CN117776690B - 一种溶胶结合高炉铁沟喷补料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种溶胶结合高炉铁沟喷补料，包括以下质量百分比的组分：矾土50%~66%、白刚玉3%~9%、碳化硅15%~23%、α氧化铝微粉6%~10%、锆硅灰1%~7%、焦炭粉0.5%~4%、防爆剂0.01%~0.1%、金属硅粉0%~3%、金属钛粉0%~3%；外加液体结合剂5%~12%；且金属硅粉、金属钛粉不为0%。本发明的溶胶结合高炉铁沟喷补料，通过引入金属钛粉，与体系中焦炭粉、金属硅粉原位生成三元层状碳化物陶瓷，使喷补料的高温强度、抗热震性、抗渣侵蚀性提高，从而极大的提高了材料的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种溶胶结合高炉铁沟喷补料。
背景技术
出铁沟是铁水的流经通道，在使用过程中受到铁水的冲刷、铁渣的化学侵蚀、空气的氧化作用、温度波动产生的热震应力等。近年来，随着出铁沟浇注料技术不断更新换代，其使用寿命比原先有了很大程度的提高。但是，在渣铁交界处的局部过度熔损仍无法解决，并直接影响了其周期通铁量。采用传统的浇注法修补，因残衬解体较多，使得单耗较高。
采用喷补料进行喷补的方式修补，可冷热态作业，适应快速烘烤，在两次出铁间隙即可完成施工并投入使用，料耗低，越来越受到广泛的重视。公开号为CN104086191A的中国专利文献公开了一种高炉出铁沟喷补料，其通过加入防爆剂增加附着率和防止爆裂剥落；含有较高的Al2O3，适用于主沟上熔损严重需要修补的部位；采用水泥作为结合剂提高喷补料的初始强度。由于出铁沟要经受周期性的熔渣化学侵蚀，出铁沟用耐火材料需要具有优良的高温强度性能，抗渗透性，抗渣侵蚀性，抗热震性和耐铁水冲刷性。但是，该专利中的喷补料及目前已有的大多喷补料的高温强度性能、抗热震性能等性能不高，无法满足使用要求，材料使用寿命不长。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种溶胶结合高炉铁沟喷补料，通过引入金属钛粉，与体系中焦炭粉、金属硅粉原位生成三元层状碳化物陶瓷，使喷补料的高温强度、抗热震性、抗渣侵蚀性提高，从而极大的提高了材料的使用寿命。
为了解决上述问题，本发明提供一种溶胶结合高炉铁沟喷补料，包括以下质量百分比的组分：
矾土50%~66%、白刚玉3%~9%、碳化硅15%~23%、α氧化铝微粉6%~10%、锆硅灰1%~7%、焦炭粉0.5%~4%、防爆剂0.01%~0.1%、金属硅粉0%~3%、金属钛粉0%~3%；外加液体结合剂5%~12%；且金属硅粉、金属钛粉不为0%。
优选地，溶胶结合高炉铁沟喷补料包括以下质量百分比的组分：
矾土55%~63%、白刚玉4.95%~7.45%、碳化硅17%~20%、α氧化铝微粉8%、锆硅灰2%~5%、焦炭粉1%~3%、防爆剂0.01%~0.05%、金属硅粉0%~1.5%、金属钛粉0%~1.5%；外加液体结合剂7%~10%；且金属硅粉、金属钛粉不为0%。
优选地，焦炭粉、金属硅粉、金属钛粉的质量比为0.5~3:0.5~2:1。
优选地，锆硅灰与白刚玉的质量比为1:1~2。
优选地，碳化硅与金属钛粉的质量比为11~34:1。
