CN116835970B - 一种可快速烘烤的铁沟浇注料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可快速烘烤的铁沟浇注料及其制备方法，可快速烘烤的铁沟浇注料的制备原料包括以下质量份数的组分：骨料颗粒64‑72份、结合剂4‑5份、超微粉13‑15份、抗氧化剂3‑4份，碳源1‑8份，防爆剂0.02‑0.08份，减水剂0‑0.15份；其中，骨料颗粒包括质量比为9‑10:14‑15:14‑15:14‑15:8‑10:5‑7的粒径为0.5~1mm的均化矾土、粒径为1~3mm的均化矾土、粒径为3~5mm的均化矾土、粒径为5~8mm的均化矾土、粒径为8~15mm的均化矾土和粒径为0.5‑1mm的碳化硅。该浇注料在使用过程中，具有高强度，高抗冲刷性，可提高铁沟使用寿命；同时可降低烘烤时间，提高高炉出铁效率，并且制备成本低。
Description
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种可快速烘烤的铁沟浇注料及其制备方法。
背景技术
铁沟作为高炉炼铁中铁水的通道，在高炉炼铁中有着重要的作用。影响着出铁频率，甚至高炉的工作状态。目前，高炉炼铁中铁水流速快，单位时间渣量多，加重了对铁沟的侵蚀，尤其是对影响铁沟寿命的冲击区位置，因此，对铁沟浇注料提出了更高的抗冲刷性能要求。然而，目前已有的铁沟浇注料的强度、抗冲刷性能无法满足该要求。
浇注料中，一般主要包括骨料、粉料及各种添加剂，其中，铁沟浇注料的骨料主要采用棕刚玉、铬刚玉等刚玉材料，例如，公开号为CN 112358282 A的中国专利文献公开了一种铁沟用浇注料及其制备方法，该浇注料采用棕刚玉、聚丙烯纤维、碳化硅、结合剂、抗氧化剂、减水剂构成，其中抗氧化剂由氮化硅铁与金属铝粉和/或碳化硼构成，具有较高的烧结性能，具有较强的抗氧化性以及抗折耐压强度。然而，铁沟用浇注料的原料尤其是刚玉等材料的成本较高，使耐火材料的生产成本高。
此外，为了保证出铁效率，需要压缩铁沟维护时间，而除去清理、浇筑等必须施工时间，仅剩烘烤时间可以压缩，用来提高施工效率，因此，需要缩短浇注料的烘烤时间
因此，需要提供一种低成本、高强度、可实现快速烘烤的浇注料。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种可快速烘烤的铁沟浇注料及其制备方法，该浇注料在使用过程中，具有高强度，高抗冲刷性，可提高铁沟使用寿命；同时可降低烘烤时间，提高高炉出铁效率，并且制备成本低。
为了解决上述问题，本发明的一个方面提供一种铁沟浇注料，其制备原料包括以下质量份数的组分：
骨料颗粒64-72份、结合剂4-5份、超微粉13-15份、抗氧化剂3-4份，碳源1-8份，防爆剂0.02-0.08份，减水剂0-0.15份；
其中，骨料颗粒包括粒径为0.5~1mm的均化矾土、粒径为1~3mm的均化矾土、粒径为3~5mm的均化矾土、粒径为5~8mm的均化矾土、粒径为8~15mm的均化矾土和粒径为0.5-1mm的碳化硅，0.5~1mm的均化矾土：粒径为1~3mm的均化矾土：粒径为3~5mm的均化矾土：粒径为5~8mm的均化矾土：粒径为8~15mm的均化矾土：粒径为0.5-1mm 的碳化硅的质量比为9-10:14-15:14-15:14-15:8-10:5-7。
优选地，所述结合剂包括赛克-Z、硅微粉和水泥；赛克-Z、硅微粉、水泥的质量比为2.5-3:1:0.5-1。
优选地，硅微粉中SiO2含量≥92wt%；所述水泥为铝酸盐水泥，铝酸盐水泥中Al2O3含量≥80wt%。
