CN114409419B - 一种硅铁包用捣打料及其制备方法 - Google Patents

一种硅铁包用捣打料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114409419B
CN114409419B CN202210174372.0A CN202210174372A CN114409419B CN 114409419 B CN114409419 B CN 114409419B CN 202210174372 A CN202210174372 A CN 202210174372A CN 114409419 B CN114409419 B CN 114409419B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
silicon
graphite
ramming mass
composite particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210174372.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114409419A (zh
Inventor
朱国平
王立旺
王琪
朱玉萍
李新明
彭晶晶
方利华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Kingcred New Material Co ltd
Original Assignee
Zhejiang Kingcred New Material Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Kingcred New Material Co ltd filed Critical Zhejiang Kingcred New Material Co ltd
Priority to CN202210174372.0A priority Critical patent/CN114409419B/zh
Publication of CN114409419A publication Critical patent/CN114409419A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114409419B publication Critical patent/CN114409419B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/66—Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C04B2235/3222—Aluminates other than alumino-silicates, e.g. spinel (MgAl2O4)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3241—Chromium oxides, chromates, or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3409—Boron oxide, borates, boric acids, or oxide forming salts thereof, e.g. borax
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/349—Clays, e.g. bentonites, smectites such as montmorillonite, vermiculites or kaolines, e.g. illite, talc or sepiolite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/422—Carbon
    • C04B2235/425—Graphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/428—Silicon

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