优选地，矾土包括：粒度＞5mm且≤8mm的颗粒、粒度＞3mm且≤5mm的颗粒、 粒度＞1mm且≤3mm的颗粒和粒度＞0mm且≤1mm的细粉；且粒度＞5mm且≤8mm的颗粒、粒度＞3mm且≤5mm的颗粒、 粒度＞1mm且≤3mm的颗粒和粒度＞0mm且≤1mm的细粉的质量比为5-10:10-20:10-20:20-30。
优选地，碳化硅包括：粒度＞0且≤1mm的细粉和粒度为200目的细粉；粒度＞0且≤1mm的细粉和粒度为200目的细粉的质量比为：5-10:5-15；
白刚玉的粒度为325目；
α氧化铝微粉的粒度≤1μm；
焦炭粉的粒度为320目；
金属硅粉的粒度为325目；
金属钛粉的粒度为325目。
优选地，所述液体结合剂为硅溶胶。
优选地，锆硅灰中，SiO2＞96wt%，ZrO2＜3wt%，灼减＜0.05wt%。
优选地，矾土中，Al2O3≥89wt%，Fe2O3≤0.3wt%，颗粒体积密度≥3.5g/cm3。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明的溶胶结合高炉铁沟喷补料，主要成分是氧化铝，矾土、白刚玉、α氧化铝微粉均是喷补料中氧化铝的主要来源；锆硅灰粒度细，一般为微米级别，加入锆硅灰可提高喷补料的流动性，从而提高其施工性能；α氧化铝微粉粒度为微米级别，其也可提高喷补料的流动性，提高喷补料的黏性，使材料附着率升高，反弹率降低；焦炭粉的主要成分是碳，由于碳不被熔渣所润湿，不与熔渣反应，因此可提高材料的热震稳定性和抗渣侵蚀性能；由于引入碳后材料的强度会降低，而且碳容易与空气反应生成CO2，使材料强度降低，金属硅粉可优先于碳跟氧气发生反应，因此可作为抗氧化剂，提高材料的抗氧化性能；碳化硅的莫氏强度高，耐磨性高，可以提高材料的抗渣铁的冲刷性能。
本发明的溶胶结合高炉铁沟喷补料，金属硅粉作为还原剂可帮助碳不被氧化，但是，加入金属硅粉后，对材料的强度有一定影响，为此，本发明实施例进一步加入金属钛粉，金属钛粉与金属硅粉、焦炭粉在高温下可原位生成三元层状碳化物陶瓷Ti3SiC2，该碳化物陶瓷具有很好的导电、导热、高温强度、抗氧化和抗热震等性能，因此极大的提高了材料的高温强度、抗氧化性和抗热震性能；金属钛粉还可与碳化硅生成钛碳化硅，新生成的钛碳化硅可填充材料中的气孔，使材料致密度提高，从而提高材料高温强度；矾土中含有部分二氧化硅，而锆硅灰的主要成分也是二氧化硅，由于氧化铝的熔点更高，二氧化硅的加入会使材料的熔点降低，材料高温强度性能降低，为此，本发明实施例的溶胶结合高炉铁沟喷补料中加入了白刚玉，白刚玉可与锆硅灰生成莫来石，生成的莫来石相可填充材料中的气孔，使材料致密度提高，从而提高其高温强度性能，并且莫来石热震稳定性好，因此可提高材料的热震稳定性。
本发明的溶胶结合高炉铁沟喷补料，主要原料是矾土，成本低，主要用于修补高炉铁沟，由于矾土纯度不高，该产品适用于冶炼温度低、冲击强度小的中小型高炉；和冶炼铁矿石品质较好（渣铁比＜330kg/吨）、冶炼温度较低（低于1500℃），对耐火材料纯度要求不太高的中小型高炉铁沟。
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。
目前已有的高炉铁沟喷补料的高温强度性能、抗热震性能等性能不高，无法满足使用要求，材料使用寿命不长。