优选地，所述超微粉包括氧化铝微粉和碳化硅微粉；氧化铝微粉、碳化硅微粉的质量比为5-7:8。
优选地，所述抗氧化剂包括金属硅粉和碳化硼；金属硅粉、碳化硼的质量比为2-4:0.8。
优选地，所述碳源包括石墨、炭黑和球状沥青；石墨、炭黑、球状沥青的质量比为2-3:2-3:2。
优选地，所述防爆剂为水溶性纤维，所述水溶性纤维的熔点为70℃。
优选地，所述减水剂为DF-401。
优选地，均化矾土中Al2O3的含量不低于88wt%，气孔率＜5.5%，体积密度＞3.3g/cm3；
碳化硅中SiC含量不低于92wt%。
发明的另一方面提供一种上述的可快速烘烤的铁沟浇注料的制备方法，包括以下步骤：
将均化矾土、碳化硅、所述结合剂、所述超微粉、所述抗氧化剂、所述碳源、所述防爆剂、所述减水剂混合，得到所述可快速烘烤的铁沟浇注料。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明的可快速烘烤的铁沟浇注料，使用均化矾土为骨料，均化矾土与棕刚玉相比，棕刚玉显气孔率约为2.0，均化矾土显气孔率为5.5，均化矾土的开口气孔显著更多，因此均化矾土的开口气孔更易被基质料填充，而基质料填充骨料的开口气孔后，可使得高温下基质与骨料更容易产生固相烧结，提高二者间结合强度，从而提高浇注料的强度、抗冲刷性能。本发明的可快速烘烤的铁沟浇注料，均化矾土的价格显著低于棕刚玉，因此，采用均化矾土作为骨料还大大降低了浇注料的生产成本。
本发明的可快速烘烤的铁沟浇注料，由于均化矾土的强度略差于棕刚玉，采用均化矾土替代棕刚玉后，由于均化矾土本身的强度性能，可能会在一定程度上带来浇注料强度性能的降低，为此，本发明进一步优化了骨料颗粒中不同粒径的均化矾土之间的比例，不同粒径的均化矾土气孔大小、气孔数量不同，不同粒径的均化矾土之间比例的调整会使骨料整体的气孔大小分布改变，从而影响基质料对骨料气孔的填充，影响二者结合强度进而影响浇注料的强度；而不同粒径的均化矾土的比例的调整，另一方面还会影响混合料成型后的紧密堆积程度，这不仅影响材料的作业性能，堆积密度也显著影响浇注料的强度。经大量重复试验研究发现采用上述不同粒径的均化矾土的比例时，可通过前述对浇注料不同性能的影响，综合之下使得该采用均化矾土为骨料的铁沟浇注料的强度最佳。
本发明的可快速烘烤的铁沟浇注料，采用三种类型的结合剂，可在不同温度阶段为浇注料提供强度，从而保证浇注料在使用过程中的强度更高、抗冲刷性能更强。并且赛克-Z可减少结晶水，有利于快速烘烤，提高高炉出铁效率。
本发明的可快速烘烤的铁沟浇注料，加入炭黑作为碳源，可在后期阻塞防爆剂产生的微孔，起到提高浇注料致密性的作用。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为解决目前已有的铁沟浇注料的强度、抗冲刷性能较差，原料成本高烘烤时间长的问题，本发明的一个方面提供了一种可快速烘烤的铁沟浇注料，具有体密高，强度大，可快速烘烤的优点，生产成本低等优势。
本发明实施例的一个方面提供一种可快速烘烤的铁沟浇注料，其制备原料包括以下质量份数的组分：
骨料颗粒64-72份、结合剂4-5份、超微粉13-15份、抗氧化剂3-4份，碳源1-8份，防爆剂0.02-0.08份，减水剂0-0.15份；
其中，骨料颗粒包括粒径为0.5~1mm的均化矾土、粒径为1~3mm的均化矾土、粒径为3~5mm的均化矾土、粒径为5~8mm的均化矾土、粒径为8~15mm的均化矾土和粒径为0.5-1mm的碳化硅，0.5~1mm的均化矾土：粒径为1~3mm的均化矾土：粒径为3~5mm的均化矾土：粒径为5~8mm的均化矾土：粒径为8~15mm的均化矾土：粒径为0.5-1mm 的碳化硅的质量比为9-10:14-15:14-15:14-15:8-10:5-7。
