，并自然冷却24～48h，得到浇注金属扒渣板；将冷却后的浇注金属扒渣板 200～300℃烘烤10-20小时，即可制成铁水包扒渣板。本实施例中的铁水包扒渣板表面较平滑，铁水渣质粘附情况明显改善。通过对使用过的铁水包扒渣板进行观察分析，表面粘附的渣质明显减少。
实施例3：
一种用于铁水包扒渣板用的浇注料制备方法，以65～70份高炉出铁沟 Al2O3-SiC-C废料、10～12份蓝晶石尾矿、2～2.5份α-活性氧化铝微粉、0.1～0.12 份防爆纤维和3～3.5份铝酸钙水泥为原料，0.2～0.3份质量的球状沥青和 0.05～0.75份聚羧酸类减水剂为添加剂，混合均匀制得铁水包扒渣板用浇注料。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于铁水包扒渣板的浇注料，其特征在于，包括以下组分按质量份数：50～70份Al2O3-SiC-C混合废料、10～20份蓝晶石尾矿、2～4份氧化铝，0.1～0.2份防爆纤维、3～6份铝酸钙水泥以及0.25～0.8份添加剂。
2.根据权利要求1所述的用于铁水包扒渣板的浇注料，其特征在于，包括以下质量份数：55～65份高炉出铁沟废料、12～18份蓝晶石尾矿、2～4份氧化铝、0.1～0.2份防爆纤维、4～6份铝酸钙水泥以及0.25～0.75份添加剂。
3.根据权利要求1所述的用于铁水包扒渣板的浇注料，其特征在于，所述Al2O3-SiC-C混合废料为高炉出铁沟废料。
4.根据权利要求1所述的用于铁水包扒渣板的浇注料，其特征在于，所述蓝晶石尾矿的主要成分包括：Al2O3 25～35wt％、SiO2 40～55wt％、Fe2O30.5～2.0wt％、CaO+MgO 0.25～0.45wt％、Na2O+K2O 0.5～1.0wt％，烧失量5～10wt％。
5.根据权利要求4所述的用于铁水包扒渣板的浇注料，其特征在于，所述蓝晶石尾矿粒径≤0.08mm。
6.根据权利要求1所述的用于铁水包扒渣板的浇注料，其特征在于，所述添加剂包括0.2～0.6份的球状沥青以及0.05～0.15份聚羧酸类减水剂。
7.根据权利要求6所述的用于铁水包扒渣板的浇注料，其特征在于，所述球状沥青的粒径≤1mm。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的用于铁水包扒渣板的浇注料，其特征在于，所述氧化铝粒径≤0.005mm，所述防爆纤维长度为3～6mm，所述铝酸钙水泥的粒径≤0.045mm。
9.一种用于铁水包扒渣板的浇注料的制备方法，其特征在于，制备如权利要求1～8中任一项所述的用于铁水包扒渣板的浇注料，包括以下步骤：
将混合废料Al2O3-SiC-C经过研磨、破碎，得到粒径≤5cm的初料；
将50～70份所述初料与10～20份蓝晶石尾矿、2～4份氧化铝、0.1～0.2份防爆纤维和3～6份铝酸钙水泥以及0.25～0.8份添加剂混合均匀，制得所述用于铁水包扒渣板的浇注料。
10.一种铁水包扒渣板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤；
将水与如权利要求1～8中任一项所述的用于铁水包扒渣板的浇注料进行混合，其中水与料的重量比为5～10:100；
将调匀后的所述用于铁水包扒渣板的浇注料浇注在金属扒渣板芯体表面，并冷却24～48h，得到浇注扒渣板；
将冷却后的所述浇注扒渣板200～300℃烘烤10-20小时。
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