为此，本发明实施例提供一种溶胶结合高炉铁沟喷补料，包括以下质量百分比的组分：
矾土50%~66%、白刚玉3%~9%、碳化硅15%~23%、α氧化铝微粉6%~10%、锆硅灰1%~7%、焦炭粉0.5%~4%、防爆剂0.01%~0.1%、金属硅粉0%~3%、金属钛粉0%~3%；外加液体结合剂5%~12%；且金属硅粉、金属钛粉不为0%。
本发明实施例的溶胶结合高炉铁沟喷补料，主要成分是氧化铝，矾土、白刚玉、α氧化铝微粉均是喷补料中氧化铝的主要来源；锆硅灰粒度细，一般为微米级别，加入锆硅灰可提高喷补料的流动性，从而提高其施工性能；α氧化铝微粉粒度为微米级别，其也可提高喷补料的流动性，提高喷补料的黏性，使材料附着率升高，反弹率降低；焦炭粉的主要成分是碳，由于碳不被熔渣所润湿，不与熔渣反应，因此可提高材料的热震稳定性和抗渣侵蚀性能；由于引入碳后材料的强度会降低，而且碳容易与空气反应生成CO2，使材料强度降低，金属硅粉可优先于碳跟氧气发生反应，因此可作为抗氧化剂，提高材料的抗氧化性能；碳化硅的莫氏强度高，耐磨性高，可以提高材料的抗渣铁的冲刷性能。
此外，金属硅粉作为还原剂可帮助碳不被氧化，但是，加入金属硅粉后，对材料的强度有一定影响，为此，本发明实施例进一步加入金属钛粉，金属钛粉与金属硅粉、焦炭粉在高温下可原位生成三元层状碳化物陶瓷Ti3SiC2，该碳化物陶瓷具有很好的导电、导热、高温强度、抗氧化和抗热震等性能，因此极大的提高了材料的高温强度、抗氧化性和抗热震性能；金属钛粉还可与碳化硅生成钛碳化硅，新生成的钛碳化硅可填充材料中的气孔，使材料致密度提高，从而提高材料高温强度；矾土中含有部分二氧化硅，而锆硅灰的主要成分也是二氧化硅，由于氧化铝的熔点更高，二氧化硅的加入会使材料的熔点降低，材料高温强度性能降低，为此，本发明实施例的溶胶结合高炉铁沟喷补料中加入了白刚玉，白刚玉可与锆硅灰生成莫来石，生成的莫来石相可填充材料中的气孔，使材料致密度提高，从而提高其高温强度性能，并且莫来石热震稳定性好，因此可提高材料的热震稳定性。
在一些实施方式中，溶胶结合高炉铁沟喷补料包括以下质量百分比的组分：矾土55%~63%、白刚玉4.95%~7.45%、碳化硅17%~20%、α氧化铝微粉8%、锆硅灰2%~5%、焦炭粉1%~3%、防爆剂0.01%~0.05%、金属硅粉0%~1.5%、金属钛粉0%~1.5%；外加液体结合剂7%~10%；且金属硅粉、金属钛粉不为0%。各组分质量百分比采用上述范围数值时，溶胶结合高炉铁沟喷补料的高温强度、热震稳定性、抗渣侵蚀性能等综合性能更好，材料使用寿命更长。
金属钛粉与金属硅粉、焦炭粉在高温下可原位生成三元层状碳化物陶瓷Ti3SiC2，该碳化物陶瓷具有很好的导电、导热、高温强度、抗氧化和抗热震等性能，而由于焦炭粉具有提高材料热震稳定性、抗渣侵蚀性能的作用，金属硅粉作为还原剂具有防止碳氧化的作用，金属钛粉与金属硅粉、焦炭粉生成Ti3SiC2并不是越多越好，过多的焦炭粉、金属硅粉的消耗会影响材料的其他性能，因此，焦炭粉、金属硅粉、金属钛粉最好可选择适宜的比例。优选地，焦炭粉、金属硅粉、金属钛粉的质量比为0.5~3:0.5~2:1。在该比例范围内，三元层状碳化物陶瓷Ti3SiC2生成的量更适宜，溶胶结合高炉铁沟喷补料的高温强度、热震稳定性、抗渣侵蚀性能等综合性能更好。