本发明实施例的可快速烘烤的铁沟浇注料，使用均化矾土为骨料，均化矾土与棕刚玉相比，棕刚玉显气孔率约为2.0，均化矾土显气孔率为5.5，均化矾土的开口气孔显著更多，因此均化矾土的开口气孔更易被基质料填充，而基质料填充骨料的开口气孔后，可使得高温下基质与骨料更容易产生固相烧结，提高二者间结合强度，从而提高浇注料的强度、抗冲刷性能。同时，均化矾土的价格显著低于棕刚玉，因此，采用均化矾土作为骨料还大大降低了浇注料的生产成本。进一步地，由于均化矾土的强度略差于棕刚玉，采用均化矾土替代棕刚玉后，由于均化矾土本身的强度性能，可能会在一定程度上带来浇注料强度性能的降低，为此，本发明进一步优化了骨料颗粒中不同粒径的均化矾土之间的比例，不同粒径的均化矾土气孔大小、气孔数量不同，不同粒径的均化矾土之间比例的调整会使骨料整体的气孔大小分布改变，从而影响基质料对骨料气孔的填充，影响二者结合强度进而影响浇注料的强度；而不同粒径的均化矾土的比例的调整，另一方面还会影响混合料成型后的紧密堆积程度，这不仅影响材料的作业性能，堆积密度也显著影响浇注料的强度。经大量重复试验研究发现采用上述不同粒径的均化矾土的比例时，可通过前述对浇注料不同性能的影响，综合之下使得该采用均化矾土为骨料的铁沟浇注料的强度最佳。
在一些实施方式中，均化矾土中Al2O3的含量不低于88wt%，气孔率＜5.5%，体积密度＞3.3g/cm3。
在一些实施方式中，碳化硅中SiC含量不低于92wt%。
在一些实施方式中，结合剂可采用目前已有的各种类型的产品。优选地，结合剂为赛克-Z、硅微粉、水泥中的至少一种。进一步优选地，所述结合剂包括赛克-Z、硅微粉和水泥。采用赛克-Z、硅微粉和水泥的混合作为复合结合剂，其中，水泥是常温下浇注料强度的主要提供物，水泥中铝酸钙水化，将颗粒、基质结合，但因水化产物有大量结晶水，高温下脱水，不利于浇注料高温性能。赛克-Z在高温下与氧化铝微粉形成莫来石相，可提高高温强度。其相比于水泥结合剂，结晶水少，可快速烘干。硅微粉可降低加水量，提高浇注料流动性，可在颗粒表面形成硅胶薄膜，经干燥脱水桥架生成硅氧烷网状结构，提高强度，其在高温下可生成莫来石相，提高高温强度。因此，上述三种结合剂可在不同温度阶段为浇注料提供强度，从而保证浇注料在使用过程中的强度更高、抗冲刷性能更强。其中，赛克-Z、硅微粉、水泥的质量比可调整范围较广。但是，水泥含量过多，虽然保证了常温强度，有利于施工，但高温下产生的低熔点物严重影响其高温强度和抗侵蚀性能，不利于浇注料的使用；水泥含量过低，浇注料常温强度低，容易造成无法脱模、塌料的情况。赛克Z与硅微粉加入量过高会造成浇注料高温下的膨胀，同时两者本身为低熔点物质，若加入后未完全反应，容易降低浇注料的高温强度；加入量过低则浇注料流动性差，无法快速烘干，同时高温下无足够的莫来石相抵制浇注料的收缩，导致强度变低。因此，优选地，赛克-Z、硅微粉、水泥的质量比为2.5-3:1:0.5-1。采用该比例范围内的质量比时，可使低温下，浇注料流动性好，可快速烘干，可顺利脱模，便于现场施工；高温下强度高，利于浇注料使用。
赛克-Z为可直接购买到的现有的结合剂产品。赛克-Z与硅微粉、水泥配合，不仅可实现为浇注料在不同温度阶段提供强度，赛克-Z还可减少结晶水，从而有利于快速烘烤，减少烘烤时间。
在一些实施方式中，硅微粉中SiO2含量≥92wt%，可保证其结合性更好。
在一些实施方式中，所述水泥为铝酸盐水泥，铝酸盐水泥中Al2O3含量≥80wt%。