本发明涉及耐火材料领域，尤其涉及一种硅铁包用捣打料，其包括：骨料75~85份、粉料10~18份、抗侵蚀剂0.5~5份以及结合剂0~2份；其中：所述骨料中包括硅碳复合颗粒，其包括多孔的石墨质内核，还包括用于填充以及包覆石墨质内核内部孔隙以及外表面的二氧化硅，所述碳质内核的表面以及内部孔隙中均匀负载有硼化合物。本发明中的硅铁包用捣打料其通过骨料以及粉料之间的合理配置，能够有效提升捣打料在成型之后的致密性。同时，在骨料中引入硅碳复合颗粒，使得捣打料的耐高温性能以及体积稳定性进一步提升，同时其与熔融金属之间的浸润性较差，使得其能够有效防止渣铁的附着以渗透，延长了使用寿命。

Description

一种硅铁包用捣打料及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐火材料领域，尤其涉及一种硅铁包用捣打料及其制备方法。
背景技术
硅铁炉又称电弧电炉或电阻电炉，是一种耗电量巨大的工业电炉，它主要用于还原冶炼矿石，碳质还原剂及溶剂等原料。主要生产硅铁，锰铁，铬铁、钨铁、硅锰合金，电石等铁合金和化工原料。
目前在冶炼硅铁行业中砌筑所使用的硅铁包内衬大多使用粘土砖或高铝砖砌筑，使用过程中存在着不少缺点和难以克服的困难，例如其使用寿命短较短，一般情况下使用包龄为15~25炉，使用时间短的原因有两种情况，一是由于局部烧穿，发生漏包现象。二是随着出铁次数的增加，包底年有大量的渣铁形成包坨，铁水包容积变小，再出铁时铁水装不下，只好更换新包，造成人力和财力的浪费，同时给安全生产带来不利。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中的硅铁包内衬材料的使用寿命较短，同时抗熔渣渗透性较差的缺陷，提供了一种硅铁包用捣打料及其制备方法用以克服上述缺陷。
为实现上述发明目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种硅铁包用捣打料，按照重量百分数计，包括：骨料75~85份、粉料10~18份、抗侵蚀剂0.5~5份以及结合剂0~2份；
其中：所述骨料中包括硅碳复合颗粒，所述硅碳复合颗粒包括多孔的石墨质内核，还包括用于填充以及包覆石墨质内核内部孔隙以及外表面的二氧化硅；
所述石墨质内核的表面以及内部孔隙中均匀负载有硼化合物。
本发明中的硅铁包用捣打料其通过骨料以及粉料之间的合理配置，能够有效提升捣打料在成型之后的致密性。同时通过添加抗侵蚀剂，能够有效防止渣铁的附着以及渗透，从而防止出现局部烧穿以及漏包的现象。
此外，本发明中在骨料中添加有一定量的硅碳复合颗粒，其由石墨质内核以及填充在石墨质内核内外的二氧化硅构成。其中，石墨质内核由于其中的碳材料经过石墨化，因此物理化学性质更加稳定，使得其具有更加良好的耐高温性能以及体积稳定性。并且其与熔融金属之间的浸润性较差，使得其能够有效防止渣铁的附着以渗透，从而能够杜绝硅铁包底黏连有由大量渣铁形成的包坨，进而提升了硅铁包的使用寿命。
石墨虽然有上述优点，但是其抗冲击效果仍然需要进行进一步的改善，此外由于石墨与其他组分之间的结合能力较差，导致传统的石墨骨料与其他的组分之间的相容性较差，进一步导致抗冲击效果的下降。通过本发明研发人员发现，将石墨质内核设计成多孔结构后，并在其孔隙处以及外表面填充包覆二氧化硅，这些二氧化硅结构能够在石墨质内核中形成网状的支撑结构，从而能够有效提升石墨质内核的抗冲击性能，而位于石墨质内核外部的二氧化硅则能够与其他的骨料粉料之间反应形成稳定的结构，从而使得其稳定性进一步提升。
此外，为了提升碳质内核与二氧化硅之间的亲和性以及连接稳定性，本发明在石墨质内核的表面以及内部孔隙中均匀负载有硼化合物，这些硼化合物具有以下两点有益效果：（1）通过在石墨质内核负载硼化合物，使得这些硼化合物能够修补石墨质内核的缺陷，使得石墨的结构更加稳定，提升了石墨质内核的稳定性。（2）硼化合物能够作为桥梁以及连接点，从而便于二氧化硅附着在石墨质内核的内部以及外表面，从而有效提升了石墨质内核与二氧化硅之间的连接稳定性，防止其两者之间出现脱层的问题，从而提升了其整体的抗震性。
作为优选，所述骨料还包括镁铝尖晶石；
所述粉料包括高岭土、铝矾土以及金属硅粉；
所述抗侵蚀剂包括鳞片石墨以及氧化铬粉；
所述结合剂包括硼酐以及硅酸钠。