锆硅灰与白刚玉可生成新的莫来石相，莫来石相可填充材料中的气孔，使材料致密度提高，从而提高其高温强度性能和热震稳定性，但是生成的新相不宜过多，过多会与熔渣中的氧化钙反应生成钙长石等低熔点物质，使材料强度降低。优选地，锆硅灰与白刚玉的质量比为1:1~2。在该比例范围内，莫来石相生成的量更适宜，溶胶结合高炉铁沟喷补料的高温强度、热震稳定性、抗渣侵蚀性能等综合性能更好。
金属钛粉还可与碳化硅生成钛碳化硅，新生成的钛碳化硅可填充材料中的气孔，使材料致密度提高，从而提高材料高温强度，但生成的钛碳化硅不宜过多，碳化硅消耗过多会影响材料的抗渣铁的冲刷性能。优选地，碳化硅与金属钛粉的质量比为11~34:1。在该比例范围内，钛碳化硅相生成的量更适宜，溶胶结合高炉铁沟喷补料的综合性能更好。
在一些实施方式中，矾土包括：粒度＞5mm且≤8mm的颗粒、粒度＞3mm且≤5mm的颗粒、粒度＞1mm且≤3mm的颗粒和粒度＞0mm且≤1mm的细粉。矾土的粒度分配不同，溶胶结合高炉铁沟喷补料的体积密度不同，强度不同，而同时其施工性能也不同。优选地，粒度＞5mm且≤8mm的颗粒、粒度＞3mm且≤5mm的颗粒、 粒度＞1mm且≤3mm的颗粒和粒度＞0mm且≤1mm的细粉的质量比为5-10:10-20:10-20:20-30。采用该粒度级配时，溶胶结合高炉铁沟喷补料可同时获得更好的强度性能和施工性能。
在一些实施方式中，碳化硅包括：粒度＞0且≤1mm的细粉和粒度为200目的细粉；粒度＞0且≤1mm的细粉和粒度为200目的细粉的质量比为：5-10:5-15。
在一些实施方式中，白刚玉的粒度为325目。
在一些实施方式中，α氧化铝微粉的粒度≤1μm。该粒度的α氧化铝微粉可更好的提高高炉铁沟喷补料的流动性，提高其施工性能。
在一些实施方式中，焦炭粉的粒度为320目。
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，金属钛粉的粒度为325目。
水泥作为结合剂，其含有氧化钙，氧化钙与氧化铝、二氧化硅在1400℃下会生成钙长石等低温物相，影响使用寿命。本发明中，液体结合剂为硅溶胶，不含有氧化钙，不存在上述的问题。优选地，硅溶胶采用山东科翰硅源新材料有限公司的硅溶胶产品。
优选地，锆硅灰中，SiO2＞96wt%，ZrO2＜3wt%，灼减＜0.05wt%。
优选地，矾土中，Al2O3≥89wt%，Fe2O3≤0.3wt%，颗粒体积密度≥3.5g/cm3。
以下各实施例中，各原料均购于市售，硅溶胶购于山东科翰硅源新材料有限公司。
实施例1
本实施例的溶胶结合高炉铁沟喷补料，包括以下质量百分比的组分：
粒度＞5mm且≤8mm的矾土颗粒8%、粒度＞3mm且≤5mm的矾土颗粒15%、粒度＞1mm且≤3mm的矾土颗粒15%、粒度＞0mm且≤1mm的矾土细粉25%、325目的白刚玉4.95%、粒度＞0mm且≤1mm的碳化硅7%、200目的碳化硅10%、粒度≤1μm的α氧化铝微粉8%、锆硅灰3%、粒度为320目的焦炭粉1.5%、有机纤维防爆剂0.05%、粒度为325目的金属硅粉1.5%、粒度为325目的金属钛粉1%；外加硅溶胶结合剂10%。
实施例2
本实施例的溶胶结合高炉铁沟喷补料，包括以下质量百分比的组分：