超微粉的作用是填充颗粒间缝隙，提高浇注料体积密度降低气孔率。在一些实施方式中，所述超微粉包括氧化铝微粉和碳化硅微粉。氧化铝微粉和碳化硅微粉配合可利用氧化铝微粉促烧结，提高强度，碳化硅微粉增加热导，提高材料抗热震性能，同时提高基质的抗渣性能。氧化铝微粉、碳化硅微粉的质量比可调整范围较广，优选地，氧化铝微粉、碳化硅微粉的质量比为5-7:8。采用该比例范围内的质量比时，可平衡浇注料抗渣性能和强度。进一步优选地，氧化铝微粉、碳化硅微粉的质量比为6：8。
抗氧化剂的作用是减缓材料中碳化硅和碳的氧化。在一些实施方式中，抗氧化剂包括金属硅粉和碳化硼。金属硅粉和碳化硼配合，碳化硼熔点低，与氧气结合能力强，但生成物为低熔点相，影响材料高温强度，硅粉一方面优先与氧气反应，保护碳化硅和碳不被氧化，另一方面，在材料使用过程中，高温下可生成少量晶须状SiC，提高强度。金属硅粉和碳化硼的质量比可调整范围较广，优选地，金属硅粉、碳化硼的质量比为2-4:0.8。采用该比例范围内的质量比时，可防止碳化硼过量使用造成的高温强度低，还可以通过硅粉反应生成的SiC晶须提高浇注料强度。进一步优选地，抗氧化剂中，金属硅粉、碳化硼的质量比为3:0.8。
在一些实施方式中，金属硅粉的粒度为325目。
在一些实施方式中，碳化硼粒度为325目。
结合剂中赛克-Z可减少结晶水的生成，因此可利于该铁沟浇注料的快速烘烤，而在快速烘烤时浇注料内部水气化溢出易在浇注料中产生裂纹，为此，本发明实施例的可快速烘烤的铁沟浇注料进一步加入了防爆剂，以减少裂纹的产生。在一些实施方式中，防爆剂可以为水溶性纤维、铝粉、乳酸铝等。优选地，所述防爆剂为水溶性纤维。铁沟浇注料在快速烘烤时，受热后水溶性纤维会迅速收缩或者分解，从而在浇注料中形成微孔，浇注料升温产生的水蒸汽可经微孔快速的挥发，防止浇注料内部形成较大压力而产生裂纹。
在一些实施方式中，所述水溶性纤维的熔点为70℃。
碳源的作用是阻止铁渣渗透到材料内部，将铁渣限制在材料表层，提高抗热振性，减少开裂。在一些实施方式中，所述碳源包括石墨、炭黑和球状沥青。采用三种不同类型的碳源作为复合碳源，可降低加水量，提高浇注料致密性。沥青挥发会产生气孔，石墨、炭黑属憎水性，会加大加水量，复合使用可起到降低加水量，提高材料体密的作用。其中，由于加入了水溶性纤维防爆剂防止浇注料中产生裂纹，而水溶性纤维在分解后会在浇注料中形成微孔，使浇注料的致密性下降，为此，碳源中的炭黑还可在后期阻塞防爆剂产生的微孔，从而起到提高浇注料致密性的作用，进而提高浇注料的强度性能。石墨、炭黑、球状沥青的质量比可调整范围较广，优选地，石墨、炭黑、球状沥青的质量比为2-3:2-3:2。采用该比例范围内的质量比时，可降低加水量，提高致密性，防止过量沥青挥发导致材料气孔率上升。进一步优选地，石墨、炭黑、球状沥青的质量比为2.5:2.5:2。
在一些实施方式中，石墨可采用目前已有的各种不同型号的石墨，例如石墨-198，石墨199、石墨198、石墨197、石墨-199等。优选地，石墨采用石墨-198。
在一些实施方式中，炭黑可采用目前已有的各种不同型号的炭黑，例如N990、N220、N330、N550、N660等。优选地，炭黑采用炭黑N990。
在一些实施方式中，球状沥青的粒度为0.2-1mm。
在一些实施方式中，所述减水剂为DF-401。
发明实施例另一方面提供一种上述的可快速烘烤的铁沟浇注料的制备方法，包括以下步骤：
将均化矾土、碳化硅、所述结合剂、所述超微粉、所述抗氧化剂、所述碳源、所述防爆剂、所述减水剂混合，得到所述可快速烘烤的铁沟浇注料。
以下各实施例中：
