CN115650743B - 一种含二铝酸钙的主沟浇注料 - Google Patents

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Abstract

本发明属于耐火材料技术领域，涉及了一种含二铝酸钙的主沟浇注料。提出了一种含二铝酸钙的主沟浇注料。该浇注料由粒度25‑0.044mm刚玉55～62%、2.5‑0.044mm碳化硅18～23%、5‑0.5μm氧化铝微粉5～8%、＜1μm氧化硅微粉1～2.5%、0.5‑0.088mm铝钙料4～6%、＜25μm纯铝酸钙水泥1.5～3%、1‑0.12mm红柱石0.5～1.5%、1‑0.044mm碳源1.5～4%、0.12‑0.044mm单质硅1～3%、0.088‑0.044mm金属铝0.06～0.3%、有机纤维0.08～0.12%、减水剂0.1～0.2%组成。CA2的引入改善了浇注料的抗热震性，缓解了渣铁分离线的掏空侵蚀，延长了出铁主沟的使用寿命。

Description

一种含二铝酸钙的主沟浇注料
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，主要涉及了一种含二铝酸钙的主沟浇注料。
背景技术
高炉出铁沟主要使用Al2O3-SiC-C浇注料，铁沟在使用过程中会同时受到铁水及铁渣的侵蚀和渗透，特别是主沟，侵蚀和渗透效果最显著；由于高炉出铁属于间歇式作业，每次通铁对铁沟都是一次热震，而为了抵抗熔渣的侵蚀，必须引入碳源，还需要加入适量的碳化硅，一方面，碳源具有良好的热震性能，可以缓解耐火材料的热应力；另一方面，高温下碳化硅氧化，可以消耗一定的氧，且氧化后形成的氧化膜，保护且减轻了碳源的氧化；随着铁沟通铁次数的增加，碳源逐渐被消耗，铁水、铁渣对铁沟的溶损加剧，导致氧化层结构疏松，组织结构遭到破坏，铁沟的使用寿命会大幅度的降低；由此，减缓浇注料中碳源氧化的问题对材料的性能有很大的帮助。
发明内容
为了增强出铁主沟的抗热震能力，同时缓解碳源的氧化，加强浇注料的致密度，本发明的目的是提出一种含二铝酸钙的主沟浇注料。
本发明为完成上述目的采用如下技术方案：
一种含二铝酸钙的主沟浇注料，其特征在于：所述的主沟浇注料的由以下质量百分比的原料构成：
刚玉 25-0.044mm 55～62%；
碳化硅 2.5-0.044mm 18～23%；
氧化铝微粉 5-0.5μm 5～8%；
氧化硅微粉 ＜1μm 1～2.5%；
铝钙料 0.5-0.088mm 4～6%
纯铝酸钙水泥 ＜25μm 1.5～3%
红柱石 1-0.12mm 0.5～1.5%；
碳源 1-0.044mm 1.5～4%；
单质硅 0.12-0.044mm 1～3%；
金属铝 0.088-0.044mm 0.06～0.3%；
有机纤维 0.08～0.12%；
减水剂 0.1～0.2%；
所述的铝钙料是将粒度≤0.044mm二铝酸钙、粒度≤5μm氧化铝微粉和氧化硅的含量为20%的硅溶胶按照5:2:3的比例依次放入轮碾机中混合均匀，然后把混好的湿料放在微波干燥箱中，在100~120℃条件下干燥0.5~1h，最后，通过振动筛，保留0.5-0.088mm的颗粒即为本发明需求的铝钙料；
将以上所有原料搅拌均匀，包装，发往铁沟现场，用于现场浇注。
所述的碳源为球状沥青和焦炭、炭黑、石墨中的一种或几种混合。
二铝酸钙（CA2）水化速度比一铝酸钙（CA）慢，水化反应的同时还会析出氧化铝溶胶。同时，通过硅溶胶和氧化铝微粉的包覆，可进一步降低CA2的水化速度。高温使用中，一方面，氧化铝与硅溶胶的纳米SiO2粒子反应生成大量莫来石，形成陶瓷结合，促进了材料的致密化，缓解了碳源的氧化，同时伴随着体积膨胀；另一方面，CA2与周围的Al2O3反应生成六铝酸钙，同样伴随着体积膨胀，但生成的六铝酸钙和新生成的莫来石晶体的热膨胀系数不同，二者发生膨胀时会产生一系列的微裂纹，这些微裂纹不仅能吸收材料的热应力，使裂纹扩展的能量降低，而且使裂纹扩展的方向得到转移，可有效阻止裂纹扩展，使材料的热震性能得到大幅改善。
本发明提出的一种含二铝酸钙的主沟浇注料，其中处理后的CA2在浇注烘烤过程中，基本上没有水化，能较完整的保留CA2的颗粒形貌，在高温下能很好的参与反应，改善材料的热震性能，提高主沟浇注料的使用寿命。
实施方式
下面结合实施例，参照正常出铁主沟的方案形成对比例，对本发明的具体技术方案做进一步的描述。
实施例
一种含二铝酸钙的主沟浇注料，其特征在于：所述材料的原料组成、粒度及质量百分比如下：
刚玉 25-0.044mm 56%；
碳化硅 2.5-0.044mm 22%；
氧化铝微粉 5-0.5μm 7%；
氧化硅微粉 ＜1μm 1%；
铝钙料 0.5-0.088mm 6%；
纯铝酸钙水泥 ＜25μm 1.5%；
红柱石 1-0.12mm 0.6%；
碳源 1-0.044mm 2.6%；
单质硅 0.12-0.044mm 3%；
金属铝 0.088-0.044mm 0.08%；
有机纤维 0.1%；
减水剂 0.12%；
实施例
一种含二铝酸钙的主沟浇注料，其特征在于：所述材料的原料组成、粒度及质量百分比如下：
刚玉 25-0.044mm 60%；
碳化硅 2.5-0.044mm 20%；
氧化铝微粉 5-0.5μm 5.8%；
氧化硅微粉 ＜1μm 2.2%；
铝钙料 0.5-0.088mm 4%；
纯铝酸钙水泥 ＜25μm 3%；
红柱石 1-0.12mm 1.4%；
碳源 1-0.044mm 2%；
单质硅 0.12-0.044mm 1.1%；
金属铝 0.088-0.044mm 0.23%；
有机纤维 0.12%；
减水剂 0.15%；
正常出铁主沟的浇注料，其特征在于：所述材料的原料组成、粒度及质量百分比如下：
刚玉 25-0.044mm 62%；
碳化硅 2.5-0.044mm 22%；
氧化铝微粉 5-0.5μm 7%；
氧化硅微粉 ＜1μm 1%；
纯铝酸钙水泥 ＜25μm 1.5%；
红柱石 1-0.12mm 0.6%；
碳源 1-0.044mm 2.6%；
单质硅 0.12-0.044mm 3%；
金属铝 0.088-0.044mm 0.08%；
有机纤维 0.1%；
减水剂 0.12%；
正常出铁主沟的浇注料，其特征在于：所述材料的原料组成、粒度及质量百分比如下：
刚玉 25-0.044mm 64%；
碳化硅 2.5-0.044mm 20%；
氧化铝微粉 5-0.5μm 5.8%；
氧化硅微粉 ＜1μm 2.2%；
纯铝酸钙水泥 ＜25μm 3%；
红柱石 1-0.12mm 1.4%；
碳源 1-0.044mm 2%；
单质硅 0.12-0.044mm 1.1%；
金属铝 0.088-0.044mm 0.23%；
有机纤维 0.12%；
减水剂 0.15%；
通过表1的性能测试结果可知，与对比例相比，实施例材料与对比例材料相比，体积密度略有降低，烧后线变化率小幅增加，高温抗折强度和热震后的抗折强度保持率都得以大幅增强，抗氧化性明显好转。实施例代表的含CA2的主沟浇注料其性能指标得到了优化。高炉出铁沟是铁水和炉渣熔化后必走的流通通道。高炉出铁沟浇注料是保障高炉出铁沟出铁安全、稳定、高效运行的基础，延长高炉出铁沟浇注料的使用寿命可以有效降低炼铁成本和提高生产效率。由于出铁沟频繁受到高温铁水和熔渣的机械冲蚀和侵蚀，所以出铁沟浇注料必须具有优良的抗热冲击性和抗渣性，碳源的引入可以明显提高浇注料的热震稳定性和抗侵蚀性。但含碳耐火材料有一个致命的弱点—碳易被氧化，降低了浇注料的抗热震性和耐腐蚀性，导致出铁沟浇注料剥落并降低高炉出铁沟的使用寿命。因此，本发明所述的一种含二铝酸钙的主沟浇注料具有很好的应用前景。
表1 实施例和对比例主沟浇注料的性能指标
注：“A”代表试样预先温度200℃*24h。“B”代表试样预先温度1450℃*3h。
“C”代表试样预先温度200℃*24h,然后在1450℃*1h温度下测试强度
“D”代表试样预先温度1450℃*3h, 然后在1100℃*0.5h温度下测试10次。
“E”代表试样预先温度1450℃*3h, 然后在1100℃*5h温度下再处理。