粒度＞5mm且≤8mm的矾土颗粒8%、粒度＞3mm且≤5mm的矾土颗粒15%、粒度＞1mm且≤3mm的矾土颗粒15%、粒度＞0mm且≤1mm的矾土细粉25%、325目的白刚玉5.95%、粒度＞0mm且≤1mm的碳化硅7%、200目的碳化硅10%、粒度≤1μm的α氧化铝微粉8%、锆硅灰3%、粒度为320目的焦炭粉1.5%、有机纤维防爆剂0.05%、粒度为325目的金属硅粉1%、粒度为325目的金属钛粉0.5%；外加硅溶胶结合剂10%。
实施例3
本实施例的溶胶结合高炉铁沟喷补料，包括以下质量百分比的组分：
粒度＞5mm且≤8mm的矾土颗粒8%、粒度＞3mm且≤5mm的矾土颗粒15%、粒度＞1mm且≤3mm的矾土颗粒15%、粒度＞0mm且≤1mm的矾土细粉25%、325目的白刚玉5.45%、粒度＞0mm且≤1mm的碳化硅7%、200目的碳化硅10%、粒度≤1μm的α氧化铝微粉8%、锆硅灰3%、粒度为320目的焦炭粉1.5%、有机纤维防爆剂0.05%、粒度为325目的金属硅粉1%、粒度为325目的金属钛粉1%；外加硅溶胶结合剂10%。
实施例4
本实施例的溶胶结合高炉铁沟喷补料，包括以下质量百分比的组分：
粒度＞5mm且≤8mm的矾土颗粒8%、粒度＞3mm且≤5mm的矾土颗粒15%、粒度＞1mm且≤3mm的矾土颗粒15%、粒度＞0mm且≤1mm的矾土细粉25%、325目的白刚玉4.95%、粒度＞0mm且≤1mm的碳化硅7%、200目的碳化硅10%、粒度≤1μm的α氧化铝微粉8%、锆硅灰3%、粒度为320目的焦炭粉1.5%、有机纤维防爆剂0.05%、粒度为325目的金属硅粉1%、粒度为325目的金属钛粉1.5%；外加硅溶胶结合剂10%。
实施例5
本实施例的溶胶结合高炉铁沟喷补料，包括以下质量百分比的组分：
粒度＞5mm且≤8mm的矾土颗粒8%、粒度＞3mm且≤5mm的矾土颗粒15%、粒度＞1mm且≤3mm的矾土颗粒15%、粒度＞0mm且≤1mm的矾土细粉25%、325目的白刚玉4.95%、粒度＞0mm且≤1mm的碳化硅7%、200目的碳化硅10%、粒度≤1μm的α氧化铝微粉8%、锆硅灰3%、粒度为320目的焦炭粉1%、有机纤维防爆剂0.05%、粒度为325目的金属硅粉1.5%、粒度为325目的金属钛粉1.5%；外加硅溶胶结合剂10%。
实施例6
本实施例的溶胶结合高炉铁沟喷补料，包括以下质量百分比的组分：
粒度＞5mm且≤8mm的矾土颗粒8%、粒度＞3mm且≤5mm的矾土颗粒15%、粒度＞1mm且≤3mm的矾土颗粒15%、粒度＞0mm且≤1mm的矾土细粉22%、325目的白刚玉5.45%、粒度＞0mm且≤1mm的碳化硅10%、200目的碳化硅10%、粒度≤1μm的α氧化铝微粉8%、锆硅灰3%、粒度为320目的焦炭粉1.5%、有机纤维防爆剂0.05%、粒度为325目的金属硅粉1%、粒度为325目的金属钛粉1%；外加硅溶胶结合剂10%。
实施例7
本实施例的溶胶结合高炉铁沟喷补料，包括以下质量百分比的组分：
粒度＞5mm且≤8mm的矾土颗粒5%、粒度＞3mm且≤5mm的矾土颗粒10%、粒度＞1mm且≤3mm的矾土颗粒20%、粒度＞0mm且≤1mm的矾土细粉20%、325目的白刚玉7.45%、粒度＞0mm且≤1mm的碳化硅10%、200目的碳化硅10%、粒度≤1μm的α氧化铝微粉8%、锆硅灰5%、粒度为320目的焦炭粉3%、有机纤维防爆剂0.05%、粒度为325目的金属硅粉0.5%、粒度为325目的金属钛粉1%；外加硅溶胶结合剂7%。