均化矾土采用88均化矾土，即均化矾土中Al2O3的含量为88wt%，气孔率＜5.5%，体积密度＞3.3g/cm3。碳化硅采用97碳化硅，即其中SiC含量为97wt%。硅微粉采用95硅微粉，即硅微粉中SiO2含量为95wt%。水泥为80铝酸盐水泥，铝酸盐水泥中Al2O3含量为80wt%。碳化硅微粉为200目的97碳化硅，碳化硅微粉中SiC含量为97wt%。金属硅粉为325目的98金属硅粉，金属硅粉中Si含量为98wt%。碳化硼的粒度为325目。球状沥青的粒度为0.2-1mm。
实施例1
本实施例所述的一种可快速烘烤的铁沟浇注料，其制备原料包括骨料、结合剂、超微粉、抗氧化剂、碳源、防爆剂、减水剂，各组分包括以下质量份数的组分：
骨料包括：粒径为0.5~1mm的均化矾土9份、粒径为1~3mm的均化矾土15份、粒径为3~5mm的均化矾土15份、粒径为5~8mm的均化矾土15份、粒径为8~15mm的均化矾土10份和粒径为0.5-1mm 的碳化硅6份。
结合剂包括：赛克-Z 3份、硅微粉1份、水泥0.5份。
超微粉包括：活性α氧化铝微粉6份、碳化硅微粉8份。
抗氧化剂包括：碳化硼0.8份、金属硅粉3份。
碳源包括：石墨-198 2.5份、炭黑N990 2.5份、国标球状沥青2份。
防爆剂为水溶性有机纤维0.08份。
减水剂为DF-401 0.15份。
本实施例的可快速烘烤的铁沟浇注料的制备方法，包括以下步骤：
将骨料、结合剂、超微粉、抗氧化剂、碳源、防爆剂、减水剂混合搅拌5min，得到可快速烘烤的铁沟浇注料。
实施例2
本实施例所述的一种可快速烘烤的铁沟浇注料，其制备原料包括骨料、结合剂、超微粉、抗氧化剂、碳源、防爆剂、减水剂，各组分包括以下质量份数的组分：
骨料包括：粒径为0.5~1mm的均化矾土10份、粒径为1~3mm的均化矾土14份、粒径为3~5mm的均化矾土14份、粒径为5~8mm的均化矾土14份、粒径为8~15mm的均化矾土8份和粒径为0.5-1mm 的碳化硅7份。
结合剂包括：赛克-Z 3份、硅微粉1份、水泥1份。
超微粉包括：活性α氧化铝微粉5份、碳化硅微粉8份。
抗氧化剂包括：碳化硼0.86份、金属硅粉2.14份。
碳源包括：石墨-198 3份、炭黑N990 3份、国标球状沥青2份。
防爆剂为水溶性有机纤维0.02份。
减水剂为DF-401 0.15份。
本实施例的可快速烘烤的铁沟浇注料的制备方法与实施例1相同。
实施例3
本实施例所述的一种可快速烘烤的铁沟浇注料，其制备原料包括骨料、结合剂、超微粉、抗氧化剂、碳源、防爆剂、减水剂，各组分包括以下质量份数的组分：
骨料包括：粒径为0.5~1mm的均化矾土9份、粒径为1~3mm的均化矾土15份、粒径为3~5mm的均化矾土15份、粒径为5~8mm的均化矾土15份、粒径为8~15mm的均化矾土9份和粒径为0.5-1mm 的碳化硅5份。
结合剂包括：赛克-Z 2.5份、硅微粉1份、水泥1份。
超微粉包括：活性α氧化铝微粉7份、碳化硅微粉8份。
抗氧化剂包括：碳化硼0.67份、金属硅粉3.33份。
碳源包括：石墨-198 2份、炭黑N990 2份、国标球状沥青2份。
防爆剂为水溶性有机纤维0.05份。
减水剂为DF-401 0.15份。
本实施例的可快速烘烤的铁沟浇注料的制备方法与实施例1相同。
实施例4
本实施例所述的一种可快速烘烤的铁沟浇注料，其制备原料与实施例1的区别为，结合剂采用赛克-Z4份、水泥0.5份，其余组分、质量份数及制备方法与实施例1均相同。
实施例5
本实施例所述的一种可快速烘烤的铁沟浇注料，其制备原料与实施例1的区别为，结合剂采用硅微粉4份、水泥0.5份，其余组分、质量份数及制备方法与实施例1均相同。
实施例6