本发明中的的骨料还包括镁铝尖晶石，其具有极佳的耐热稳定性，同时在烧结的过程中镁铝尖晶石中的氧化铝结构还能够与硅碳复合颗粒表面的二氧化硅反应，从而形成莫来石结构，从而使得其耐热性能以及抗热震性能进一步提升。
此外，本发明中的粉料除了常规的含铝量高的高岭土以及铝矾土之外，还添加有一定的金属硅粉，其具有一定的反应活性，在外部能够被氧化形成二氧化硅，从而能够进一步填补硅铁包表面的空隙，使得表面更加光滑，不易粘附铁渣。同时，形成的二氧化硅则同样能够与氧化铝反应形成莫来石结构，进一步提升捣打料的耐热以及机械性能。
此外，当硅铁包表面破损后，其中的金属硅则会再次暴露出来，随之氧化形成新的二氧化硅表层，从而防止渣铁的粘附。
作为优选，按照重量百分数计，包括：硅碳复合颗粒20~25份、镁铝尖晶石55~60份、高岭土3~5.5份、铝矾土2~4份、金属硅粉5~8.5份、鳞片石墨0.5~3份、氧化铬粉0~2份、硼酐0~0.8份以及硅酸钠0~1.2份。
作为优选，按照重量百分数计，包括：硅碳复合颗粒23份、镁铝尖晶石58份、高岭土4份、铝矾土3份、金属硅粉6.5份、鳞片石墨2.5份、氧化铬粉2份、硼酐0.6份以及硅酸钠0.4份。
作为优选，所述硅碳复合颗粒制备方法如下：
（1）将颗粒状活性炭浸渍于硼酸溶液中，得到负载有硼酸的活性炭；
（2）对负载有硼酸的活性炭在惰性气体保护下进行热处理，得到石墨质内核；
（3）将石墨质内核浸渍于硅溶胶中，使得硅溶胶进入到石墨质内核的内部空隙中，同时包覆石墨质内核的外壁，对其进行烘干热处理后得到硅碳复合颗粒。
本发明中的硅碳复合颗粒在制备过程中首先将颗粒状活性炭浸渍于硼酸溶液中，从而溶液中的硼酸能够随着溶液进入到活性炭内部的空隙中，在烘干有，即可得到负载有硼酸的活性炭。活性炭在热处理石墨化的过程中硼酸能够修补活性炭中原本有缺陷的部位，在碳六元环生长的过程中由于硼原子其能够参与到六元环平面的构建中，从而能够进一步促进活性炭的石墨化。
作为优选，所述步骤（1）中硼酸溶液的浓度为0.05~0.2mol/L，浸渍结束后取出活性炭，并在80℃下烘干。
作为优选，所述步骤（2）中热处理温度范围为1600~1800℃。
作为优选，所述步骤（3）中所述硅溶胶的浓度为60~75wt%；
步骤（3）中浸渍步骤重复2~4次。
一种硅铁包用捣打料的制备方法，包括以下步骤：
（S.1）将结合剂溶于水后，形成结合剂溶液；
（S.2）将结合剂溶液均匀喷洒在骨料表面后，加入粉料以及抗侵蚀剂的混合物，得到预混料；
（S.3）将预混料与水混合后，得到湿基捣打料；
（S.4）将湿基捣打料填充于硅铁包内壁的模具间隙中，进行捣打操作。
作为优选，所述步骤（S.1）中结合剂与水的质量比为1：（5~10）。
作为优选，所述步骤（S.3）中预混料与水的质量比为100：（5~15）。
因此，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明中的硅铁包用捣打料其通过骨料以及粉料之间的合理配置，能够有效提升捣打料在成型之后的致密性。同时通过添加抗侵蚀剂，能够有效防止渣铁的附着以及渗透，从而防止出现局部烧穿以及漏包的现象。
（2）本发明中在骨料中引入硅碳复合颗粒，使得捣打料的耐高温性能以及体积稳定性进一步提升，同时其与熔融金属之间的浸润性较差，使得其能够有效防止渣铁的附着以渗透，延长了使用寿命。
（3）本发明各组分之间的相容性更加优异。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步描述。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明中的硅碳复合颗粒通过以下方法制备得到：
硅碳复合颗粒（A1）的制备：
（1）将颗粒状活性炭浸渍于浓度为0.1mol/L的硼酸溶液中，浸渍30min后，取出并在80℃下烘干，得到负载有硼酸的活性炭；
（2）对负载有硼酸的活性炭在氮气保护下，以30℃/min的速率升温至1750℃，保持10h后完成石墨化步骤热处理，自然降温得到石墨化的碳质内核；
（3）将石墨质内核浸渍于浓度为70wt%硅溶胶中30min，使得硅溶胶进入到石墨质内核的内部空隙中，同时包覆石墨质内核的外壁，取出石墨质内核后120℃烘干，然后重复浸渍-烘干步3次后，得到硅碳复合颗粒（A1）。
硅碳复合颗粒（A2）的制备：
（1）将颗粒状活性炭浸渍于浓度为0.05mol/L的硼酸溶液中，浸渍30min后，取出并在80℃下烘干，得到负载有硼酸的活性炭；