Claims (2)

1.一种含二铝酸钙的主沟浇注料，其特征在于：所述的主沟浇注料的由以下质量百分比的原料构成：
刚玉 25-0.044mm 55～62%；
碳化硅 2.5-0.044mm 18～23%；
氧化铝微粉 5-0.5μm 5～8%；
氧化硅微粉 ＜1μm 1～2.5%；
铝钙料 0.5-0.088mm 4～6%
纯铝酸钙水泥 ＜25μm 1.5～3%
红柱石 1-0.12mm 0.5～1.5%；
碳源 1-0.044mm 1.5～4%；
单质硅 0.12-0.044mm 1～3%；
金属铝 0.088-0.044mm 0.06～0.3%；
有机纤维 0.08～0.12%；
减水剂 0.1～0.2%；
所述的铝钙料是将粒度≤0.044mm二铝酸钙、粒度≤5μm氧化铝微粉和氧化硅的含量为20%的硅溶胶按照5:2:3的比例依次放入轮碾机中混合均匀，然后把混好的湿料放在微波干燥箱中，在100~120℃条件下干燥0.5~1h，最后，通过振动筛，保留0.5-0.088mm的颗粒即为本发明需求的铝钙料；
将以上所有原料搅拌均匀，包装，发往铁沟现场，用于现场浇注。
2.根据权利要求1所述的一种含二铝酸钙的主沟浇注料，其特征在于：所述的碳源为球状沥青和焦炭、炭黑、石墨中的一种或几种混合。
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