本实施例所述的一种可快速烘烤的铁沟浇注料，其制备原料与实施例1的区别为，结合剂包括赛克-Z1份、硅微粉1份、铝酸盐水泥2.5份，其余组分、质量份数及制备方法与实施例1均相同。
实施例7
本实施例所述的一种可快速烘烤的铁沟浇注料，其制备原料与实施例1的区别为，结合剂包括赛克-Z3.6份、硅微粉0.45份、铝酸盐水泥0.45份，其余组分、质量份数及制备方法与实施例1均相同。
实施例8
本实施例所述的一种可快速烘烤的铁沟浇注料，其制备原料与实施例1的区别为，碳源包括石墨-1984份、国标球状沥青3份。其余组分、质量份数及制备方法与实施例1均相同。
实施例9
本实施例所述的一种可快速烘烤的铁沟浇注料，其制备原料与实施例1的区别为，碳源包括石墨-1983份、炭黑N990 3份、国标球状沥青1份。其余组分、质量份数及制备方法与实施例1均相同。
实施例10
本实施例所述的一种可快速烘烤的铁沟浇注料，其制备原料与实施例1的区别为，碳源包括石墨-1981份、炭黑N990 1份、国标球状沥青5份。其余组分、质量份数及制备方法与实施例1均相同。
对比例1
本对比例的铁沟浇注料，其制备原料其余组分与实施例1均相同，制备方法相同，区别为骨料由棕刚玉与碳化硅组成。
骨料包括：粒径为0.5~1mm的棕刚玉9份、粒径为1~3mm的棕刚玉15份、粒径为3~5mm的棕刚玉15份、粒径为5~8mm的棕刚玉15份、粒径为8~15mm的棕刚玉10份和粒径为0.5-1mm的碳化硅6份。
对比例2
本对比例的铁沟浇注料，其制备原料其余组分与实施例1均相同，制备方法相同，区别为结合剂包括：硅微粉2份、水泥2.5份，且未加入防爆剂。
对比例3
本对比例的铁沟浇注料，与实施例1的区别为，骨料中均化矾土的粒度配比不同，本对比例的铁沟浇注料，骨料包括：粒径为0.5~1mm的均化矾土7份、粒径为1~3mm的均化矾土16份、粒径为3~5mm的均化矾土16份、粒径为5~8mm的均化矾土16份、粒径为8~15mm的均化矾土9份和粒径为0.5-1mm 的碳化硅6份。其余组分、质量份数、制备方法与实施例1均相同。
对比例4
本对比例的铁沟浇注料，与实施例1的区别为，骨料中均化矾土的粒度配比不同，本对比例的铁沟浇注料，骨料包括：粒径为0.5~1mm的均化矾土12份、粒径为1~3mm的均化矾土12份、粒径为3~5mm的均化矾土13份、粒径为5~8mm的均化矾土12份、粒径为8~15mm的均化矾土15份和粒径为0.5-1mm 的碳化硅6份。其余组分、质量份数、制备方法与实施例1均相同。
对上述各实施例及对比例的铁沟浇注料的显气孔率、体积密度、强度性能、高温性能、防爆性能进行测试，测试结果如下表1所示，由表1数据可以看出，对比例1采用棕刚玉为骨料，本申请各实施例的铁沟浇注料的强度性能、高温性能均优于对比例1或与对比例1性能相近，而同时期，88均化矾土平均价格为3300元/吨，棕刚玉平均价格为4850元/吨，可以看出，使用88均化矾土在保证浇注料性能的基础上，显著降低了浇注料的材料成本。对比例2中未加入赛克-Z作为结合剂，且未加入防爆剂，其所含结晶水较多，经快速烘烤后爆裂，而本申请各实施例快速烘烤后未爆裂，因此在烘烤时可快速提高烘烤温度，缩短烘烤时间。对比例3、4中，骨料中均化矾土的粒度级配与实施例1不同，可以看出，对比例3、4的浇注料的强度性能、高温性能显著差于实施例1，因此，本发明通过进一步优化骨料颗粒中不同粒径的均化矾土之间的比例，增强了均化矾土的微孔致密技术，基质料与骨料结合强度提高，混合料成型后的紧密堆积密度提高，从而使该铁沟浇注料的强度性能、高温性能提高。