（2）对负载有硼酸的活性炭在氮气保护下，以30℃/min的速率升温至1600℃，保持12h后完成石墨化步骤热处理，自然降温得到石墨化的碳质内核；
（3）将石墨质内核浸渍于浓度为60wt%硅溶胶中30min，使得硅溶胶进入到石墨质内核的内部空隙中，同时包覆石墨质内核的外壁，取出石墨质内核后120℃烘干，然后重复浸渍-烘干步4次后，得到硅碳复合颗粒（A2）。
硅碳复合颗粒（A3）的制备：
（1）将颗粒状活性炭浸渍于浓度为0.2mol/L的硼酸溶液中，浸渍30min后，取出并在80℃下烘干，得到负载有硼酸的活性炭；
（2）对负载有硼酸的活性炭在氮气保护下，以30℃/min的速率升温至1800℃，保持8h后完成石墨化步骤热处理，自然降温得到石墨化的碳质内核；
（3）将石墨质内核浸渍于浓度为75wt%硅溶胶中30min，使得硅溶胶进入到石墨质内核的内部空隙中，同时包覆石墨质内核的外壁，取出石墨质内核后120℃烘干，然后重复浸渍-烘干步2次后，得到硅碳复合颗粒（A3）。
硅碳复合颗粒（A4）的制备：
（1）将颗粒状活性炭以30℃/min的速率升温至1750℃，保持10h后完成石墨化步骤热处理，自然降温得到石墨化的碳质内核；
（2）将石墨质内核浸渍于浓度为70wt%硅溶胶中30min，使得硅溶胶进入到石墨质内核的内部空隙中，同时包覆石墨质内核的外壁，取出石墨质内核后120℃烘干，然后重复浸渍-烘干步3次后，得到硅碳复合颗粒（A4）。
硅碳复合颗粒（A5）的制备：
（1）将实心的石墨颗粒浸渍于浓度为70wt%硅溶胶中30min，使得硅溶胶包覆石墨颗粒的外壁，取出石墨颗粒后120℃烘干，然后重复浸渍-烘干步3次后，得到硅碳复合颗粒（A5）。
实施例1
一种硅铁包用捣打料，按照重量百分数计，包括：硅碳复合颗粒（A1）20份、镁铝尖晶石58份、高岭土4份、铝矾土3份、金属硅粉6.5份、鳞片石墨2.5份、氧化铬粉2份、硼酐0.6份以及硅酸钠0.4份。
实施例2
一种硅铁包用捣打料，按照重量百分数计，包括：硅碳复合颗粒（A1）23份、镁铝尖晶石58份、高岭土4份、铝矾土3份、金属硅粉6.5份、鳞片石墨2.5份、氧化铬粉2份、硼酐0.6份以及硅酸钠0.4份。
实施例3
一种硅铁包用捣打料，按照重量百分数计，包括：硅碳复合颗粒（A1）25份、镁铝尖晶石58份、高岭土4份、铝矾土3份、金属硅粉6.5份、鳞片石墨2.5份、氧化铬粉2份、硼酐0.6份以及硅酸钠0.4份。
实施例4
一种硅铁包用捣打料，按照重量百分数计，包括：硅碳复合颗粒（A1）23份、镁铝尖晶石55份、高岭土5.5份、铝矾土2份、金属硅粉5份、鳞片石墨3份、硼酐0.2份以及硅酸钠1.2份。
实施例5
一种硅铁包用捣打料，按照重量百分数计，包括：硅碳复合颗粒（A1）23份、镁铝尖晶石60份、高岭土3份、铝矾土4份、金属硅粉8.5份、鳞片石墨0.5份、氧化铬粉1份以及硼酐0.8份。
实施例6
一种硅铁包用捣打料，按照重量百分数计，包括：硅碳复合颗粒（A1）23份、镁铝尖晶石58份、高岭土3.5份、铝矾土3份、金属硅粉7份、鳞片石墨1.5份、氧化铬粉0.5份以及硅酸钠1份。
实施例7
一种硅铁包用捣打料，按照重量百分数计，包括：硅碳复合颗粒（A2）23份、镁铝尖晶石58份、高岭土4份、铝矾土3份、金属硅粉6.5份、鳞片石墨2.5份、氧化铬粉2份、硼酐0.6份以及硅酸钠0.4份。
实施例8
一种硅铁包用捣打料，按照重量百分数计，包括：硅碳复合颗粒（A3）23份、镁铝尖晶石58份、高岭土4份、铝矾土3份、金属硅粉6.5份、鳞片石墨2.5份、氧化铬粉2份、硼酐0.6份以及硅酸钠0.4份。
对比例1
一种硅铁包用捣打料，按照重量百分数计，包括：镁铝尖晶石81份、高岭土4份、铝矾土3份、金属硅粉6.5份、鳞片石墨2.5份、氧化铬粉2份、硼酐0.6份以及硅酸钠0.4份。
对比例2
一种硅铁包用捣打料，按照重量百分数计，包括：硅碳复合颗粒（A1）15份、镁铝尖晶石58份、高岭土4份、铝矾土3份、金属硅粉6.5份、鳞片石墨2.5份、氧化铬粉2份、硼酐0.6份以及硅酸钠0.4份。
对比例3
一种硅铁包用捣打料，按照重量百分数计，包括：硅碳复合颗粒（A1）30份、镁铝尖晶石58份、高岭土4份、铝矾土3份、金属硅粉6.5份、鳞片石墨2.5份、氧化铬粉2份、硼酐0.6份以及硅酸钠0.4份。
对比例4