实施例8
本实施例的溶胶结合高炉铁沟喷补料，包括以下质量百分比的组分：
粒度＞5mm且≤8mm的矾土颗粒5%、粒度＞3mm且≤5mm的矾土颗粒10%、粒度＞1mm且≤3mm的矾土颗粒15%、粒度＞0mm且≤1mm的矾土细粉20%、325目的白刚玉9%、粒度＞0mm且≤1mm的碳化硅10%、200目的碳化硅13%、粒度≤1μm的α氧化铝微粉10%、锆硅灰1%、粒度为320目的焦炭粉4%、有机纤维防爆剂0.1%、粒度为325目的金属硅粉0.2%、粒度为325目的金属钛粉2.7%；外加硅溶胶结合剂12%。
实施例9
本实施例的溶胶结合高炉铁沟喷补料，包括以下质量百分比的组分：
粒度＞5mm且≤8mm的矾土颗粒8%、粒度＞3mm且≤5mm的矾土颗粒18%、粒度＞1mm且≤3mm的矾土颗粒15%、粒度＞0mm且≤1mm的矾土细粉25%、325目的白刚玉3%、粒度＞0mm且≤1mm的碳化硅5%、200目的碳化硅10%、粒度≤1μm的α氧化铝微粉6%、锆硅灰7%、粒度为320目的焦炭粉0.5%、有机纤维防爆剂0.01%、粒度为325目的金属硅粉2.4%、粒度为325目的金属钛粉0.09%；外加硅溶胶结合剂5%。
实施例10
本实施例的溶胶结合高炉铁沟喷补料，其余组分的含量与实施例3相同，区别为：焦炭粉0.875%、金属硅粉0.875%、金属钛粉1.75%，即焦炭粉、金属硅粉、金属钛粉总量不变，焦炭粉、金属硅粉、金属钛粉的质量比为0.5：0.5:1。
实施例11
本实施例的溶胶结合高炉铁沟喷补料，其余组分的含量与实施例3相同，区别为：焦炭粉1.75%、金属硅粉1.17%、金属钛粉0.58%，即焦炭粉、金属硅粉、金属钛粉总量不变，焦炭粉、金属硅粉、金属钛粉的质量比为3：2:1。
实施例12
本实施例的溶胶结合高炉铁沟喷补料，其余组分的含量与实施例3相同，区别为：焦炭粉0.5%、金属硅粉0.5%、金属钛粉2.5%，即焦炭粉、金属硅粉、金属钛粉总量不变，焦炭粉、金属硅粉、金属钛粉的质量比为0.2：0.2:1。
实施例13
本实施例的溶胶结合高炉铁沟喷补料，其余组分的含量与实施例3相同，区别为：焦炭粉1.75%、金属硅粉1.25%、金属钛粉0.5%。即焦炭粉、金属硅粉、金属钛粉总量不变，焦炭粉、金属硅粉、金属钛粉的质量比为3.5：2.5:1。
实施例14
本实施例的溶胶结合高炉铁沟喷补料，其余组分的含量与实施例3相同，区别为：白刚玉4.23%、锆硅灰4.22%。即白刚玉、锆硅灰总量不变，锆硅灰、白刚玉质量比约为1:1。
实施例15
本实施例的溶胶结合高炉铁沟喷补料，其余组分的含量与实施例3相同，区别为：白刚玉5.63%、锆硅灰2.82%。即白刚玉、锆硅灰总量不变，锆硅灰、白刚玉质量比约为1:2。
实施例16
本实施例的溶胶结合高炉铁沟喷补料，其余组分的含量与实施例3相同，区别为：白刚玉6.45%、锆硅灰2%。即白刚玉、锆硅灰总量不变，锆硅灰、白刚玉质量比为1:3.23。
实施例17
本实施例的溶胶结合高炉铁沟喷补料，其余组分的含量与实施例3相同，区别为：白刚玉3.45%、锆硅灰5%。即白刚玉、锆硅灰总量不变，锆硅灰、白刚玉质量比为1:0.69。
实施例18
本实施例的溶胶结合高炉铁沟喷补料，其余组分的含量与实施例3相同，区别为：碳化硅15.51%、焦炭粉2.12%、金属硅粉1.41%、金属钛粉1.41%。即碳化硅、焦炭粉、金属硅粉、金属钛粉总量不变，焦炭粉、金属硅粉、金属钛粉的质量比不变，碳化硅与金属钛粉的质量比为11:1。
实施例19
本实施例的溶胶结合高炉铁沟喷补料，其余组分的含量与实施例3相同，区别为：碳化硅18.7%、焦炭粉0.83%、金属硅粉0.55%、金属钛粉0.55%。即碳化硅、焦炭粉、金属硅粉、金属钛粉总量不变，焦炭粉、金属硅粉、金属钛粉的质量比不变，碳化硅与金属钛粉的质量比为34:1。
实施例20
本实施例的溶胶结合高炉铁沟喷补料，其余组分的含量与实施例3相同，区别为：碳化硅13.5%、焦炭粉3%、金属硅粉2%、金属钛粉2%。即碳化硅、焦炭粉、金属硅粉、金属钛粉总量不变，焦炭粉、金属硅粉、金属钛粉的质量比不变，碳化硅与金属钛粉的质量比为6.75:1。
实施例21
本实施例的溶胶结合高炉铁沟喷补料，其余组分的含量与实施例3相同，区别为：碳化硅18.75%、焦炭粉0.75%、金属硅粉0.5%、金属钛粉0.5%，即碳化硅、焦炭粉、金属硅粉、金属钛粉总量不变，焦炭粉、金属硅粉、金属钛粉的质量比不变，碳化硅与金属钛粉的质量比为37.5:1。
对比例1
本对比例的溶胶结合高炉铁沟喷补料，不包含金属硅粉和金属钛粉，包括以下质量百分比的组分：
粒度＞5mm且≤8mm的矾土颗粒10%、粒度＞3mm且≤5mm的矾土颗粒15%、粒度＞1mm且≤3mm的矾土颗粒15%、粒度＞0mm且≤1mm的矾土细粉25%、325目的白刚玉5.45%、粒度＞0mm且≤1mm的碳化硅7%、200目的碳化硅10%、粒度≤1μm的α氧化铝微粉8%、锆硅灰3%、粒度为320目的焦炭粉1.5%、防爆剂0.05%、外加硅溶胶结合剂10%。
对比例2
本对比例的溶胶结合高炉铁沟喷补料，不包含金属钛粉，包括以下质量百分比的组分：
粒度＞5mm且≤8mm的矾土颗粒9%、粒度＞3mm且≤5mm的矾土颗粒15%、粒度＞1mm且≤3mm的矾土颗粒15%、粒度＞0mm且≤1mm的矾土细粉25%、325目的白刚玉5.45%、粒度＞0mm且≤1mm的碳化硅7%、200目的碳化硅10%、粒度≤1μm的α氧化铝微粉8%、锆硅灰3%、粒度为320目的焦炭粉1.5%、防爆剂0.05%、金属硅粉1%、外加硅溶胶结合剂10%。
按上述各实施例及对比例的比例将除硅溶胶外的原料配置成混合物，先搅拌2分钟，再加入液体硅溶胶后再搅拌3分钟，震动浇注成型为40mm×40mm×160mm的样块，养护24小时，烘烤110℃×24h，在高温炉中烧1450℃×3h，做1400℃×0.5h热态抗折强度测试。
实验结果如下表1所示，由表1数据可以看出，对比例1中未加入金属硅粉、金属钛粉，该喷涂料的高温强度性能（通过高温抗折强度、耐压强度数据可体现）、抗热震性能（通过线变化率可间接体现）、抗渣侵蚀性能（通过高温抗折强度可间接体现）与各实施例相比，均显著更差；对比例2中加入金属硅粉，未加入金属钛粉，其综合性能优于对比例1，但比各实施例均差。本发明各实施例的喷涂料均具有显著更好的高温强度性能、抗热震性能、抗渣侵蚀性能。
相比之下，实施例1-7为优选的实施方式，其各组分质量百分比在优选范围内，高温强度性能、抗热震性能、抗渣侵蚀性能优于实施例8、9。
实施例10-13相比于实施例3，区别为焦炭粉、金属硅粉、金属钛粉的质量百分比不同，实施例3、10、11的喷涂料的综合性能优于实施例12、13，实施例12中金属钛粉比例过高，喷涂料的热震稳定性、抗渣侵蚀性能有所降低，实施例13中金属钛粉的比例过低，喷涂料的高温强度不如实施例3、10、11。
实施例14-17相比于实施例3，区别为锆硅灰与白刚玉的质量比不同。实施例3、14、15的喷涂料的综合性能优于实施例16、17，实施例16中锆硅灰的比例过少，实施例17中锆硅灰的比例过多，二者综合性能均不如实施例3、14、15。
实施例18-21相比于实施例3，区别为碳化硅与金属钛粉的质量比不同，实施例3、18、19的喷涂料的综合性能优于实施例20、21，实施例20中碳化硅比例过少，喷涂料的高温性能不如实施例3、18、19，实施例21中碳化硅比例过多，喷涂料的抗渣铁的冲刷性能有所降低。
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 (5)
1.一种溶胶结合高炉铁沟喷补料，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：
矾土55%~63%、白刚玉4.95%~7.45%、碳化硅17%~20%、α氧化铝微粉8%、锆硅灰2%~5%、焦炭粉1%~3%、防爆剂0.01%~0.05%、金属硅粉0%~1.5%、金属钛粉0%~1.5%；外加液体结合剂7%~10%；且金属硅粉、金属钛粉不为0%；焦炭粉、金属硅粉、金属钛粉的质量比为0.5~3:0.5~2:1；锆硅灰与白刚玉的质量比为1:1~2；碳化硅与金属钛粉的质量比为11~34:1；所述液体结合剂为硅溶胶。
2.根据权利要求1所述的溶胶结合高炉铁沟喷补料，其特征在于：
矾土包括：粒度＞5mm且≤8mm的颗粒、粒度＞3mm且≤5mm的颗粒、 粒度＞1mm且≤3mm的颗粒和粒度＞0mm且≤1mm的细粉；且粒度＞5mm且≤8mm的颗粒、粒度＞3mm且≤5mm的颗粒、 粒度＞1mm且≤3mm的颗粒和粒度＞0mm且≤1mm的细粉的质量比为5-10:10-20:10-20:20-30。
3.根据权利要求1所述的溶胶结合高炉铁沟喷补料，其特征在于：
碳化硅包括：粒度＞0且≤1mm的细粉和粒度为200目的细粉；粒度＞0且≤1mm的细粉和粒度为200目的细粉的质量比为：5-10:5-15；
白刚玉的粒度为325目；
α氧化铝微粉的粒度≤1μm；
焦炭粉的粒度为320目；
金属硅粉的粒度为325目；
金属钛粉的粒度为325目。
4.根据权利要求1所述的溶胶结合高炉铁沟喷补料，其特征在于：
锆硅灰中，SiO2＞96wt%，ZrO2＜3wt%，灼减＜0.05wt%。
5.根据权利要求1所述的溶胶结合高炉铁沟喷补料，其特征在于：
矾土中，Al2O3≥89wt%，Fe2O3≤0.3wt%，颗粒体积密度≥3.5g/cm3。
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| GR01 | Patent grant | ||
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