实施例4、5、6、7相比于实施例1，实施例4、5结合剂分别采用硅微粉与水泥的混合、赛克-Z与水泥的混合，实施例1、6、7采用三种结合剂复配，而三者比例不同，相比之下，实施例1、6、7采用三种结合剂作为复合结合剂，可在不同温度阶段为浇注料提供强度，从而保证浇注料在使用过程中的强度更高、抗冲刷性能更强，因此相比于实施例4、5获得了显著更好的强度性能。实施例6、7的强度性能差于实施例1，表明实施例1的比例范围是优选的结合剂组分比例范围。
实施例8、9、10相比于实施例1，实施例8的碳源采用石墨和沥青，未加入炭黑，实施例9、10采用石墨、沥青、炭黑的复合碳源但各组分比例与实施例1不同。相比之下，实施例1、9、10采用三种碳源，碳源中的炭黑还可在后期阻塞防爆剂产生的微孔，从而起到提高浇注料致密性的作用，因此使浇注料的强度性能提高，优于实施例8。而实施例9、10的强度性能差于实施例1，表面实施例1的碳源中各组分的比例范围是优选的碳源组分比例范围。
表1
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。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。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种可快速烘烤的铁沟浇注料，其特征在于，其制备原料包括以下质量份数的组分：
骨料颗粒64-72份、结合剂4-5份、超微粉13-15份、抗氧化剂3-4份，碳源1-8份，防爆剂0.02-0.08份，减水剂0-0.15份；
其中，骨料颗粒包括粒径为0.5~1mm的均化矾土、粒径为1~3mm的均化矾土、粒径为3~5mm的均化矾土、粒径为5~8mm的均化矾土、粒径为8~15mm的均化矾土和粒径为0.5-1mm 的碳化硅，0.5~1mm的均化矾土：粒径为1~3mm的均化矾土：粒径为3~5mm的均化矾土：粒径为5~8mm的均化矾土：粒径为8~15mm的均化矾土：粒径为0.5-1mm 的碳化硅的质量比为9-10:14-15:14-15:14-15:8-10:5-7；
所述结合剂包括赛克-Z、硅微粉和水泥；赛克-Z、硅微粉、水泥的质量比为2.5-3:1:0.5-1；
所述超微粉包括氧化铝微粉和碳化硅微粉；氧化铝微粉、碳化硅微粉的质量比为5-7:8；
所述抗氧化剂包括金属硅粉和碳化硼；金属硅粉、碳化硼的质量比为2-4:0.8；
所述碳源包括石墨、炭黑和球状沥青；石墨、炭黑、球状沥青的质量比为2-3:2-3:2；
所述防爆剂为水溶性纤维。
2.根据权利要求1所述的可快速烘烤的铁沟浇注料，其特征在于：
硅微粉中SiO2含量≥92wt%；所述水泥为铝酸盐水泥，铝酸盐水泥中Al2O3含量≥80wt%。
3.根据权利要求1所述的可快速烘烤的铁沟浇注料，其特征在于：
所述水溶性纤维的熔点为70℃。
4.根据权利要求1所述的可快速烘烤的铁沟浇注料，其特征在于：
所述减水剂为DF-401。
5.根据权利要求1所述的可快速烘烤的铁沟浇注料，其特征在于：
均化矾土中Al2O3的含量不低于88wt%，气孔率＜5.5%，体积密度＞3.3g/cm3；
碳化硅中SiC含量不低于92wt%。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述的可快速烘烤的铁沟浇注料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将均化矾土、碳化硅、所述结合剂、所述超微粉、所述抗氧化剂、所述碳源、所述防爆剂、所述减水剂混合，得到所述可快速烘烤的铁沟浇注料。
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