一种硅铁包用捣打料，按照重量百分数计，包括：石墨颗粒23份、镁铝尖晶石58份、高岭土4份、铝矾土3份、金属硅粉6.5份、鳞片石墨2.5份、氧化铬粉2份、硼酐0.6份以及硅酸钠0.4份。
对比例5
一种硅铁包用捣打料，按照重量百分数计，包括：硅碳复合颗粒（A4）23份、镁铝尖晶石58份、高岭土4份、铝矾土3份、金属硅粉6.5份、鳞片石墨2.5份、氧化铬粉2份、硼酐0.6份以及硅酸钠0.4份。
对比例6
一种硅铁包用捣打料，按照重量百分数计，包括：硅碳复合颗粒（A5）23份、镁铝尖晶石58份、高岭土4份、铝矾土3份、金属硅粉6.5份、鳞片石墨2.5份、氧化铬粉2份、硼酐0.6份以及硅酸钠0.4份。
将实施例1~8以及对比例1~6中制备得到的捣打料按照下述方法成型，
（S.1）将结合剂溶于水，结合剂与水的质量比为1：6，形成结合剂溶液；
（S.2）将结合剂溶液均匀喷洒在骨料表面后，加入粉料以及抗侵蚀剂的混合物，得到预混料；
（S.3）将预混料与水混合，预混料与水的质量比为100：10，得到湿基捣打料；
（S.4）将湿基捣打料填充于硅铁包内壁的模具间隙中，进行捣打操作，得到硅铁包内衬。
【性能测试】
根据《GB/T 4513.6-2017不定性耐火材料第6部分：物理性能的测定》及《GB8932.3-1988致密耐火浇注料常温抗折强度和耐压强度试验方法》标准测试本发明实施例1~8以及对比例1~6中的性能参数，其具体见表1。
Figure DEST_PATH_IMAGE002
Figure DEST_PATH_IMAGE004
从上表数据中可知，通过本发明制备得到的实施例1~8相较于对比例1~6而言具有更好的耐高温性能以及力学性能，同时其使用寿命时间更长。
从细节看，将实施例1~3与对比比例1~3进行比较，我们发现，硅碳复合颗粒的添加对于最终捣打料的性能有着明显的影响。并且随着硅碳复合颗粒的添加量的提升，整体的性能呈现先上升后下降的趋势。添加份数过小或者添加份数过高时，则会影响最终捣打料的性能。
推测原因在于在捣打料中有少量的SiO2，能促进与熔渣的共结晶长大，使气孔率降低，并形成较致密的阻挡层，抵抗熔渣的渗透。但是，SiO2含量高过高，形成的低溶物也越多，致使耐火骨料滑移、基质破坏，熔损加快，抗渣性也随之降低。因此，为了减少低溶物的形成和提高材料的抗渗透性，在耐火捣打料的配合设计时，应严格控制SiO2含量。 因此，硅碳复合颗粒的添加份数在20~25份之间时，其综合性能最佳。
将实施例2与对比例4~6进行比较，我们发现，硅碳复合颗粒的结构对于最终捣打料的性能有着明显的影响。
其中对比例4直接采用石墨颗粒，而对比例6则是在石墨颗粒的外侧包覆有一层二氧化硅外壳，从结果看，由于石墨颗粒的抗冲击效果较差，同时石墨与其他组分之间的结合能力较差，导致传统的石墨骨料与其他的组分之间的相容性较差，进一步导致抗冲击效果的下降。最终导致铁水包的使用次数大大降低。
而对比例6虽然其为多孔结构的石墨内核，但是由于石墨内核的内外表面没有负载硼化合物，导致其与二氧化硅之间的连接牢固程度较差，因此其综合性能也相应出现较大幅度的下降。

Claims (10)

1.一种硅铁包用捣打料，其特征在于，
按照重量份数计，包括：骨料75~85份、粉料10~18份、抗侵蚀剂0.5~5份以及结合剂0~2份；
其中：所述骨料中包括硅碳复合颗粒，所述硅碳复合颗粒包括多孔的石墨质内核，还包括用于填充以及包覆石墨质内核内部孔隙以及外表面的二氧化硅；
所述石墨质内核的表面以及内部孔隙中均匀负载有硼化合物。
2.根据权利要求1所述的一种硅铁包用捣打料，其特征在于，
所述骨料还包括镁铝尖晶石；
所述粉料包括高岭土、铝矾土以及金属硅粉；
所述抗侵蚀剂包括鳞片石墨以及氧化铬粉；
所述结合剂包括硼酐以及硅酸钠。
3.根据权利要求2所述的一种硅铁包用捣打料，其特征在于，
按照重量百分数计，包括：硅碳复合颗粒20~25份、镁铝尖晶石55~60份、高岭土3~5.5份、铝矾土2~4份、金属硅粉5~8.5份、鳞片石墨0.5~3份、氧化铬粉0~2份、硼酐0~0.8份以及硅酸钠0~1.2份。
4.根据权利要求3所述的一种硅铁包用捣打料，其特征在于，
按照重量百分数计，包括：硅碳复合颗粒23份、镁铝尖晶石58份、高岭土4份、铝矾土3份、金属硅粉6.5份、鳞片石墨2.5份、氧化铬粉2份、硼酐0.6份以及硅酸钠0.4份。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的一种硅铁包用捣打料，其特征在于，
所述硅碳复合颗粒制备方法如下：
（1）将颗粒状活性炭浸渍于硼酸溶液中，得到负载有硼酸的活性炭；
（2）对负载有硼酸的活性炭在惰性气体保护下进行热处理，得到石墨质内核；
（3）将石墨质内核浸渍于硅溶胶中，使得硅溶胶进入到石墨质内核的内部空隙中，同时包覆石墨质内核的外壁，对其进行烘干热处理后得到硅碳复合颗粒。
6.根据权利要求5所述的一种硅铁包用捣打料，其特征在于，
所述步骤（2）中热处理温度范围为1600~1800℃。
7.根据权利要求5所述的一种硅铁包用捣打料，其特征在于，
所述步骤（3）中所述硅溶胶的浓度为60~75wt%；
步骤（3）中浸渍步骤重复2~4次。
8.一种如权利要求1~7中任意一项所述硅铁包用捣打料的制备方法，其特征在于，
包括以下步骤：
（S.1）将结合剂溶于水后，形成结合剂溶液；
（S.2）将结合剂溶液均匀喷洒在骨料表面后，加入粉料以及抗侵蚀剂的混合物，得到预混料；
（S.3）将预混料与水混合后，得到湿基捣打料；
（S.4）将湿基捣打料填充于硅铁包内壁的模具间隙中，进行捣打操作。
9.根据权利要求8所述硅铁包用捣打料的制备方法，其特征在于，
所述步骤（S.1）中结合剂与水的质量比为1：（5~10）。
10.根据权利要求8所述硅铁包用捣打料的制备方法，其特征在于，
所述步骤（S.3）中预混料与水的质量比为100：（5~15）。
CN202210174372.0A 2022-02-25 2022-02-25 一种硅铁包用捣打料及其制备方法 Active CN114409419B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210174372.0A CN114409419B (zh) 2022-02-25 2022-02-25 一种硅铁包用捣打料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210174372.0A CN114409419B (zh) 2022-02-25 2022-02-25 一种硅铁包用捣打料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114409419A CN114409419A (zh) 2022-04-29
CN114409419B true CN114409419B (zh) 2022-11-18

Family

ID=81261529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210174372.0A Active CN114409419B (zh) 2022-02-25 2022-02-25 一种硅铁包用捣打料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114409419B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115108845A (zh) * 2022-08-04 2022-09-27 内蒙古利博耐火材料科技有限公司 硅铁铁水包工作层用硅碳质复合材料配方及制作方法
CN115448737A (zh) * 2022-08-31 2022-12-09 安徽工业大学 一种防粘渣耐火浇注料及制备的铁水扒渣板及制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003002747A (ja) * 2001-06-21 2003-01-08 Denki Kagaku Kogyo Kk 窒化珪素鉄粉末及び耐火物
CN110642631A (zh) * 2019-10-11 2020-01-03 鄂尔多斯市瀚博科技有限公司 一种铁水包内衬用捣打料及其制备方法
CN110642611A (zh) * 2019-10-11 2020-01-03 鄂尔多斯市瀚博科技有限公司 一种硅铁电炉铁水包用耐火捣打料及其制备方法
CN111748790A (zh) * 2020-06-18 2020-10-09 太原理工大学 二氧化硅膜包覆的二氧化硅-金刚石复合材料及制备方法
KR20210007273A (ko) * 2019-07-10 2021-01-20 삼성에스디아이 주식회사 복합 음극활물질, 이를 포함한 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
CN113889611A (zh) * 2021-12-08 2022-01-04 河南电池研究院有限公司 一种硅碳负极材料及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003002747A (ja) * 2001-06-21 2003-01-08 Denki Kagaku Kogyo Kk 窒化珪素鉄粉末及び耐火物
KR20210007273A (ko) * 2019-07-10 2021-01-20 삼성에스디아이 주식회사 복합 음극활물질, 이를 포함한 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
CN110642631A (zh) * 2019-10-11 2020-01-03 鄂尔多斯市瀚博科技有限公司 一种铁水包内衬用捣打料及其制备方法
CN110642611A (zh) * 2019-10-11 2020-01-03 鄂尔多斯市瀚博科技有限公司 一种硅铁电炉铁水包用耐火捣打料及其制备方法
CN111748790A (zh) * 2020-06-18 2020-10-09 太原理工大学 二氧化硅膜包覆的二氧化硅-金刚石复合材料及制备方法
CN113889611A (zh) * 2021-12-08 2022-01-04 河南电池研究院有限公司 一种硅碳负极材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
硼酸对Al_2O_3-SiC-C质干式捣打料烧结性能的影响;王强等;《耐火材料》;20060222(第01期);第20-22页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114409419A (zh) 2022-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114409419B (zh) 一种硅铁包用捣打料及其制备方法
CN111662090B (zh) 一种镁铝尖晶石-碳化硅-铝复合耐火材料
CN101851106B (zh) 抗氧化铝质不烧碳砖及其制备方法
CN106145964B (zh) 用于大型钢包包底工作衬的干式捣打料
CN111875396B (zh) 一种不锈钢熔炼的中频炉内衬用干式料制备方法
CN113716969B (zh) 一种莫来卡特抗结皮浇注料及预制件的制备方法
CN115321956B (zh) 一种利用高温液相增韧镁碳砖及其制备方法
CN113461418A (zh) 一种钢包无碳罐衬用抗渣侵蚀涂料及其制备方法
CN113968724B (zh) 一种金属改性镁砂、低碳转炉镁质滑板及它们的制备方法
CN105753490A (zh) 一种大中型高炉用出铁口中温烧结环保炮泥及其制备方法
CN110642631A (zh) 一种铁水包内衬用捣打料及其制备方法
CN112194471A (zh) 一种超低气孔高铝砖及其制备工艺
CN113461411B (zh) 一种抗氧化铝碳化硅碳砖及其制备方法
CN103360088A (zh) 一种铜冶炼炉用稀氧燃烧器烧嘴砖及制作方法
CN107640962A (zh) 一种Ausmelt铜熔炼炉用铝铬砖及其制备方法
CN108249938A (zh) 一种熔模铸造内衬用耐火复合材料及其制备方法
CN114804823A (zh) 一种炼铁高炉送风装置用隔热耐火材料
JPS6395175A (ja) 軽量断熱質タンデイツシユコ−テイング材
CN112408948A (zh) 一种冶炼低碱度渣用镁碳砖
CN111689783A (zh) 含纳米碳的脱硫搅拌器用耐火浇注料及其制备方法
CN105461322A (zh) 一种铁水包炉衬用耐材及其制备方法
CN113698186B (zh) 一种矾土基堇青石防爆浇注料
CN113354424B (zh) 一种高抗剥落氧枪砖及其制备方法
JP4410459B2 (ja) 溶鋼取鍋用キャスタブル耐火物
CN113416067B (zh) 一种铁水包用防氧化抗冲击浇注料、制备方法及铁水包

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant