CN117843352A - 一种高炉出铁沟浇注料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高炉出铁沟浇注料，包括以下质量百分比的组分：板状刚玉58%~70%、碳化硅15%~24%、α氧化铝微粉4%‑7%、钛白粉1%~5%、焦炭粉0.5%~4%、防爆纤维0.01%~0.1%、金属铝粉0.05%~0.3%、金属硅粉0.5%~4%、金属钛粉0~3%、结合剂0.5%~4%、减水剂0.1%~0.8%；且金属钛粉不为0%。该高炉出铁沟浇注料通过加入金属钛粉，金属钛粉、金属铝粉、金属硅粉、焦炭粉高温下原位生成铝碳化钛/硅化钛复合材料，可弥补引入快干防爆剂金属铝粉导致的材料强度下降，还可增强浇注料的抗氧化性能。
Description
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种高炉出铁沟浇注料。
背景技术
出铁沟是铁水的流经通道，铁水长期浸泡在铁沟内，铁水与铁沟浇注料会存在长时间的直接接触，为了抵抗铁水和铁渣的侵蚀，浇注料需要引入碳素材料，碳素具有不易被铁水和熔渣润湿、热膨胀系数小及热导率高的特点，引入碳素材料可以增加耐火材料制品的热震稳定性和抗侵蚀能力。目前含碳耐火材料已在高炉炉底和出铁沟，转炉、电炉和钢包的衬体、水口、滑板及塞棒等钢铁工业的诸多部位得到广泛应用，但是，由于碳素的水润湿性差，其在浇注料中易漂浮而难以均匀分散，引入浇注料后，为达到合适的流动性需要在含碳浇注料中加入较多量的水，以提高浇注料的施工性能，但加入较多量水后，材料固化时所需的时间会大大增加。因为高炉冶炼受时间限制，一般固化时间仅1-2小时，而在1-2小时内需要将浇注料里的水排出是不可能的。
为此，有研究在浇注料中加入铝粉，以实现浇注料的快干。公开号为CN109133881A的中国专利文献公开了一种耐火浇注料，包括电熔刚玉、碳化硅粉、氧化铝粉、球状沥青、金属硅粉、促凝剂、金属铝粉、有机纤维、粉状结合剂。通过引入铝粉，铝粉与浇注料中的水反应，消耗一部分水，生成氢气，同时，反应生成的氢气将在浇注料内部形成气孔通道，另一部分水蒸气会沿着这些气孔通道排出，由此实现浇注料中水的快速排出。但是，水蒸气快速排出后，会在浇注料中形成气孔通道，使材料的高温强度性能显著下降，从而降低了出铁沟浇注料的使用寿命。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种高炉出铁沟浇注料，通过加入金属钛粉，金属钛粉、金属铝粉、金属硅粉、焦炭粉高温下原位生成铝碳化钛/硅化钛复合材料，可弥补引入快干防爆剂金属铝粉导致的材料强度下降，还可增强浇注料的抗氧化性能。
为了解决上述问题，本发明提供一种高炉出铁沟浇注料，包括以下质量百分比的组分：
板状刚玉58%~70%、碳化硅15%~24%、α氧化铝微粉4%-7%、钛白粉1%~5%、焦炭粉0.5%~4%、防爆纤维0.01%~0.1%、金属铝粉0.05%~0.3%、金属硅粉0.5%~4%、金属钛粉0~3%、结合剂0.5%~4%、减水剂0.1%~0.8%；且金属钛粉不为0%。
优选地，高炉出铁沟浇注料包括以下质量百分比的组分：
板状刚玉62.5%~66.6%、碳化硅18%~21%、α氧化铝微粉6%、钛白粉2%~3%、焦炭粉1%~3%、防爆纤维0.05%~0.08%、金属铝粉0.1%~0.2%、金属硅粉1%~3%、金属钛粉0~2%、结合剂1%~3%、减水剂0.2%~0.5%；且金属钛粉不为0%。
优选地，高炉出铁沟浇注料包括以下质量百分比的组分：
板状刚玉63%~65%、碳化硅20%、α氧化铝微粉6%、钛白粉2.5%、焦炭粉2.5%、防爆纤维0.08%、金属铝粉0.15%、金属硅粉1.5%~2.5%、金属钛粉0.5%~1.5%、结合剂2%、减水剂0.2%。
优选地，所述焦炭粉、所述金属铝粉、所述金属硅粉、所述金属钛粉的质量比为1:0.04-0.08：0.6-1:0.2-0.6。
优选地，所述板状刚玉包括粒度为＜15mm且≥8mm的颗粒、粒度为＜8mm且≥5mm的颗粒、粒度为＜5mm且≥3mm的颗粒、粒度为＜3 mm且≥1mm的颗粒、粒度为＜1mm且≥0mm的细粉和粒度为200目的细粉；粒度为＜15mm且≥8mm的颗粒、粒度为＜8mm且≥5mm的颗粒、粒度为＜5mm且≥3mm的颗粒、粒度为＜3 mm且≥1mm的颗粒、粒度为＜1mm且≥0mm的细粉、粒度为200目的细粉的质量比为8-12:12-18:8-12:15-20:3-8:3-8。
优选地，所述碳化硅包括粒度为＜3 mm且≥1mm的颗粒、粒度为＜1mm且≥0mm的细粉和粒度为200目的细粉；粒度为＜3 mm且≥1mm的颗粒、粒度为＜1mm且≥0mm的细粉和粒度为200目的细粉的质量比为3-8:3-8:8-12。
优选地，所述α氧化铝微粉的粒度≤1μm；
所述钛白粉的粒度≤1μm；
所述焦炭粉的粒度为320目；
所述金属铝粉的粒度为200目；
所述金属硅粉的粒度为200目；
所述金属钛粉的粒度为200目。
优选地，所述结合剂为水泥；
所述减水剂为六偏磷酸钠。
优选地，所述板状刚玉中，Al2O3≥99.5wt%、Fe2O3≤0.05wt%，所述板状刚玉的颗粒体积密度≥3.5g/cm3。
优选地，所述碳化硅为97碳化硅；所述水泥为80水泥；所述金属硅粉为98金属硅粉。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明的高炉出铁沟浇注料，主要成分是氧化铝，浇注料中，板状刚玉、α氧化铝微粉均为氧化铝的主要来源；α氧化铝微粉、钛白粉均可提高出铁沟浇注料的流动性，从而提高其施工性能；α氧化铝微粉还可提高出铁沟浇注料的黏性，使材料附着率升高，提高材料的结合强度；钛白粉主要成分为二氧化钛，二氧化钛属于高熔点氧化物，在高温下可与氧化铝反应生成钛酸铝，钛酸铝具有与铁液和熔渣不浸润的特性；为了提高出铁沟浇注料的抵抗铁水和铁渣侵蚀的能力，加入了焦炭粉，焦炭粉中的碳不易被铁水和熔渣润湿、热膨胀系数小、热导率高，可提高材料的热震稳定性和抗渣侵蚀性能；金属硅粉作为还原剂，可优先于焦炭粉中的碳与氧气发生反应，从而防止因碳与空气反应而使材料强度降低；由于加入焦炭粉后，浇注时需要在浇注料中加入较多的水，为加快水蒸气的排出，加入了铝粉，铝粉与浇注料中的水反应，消耗一部分水，生成氢气，同时，反应生成的氢气将在浇注料内部形成气孔通道，另一部分水蒸气会沿着这些气孔通道排出。
本发明的高炉出铁沟浇注料，进一步加入了金属钛粉，焦炭粉、金属铝粉、金属硅粉、金属钛粉在高温下可发生反应，原位生成Ti3AlC2/Ti5Si3，即铝碳化钛/硅化钛复合材料，铝碳化钛/硅化钛复合材料是一种具有抗热震性和优良的高温强度性能、高温抗氧化性能的材料，兼具陶瓷和金属的诸多优异性能，高温下，由于新相Ti3AlC2/Ti5Si3的生成，填充了水蒸气排出时在浇注料中产生的气孔，使工作情况下浇注料的致密性提高，从而提高了出铁沟浇注料的高温强度性能；并且，金属硅粉作为还原剂，在保护碳不被氧化时，金属硅粉与氧气反应，生成二氧化硅，由于其自身被氧化，也会对材料的强度造成一些影响，而随着温度的升高，新相Ti3AlC2/Ti5Si3生成填充了浇注料中的气孔，从而减少或防止了含氧气体进入，从而减少或避免了内部的碳、硅被氧化，提高了浇注料的抗氧化性能和高温强度。
本发明的高炉出铁沟浇注料，主要原料是板状刚玉，板状刚玉纯度高，成本高，用于高端需求的高炉出铁沟浇注料，由于板状刚玉纯度高，该产品适用于冶炼温度高、冲击强度大的大型高炉；和冶炼铁矿石品质不好，对耐火材料纯度要求更高的大型高炉出铁沟。
本发明的高炉出铁沟浇注料，采用钛白粉替代出铁沟浇注料中常规使用的硅微粉，以提高浇注料的流动性，提高其减水效果，该浇注料不含有硅微粉，属于超低二氧化硅或者无二氧化硅浇注料，可防止二氧化硅与二氧化钙、氧化铝生成长石、硅酸铁等低熔点物质，影响浇注料高温强度。
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。
本发明实施例提供一种高炉出铁沟浇注料，包括以下质量百分比的组分：
板状刚玉58%~70%、碳化硅15%~24%、α氧化铝微粉4%-7%、钛白粉1%~5%、焦炭粉0.5%~4%、防爆纤维0.01%~0.1%、金属铝粉0.05%~0.3%、金属硅粉0.5%~4%、金属钛粉0~3%、结合剂0.5%~4%、减水剂0.1%~0.8%；且金属钛粉不为0%。
本发明实施例的高炉出铁沟浇注料，主要成分是氧化铝，浇注料中，板状刚玉、α氧化铝微粉均为氧化铝的主要来源；α氧化铝微粉可提高出铁沟浇注料的流动性，从而提高其施工性能；α氧化铝微粉还可提高出铁沟浇注料的黏性，使材料附着率升高，提高材料的结合强度；钛白粉主要成分为二氧化钛，二氧化钛属于高熔点氧化物，在高温下可与氧化铝反应生成钛酸铝，钛酸铝具有与铁液和熔渣不浸润的特性；为了提高出铁沟浇注料的抵抗铁水和铁渣侵蚀的能力，加入了焦炭粉，焦炭粉中的碳不易被铁水和熔渣润湿、热膨胀系数小、热导率高，可提高材料的热震稳定性和抗渣侵蚀性能；金属硅粉作为还原剂，可优先于焦炭粉中的碳与氧气发生反应，从而防止因碳与空气反应而使材料强度降低；由于加入焦炭粉后，浇注时需要在浇注料中加入较多的水，为加快水蒸气的排出，加入了铝粉，铝粉与浇注料中的水反应，消耗一部分水，生成氢气，同时，反应生成的氢气将在浇注料内部形成气孔通道，另一部分水蒸气会沿着这些气孔通道排出。
由于浇注料中水蒸气快速排出，会在浇注料中形成气孔通道，使材料的高温强度性能显著下降，本发明实施例的高炉出铁沟浇注料，进一步加入了金属钛粉，焦炭粉、金属铝粉、金属硅粉、金属钛粉在高温下可发生反应，原位生成Ti3AlC2/Ti5Si3，即铝碳化钛/硅化钛复合材料，铝碳化钛/硅化钛复合材料是一种具有抗热震性和优良的高温强度性能、高温抗氧化性能的材料，兼具陶瓷和金属的诸多优异性能，高温下，由于新相Ti3AlC2/Ti5Si3的生成，填充了水蒸气排出时在浇注料中产生的气孔，使工作情况下浇注料的致密性提高，从而提高了出铁沟浇注料的高温强度性能；并且，金属硅粉作为还原剂，在保护碳不被氧化时，金属硅粉与氧气反应，生成二氧化硅，由于其自身被氧化，也会对材料的强度造成一些影响，而随着温度的升高，新相Ti3AlC2/Ti5Si3生成填充了浇注料中的气孔，从而减少或防止了含氧气体进入，从而减少或避免了内部的碳、硅被氧化，提高了浇注料的抗氧化性能和高温强度。
在一些实施方式中，优选地，高炉出铁沟浇注料包括以下质量百分比的组分：
板状刚玉62.5%~66.6%、碳化硅18%~21%、α氧化铝微粉6%、钛白粉2%~3%、焦炭粉1%~3%、防爆纤维0.05%~0.08%、金属铝粉0.1%~0.2%、金属硅粉1%~3%、金属钛粉0~2%、结合剂1%~3%、减水剂0.2%~0.5%；且金属钛粉不为0%。
在该质量百分比的含量下，高炉出铁沟浇注料的高温强度性能、抗热震性能、抗氧化性能等综合性能更好。
进一步优选地，高炉出铁沟浇注料包括以下质量百分比的组分：
板状刚玉63%~65%、碳化硅20%、α氧化铝微粉6%、钛白粉2.5%、焦炭粉2.5%、防爆纤维0.08%、金属铝粉0.15%、金属硅粉1.5%~2.5%、金属钛粉0.5%~1.5%、结合剂2%、减水剂0.2%。
焦炭粉可提高出铁沟浇注料的抵抗铁水和铁渣侵蚀的能力，金属铝粉需要与施工时浇注料中的水反应以便快速排出水，金属硅粉用于保护焦炭粉中的碳不被氧化，因此，加入的焦炭粉、金属铝粉、金属硅粉中需要有适当比例的原料与金属钛粉反应生成Ti3AlC2/Ti5Si3，并且留存足量的组分以保证上述各组分在浇注料中作用的发挥，优选地，所述焦炭粉、所述金属铝粉、所述金属硅粉、所述金属钛粉的质量比为1:0.04-0.08：0.6-1:0.2-0.6。在该质量比范围内，浇注料既可生成适量的Ti3AlC2/Ti5Si3，同时保证了焦炭粉、金属铝粉、金属硅粉本身作用更好的发挥，获得的出铁沟浇注料具有更好的综合性能。
在一些实施方式中，所述板状刚玉包括粒度为＜15mm且≥8mm的颗粒、粒度为＜8mm且≥5mm的颗粒、粒度为＜5mm且≥3mm的颗粒、粒度为＜3 mm且≥1mm的颗粒、粒度为＜1mm且≥0mm的细粉和粒度为200目的细粉；粒度为＜15mm且≥8mm的颗粒、粒度为＜8mm且≥5mm的颗粒、粒度为＜5mm且≥3mm的颗粒、粒度为＜3 mm且≥1mm的颗粒、粒度为＜1mm且≥0mm的细粉、粒度为200目的细粉的质量比为8-12:12-18:8-12:15-20:3-8:3-8。采用该粒度级配时，该出铁沟浇注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，所述碳化硅包括粒度为＜3 mm且≥1mm的颗粒、粒度为＜1mm且≥0mm的细粉和粒度为200目的细粉；粒度为＜3 mm且≥1mm的颗粒、粒度为＜1mm且≥0mm的细粉和粒度为200目的细粉的质量比为3-8:3-8:8-12。
在一些实施方式中，所述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出铁沟浇注料的流动性，提高其施工性能。
在一些实施方式中，所述钛白粉的粒度≤1μm。
在一些实施方式中，所述焦炭粉的粒度为320目。
在一些实施方式中，所述金属铝粉的粒度为200目。
在一些实施方式中，所述金属硅粉的粒度为200目。
在一些实施方式中，所述金属钛粉的粒度为200目。
在一些实施方式中，所述结合剂为水泥。
在一些实施方式中，所述减水剂为六偏磷酸钠。
在一些实施方式中，所述板状刚玉中，Al2O3≥99.5wt%、Fe2O3≤0.05wt%，所述板状刚玉的颗粒体积密度≥3.5g/cm3。
在一些实施方式中，所述碳化硅为97碳化硅；所述水泥为80水泥；所述金属硅粉为98金属硅粉。
实施例1
本实施例的高炉出铁沟浇注料包括以下质量百分比的组分：
粒度为＜15mm且≥8mm的板状刚玉颗粒10%、粒度为＜8mm且≥5mm的板状刚玉颗粒15%、粒度为＜5mm且≥3mm的板状刚玉颗粒10%、粒度为＜3 mm且≥1mm的板状刚玉颗粒19%、粒度为＜1mm且≥0mm的板状刚玉细粉5%、粒度为200目的板状刚玉细粉5.07%、粒度为＜3mm且≥1mm的碳化硅颗粒5%、粒度为＜1mm且≥0mm的碳化硅细粉5%、粒度为200目的碳化硅细粉10%、粒度≤1μm的α氧化铝微粉6%、粒度≤1μm的钛白粉2.5%、粒度为320目的焦炭粉2.5%、防爆纤维0.08%、粒度为200目的金属铝粉0.15%、粒度为200目的金属硅粉2%、粒度为200目的金属钛粉0.5%、80水泥2%、六偏磷酸钠0.2%。
实施例2
本实施例的高炉出铁沟浇注料包括以下质量百分比的组分：
粒度为＜15mm且≥8mm的板状刚玉颗粒10%、粒度为＜8mm且≥5mm的板状刚玉颗粒15%、粒度为＜5mm且≥3mm的板状刚玉颗粒10%、粒度为＜3 mm且≥1mm的板状刚玉颗粒19%、粒度为＜1mm且≥0mm的板状刚玉细粉5%、粒度为200目的板状刚玉细粉4.57%、粒度为＜3mm且≥1mm的碳化硅颗粒5%、粒度为＜1mm且≥0mm的碳化硅细粉5%、粒度为200目的碳化硅细粉10%、粒度≤1μm的α氧化铝微粉6%、粒度≤1μm的钛白粉2.5%、粒度为320目的焦炭粉2.5%、防爆纤维0.08%、粒度为200目的金属铝粉0.15%、粒度为200目的金属硅粉2.5%、粒度为200目的金属钛粉0.5%、80水泥2%、六偏磷酸钠0.2%。
实施例3
本实施例的高炉出铁沟浇注料包括以下质量百分比的组分：
粒度为＜15mm且≥8mm的板状刚玉颗粒10%、粒度为＜8mm且≥5mm的板状刚玉颗粒15%、粒度为＜5mm且≥3mm的板状刚玉颗粒10%、粒度为＜3 mm且≥1mm的板状刚玉颗粒19%、粒度为＜1mm且≥0mm的板状刚玉细粉5%、粒度为200目的板状刚玉细粉5.57%、粒度为＜3mm且≥1mm的碳化硅颗粒5%、粒度为＜1mm且≥0mm的碳化硅细粉5%、粒度为200目的碳化硅细粉10%、粒度≤1μm的α氧化铝微粉6%、粒度≤1μm的钛白粉2.5%、粒度为320目的焦炭粉2.5%、防爆纤维0.08%、粒度为200目的金属铝粉0.15%、粒度为200目的金属硅粉1.5%、粒度为200目的金属钛粉0.5%、80水泥2%、六偏磷酸钠0.2%。
实施例4
本实施例的高炉出铁沟浇注料包括以下质量百分比的组分：
粒度为＜15mm且≥8mm的板状刚玉颗粒10%、粒度为＜8mm且≥5mm的板状刚玉颗粒15%、粒度为＜5mm且≥3mm的板状刚玉颗粒10%、粒度为＜3 mm且≥1mm的板状刚玉颗粒19%、粒度为＜1mm且≥0mm的板状刚玉细粉5%、粒度为200目的板状刚玉细粉4.57%、粒度为＜3mm且≥1mm的碳化硅颗粒5%、粒度为＜1mm且≥0mm的碳化硅细粉5%、粒度为200目的碳化硅细粉10%、粒度≤1μm的α氧化铝微粉6%、粒度≤1μm的钛白粉2.5%、粒度为320目的焦炭粉2.5%、防爆纤维0.08%、粒度为200目的金属铝粉0.15%、粒度为200目的金属硅粉2%、粒度为200目的金属钛粉1%、80水泥2%、六偏磷酸钠0.2%。
实施例5
本实施例的高炉出铁沟浇注料包括以下质量百分比的组分：
粒度为＜15mm且≥8mm的板状刚玉颗粒10%、粒度为＜8mm且≥5mm的板状刚玉颗粒15%、粒度为＜5mm且≥3mm的板状刚玉颗粒10%、粒度为＜3 mm且≥1mm的板状刚玉颗粒19%、粒度为＜1mm且≥0mm的板状刚玉细粉4.5%、粒度为200目的板状刚玉细粉4.57%、粒度为＜3mm且≥1mm的碳化硅颗粒5.5%、粒度为＜1mm且≥0mm的碳化硅细粉5%、粒度为200目的碳化硅细粉9.5%、粒度≤1μm的α氧化铝微粉6%、粒度≤1μm的钛白粉2.5%、粒度为320目的焦炭粉2.5%、防爆纤维0.08%、粒度为200目的金属铝粉0.15%、粒度为200目的金属硅粉2%、粒度为200目的金属钛粉1.5%、80水泥2%、六偏磷酸钠0.2%。
实施例6
本实施例的高炉出铁沟浇注料包括以下质量百分比的组分：
粒度为＜15mm且≥8mm的板状刚玉颗粒10%、粒度为＜8mm且≥5mm的板状刚玉颗粒15%、粒度为＜5mm且≥3mm的板状刚玉颗粒10%、粒度为＜3 mm且≥1mm的板状刚玉颗粒19%、粒度为＜1mm且≥0mm的板状刚玉细粉5%、粒度为200目的板状刚玉细粉3.5%、粒度为＜3 mm且≥1mm的碳化硅颗粒5%、粒度为＜1mm且≥0mm的碳化硅细粉5%、粒度为200目的碳化硅细粉10.05%、粒度≤1μm的α氧化铝微粉6%、粒度≤1μm的钛白粉3%、粒度为320目的焦炭粉3%、防爆纤维0.05%、粒度为200目的金属铝粉0.2%、粒度为200目的金属硅粉3%、粒度为200目的金属钛粉1%、80水泥1%、六偏磷酸钠0.2%。
实施例7
本实施例的高炉出铁沟浇注料包括以下质量百分比的组分：
粒度为＜15mm且≥8mm的板状刚玉颗粒10%、粒度为＜8mm且≥5mm的板状刚玉颗粒15%、粒度为＜5mm且≥3mm的板状刚玉颗粒10%、粒度为＜3 mm且≥1mm的板状刚玉颗粒19%、粒度为＜1mm且≥0mm的板状刚玉细粉5%、粒度为200目的板状刚玉细粉7.6%、粒度为＜3 mm且≥1mm的碳化硅颗粒5%、粒度为＜1mm且≥0mm的碳化硅细粉5%、粒度为200目的碳化硅细粉8.45%、粒度≤1μm的α氧化铝微粉6%、粒度≤1μm的钛白粉2%、粒度为320目的焦炭粉1.5%、防爆纤维0.05%、粒度为200目的金属铝粉0.1%、粒度为200目的金属硅粉1%、粒度为200目的金属钛粉0.8%、80水泥3%、六偏磷酸钠0.5%。
实施例8
本实施例的高炉出铁沟浇注料包括以下质量百分比的组分：
粒度为＜15mm且≥8mm的板状刚玉颗粒9%、粒度为＜8mm且≥5mm的板状刚玉颗粒14%、粒度为＜5mm且≥3mm的板状刚玉颗粒9%、粒度为＜3 mm且≥1mm的板状刚玉颗粒18%、粒度为＜1mm且≥0mm的板状刚玉细粉4%、粒度为200目的板状刚玉细粉4%、粒度为＜3 mm且≥1mm的碳化硅颗粒6%、粒度为＜1mm且≥0mm的碳化硅细粉6%、粒度为200目的碳化硅细粉11%、粒度≤1μm的α氧化铝微粉4%、粒度≤1μm的钛白粉5%、粒度为320目的焦炭粉4%、防爆纤维0.1%、粒度为200目的金属铝粉0.3%、粒度为200目的金属硅粉4%、粒度为200目的金属钛粉1%、80水泥0.5%、六偏磷酸钠0.1%。
实施例9
本实施例的高炉出铁沟浇注料包括以下质量百分比的组分：
粒度为＜15mm且≥8mm的板状刚玉颗粒11%、粒度为＜8mm且≥5mm的板状刚玉颗粒16%、粒度为＜5mm且≥3mm的板状刚玉颗粒11%、粒度为＜3 mm且≥1mm的板状刚玉颗粒19%、粒度为＜1mm且≥0mm的板状刚玉细粉5%、粒度为200目的板状刚玉细粉6.3%、粒度为＜3 mm且≥1mm的碳化硅颗粒4%、粒度为＜1mm且≥0mm的碳化硅细粉3%、粒度为200目的碳化硅细粉8%、粒度≤1μm的α氧化铝微粉7%、粒度≤1μm的钛白粉1%、粒度为320目的焦炭粉0.5%、防爆纤维0.05%、粒度为200目的金属铝粉0.05%、粒度为200目的金属硅粉0.5%、粒度为200目的金属钛粉3%、80水泥4%、六偏磷酸钠0.6%。
实施例10
本实施例的高炉出铁沟浇注料，与实施例4相比，区别为：焦炭粉2.5%、金属铝粉0.1%、金属硅粉2.25%、金属钛粉0.8%，即焦炭粉、金属铝粉、金属硅粉、金属钛粉的总的质量百分比不变，四种组分的质量比为1:0.04:0.9:0.32。
实施例11
本实施例的高炉出铁沟浇注料，与实施例4相比，区别为：焦炭粉2.4%、金属铝粉0.19%、金属硅粉1.66%、金属钛粉1.4%，即焦炭粉、金属铝粉、金属硅粉、金属钛粉的总的质量百分比不变，四种组分的质量比为1:0.08:0.69:0.58。
实施例12
本实施例的高炉出铁沟浇注料，与实施例4相比，区别为：焦炭粉2.12%、金属铝粉0.13%、金属硅粉1.7%、金属钛粉1.7%，即焦炭粉、金属铝粉、金属硅粉、金属钛粉的总的质量百分比不变，四种组分的质量比为1:0.06:0.8:0.8。
实施例13
本实施例的高炉出铁沟浇注料，与实施例4相比，区别为：焦炭粉2.12%、金属铝粉0.13%、金属硅粉2.55%、金属钛粉0.85%，即焦炭粉、金属铝粉、金属硅粉、金属钛粉的总的质量百分比不变，四种组分的质量比为1:0.06:1.2:0.4。
实施例14
本实施例的高炉出铁沟浇注料，与实施例4相比，区别为：焦炭粉2.46%、金属铝粉0.25%、金属硅粉1.96%、金属钛粉0.98%，即焦炭粉、金属铝粉、金属硅粉、金属钛粉的总的质量百分比不变，四种组分的质量比为1:0.1:0.8:0.4。
实施例15
本实施例的高炉出铁沟浇注料，与实施例4相比，区别为：焦炭粉3.47%、金属铝粉0.1%、金属硅粉1.74%、金属钛粉0.34%，即焦炭粉、金属铝粉、金属硅粉、金属钛粉的总的质量百分比不变，四种组分的质量比为1:0.03:0.5:0.1。
对比例1
本对比例的高炉出铁沟浇注料包括以下质量百分比的组分：
粒度为＜15mm且≥8mm的板状刚玉颗粒10%、粒度为＜8mm且≥5mm的板状刚玉颗粒15%、粒度为＜5mm且≥3mm的板状刚玉颗粒10%、粒度为＜3 mm且≥1mm的板状刚玉颗粒19%、粒度为＜1mm且≥0mm的板状刚玉细粉5%、粒度为200目的板状刚玉细粉5.62%、粒度为＜3mm且≥1mm的碳化硅颗粒5%、粒度为＜1mm且≥0mm的碳化硅细粉5%、粒度为200目的碳化硅细粉10%、粒度≤1μm的α氧化铝微粉6%、粒度≤1μm的钛白粉2.5%、粒度为320目的焦炭粉2.5%、防爆纤维0.08%、粒度为200目的金属铝粉0.1%、粒度为200目的金属硅粉2%、80水泥2%、六偏磷酸钠0.2%。
对比例2
本对比例的高炉出铁沟浇注料包括以下质量百分比的组分：
粒度为＜15mm且≥8mm的板状刚玉颗粒10%、粒度为＜8mm且≥5mm的板状刚玉颗粒15%、粒度为＜5mm且≥3mm的板状刚玉颗粒10%、粒度为＜3 mm且≥1mm的板状刚玉颗粒19%、粒度为＜1mm且≥0mm的板状刚玉细粉5%、粒度为200目的板状刚玉细粉5.57%、粒度为＜3mm且≥1mm的碳化硅颗粒5%、粒度为＜1mm且≥0mm的碳化硅细粉5%、粒度为200目的碳化硅细粉10%、粒度≤1μm的α氧化铝微粉6%、粒度≤1μm的钛白粉2.5%、粒度为320目的焦炭粉2.5%、防爆纤维0.08%、粒度为200目的金属铝粉0.15%、粒度为200目的金属硅粉2%、80水泥2%、六偏磷酸钠0.2%。
对比例3
本对比例的高炉出铁沟浇注料包括以下质量百分比的组分：
粒度为＜15mm且≥8mm的板状刚玉颗粒10%、粒度为＜8mm且≥5mm的板状刚玉颗粒15%、粒度为＜5mm且≥3mm的板状刚玉颗粒10%、粒度为＜3 mm且≥1mm的板状刚玉颗粒19%、粒度为＜1mm且≥0mm的板状刚玉细粉5%、粒度为200目的板状刚玉细粉5.52%、粒度为＜3mm且≥1mm的碳化硅颗粒5%、粒度为＜1mm且≥0mm的碳化硅细粉5%、粒度为200目的碳化硅细粉10%、粒度≤1μm的α氧化铝微粉6%、粒度≤1μm的钛白粉2.5%、粒度为320目的焦炭粉2.5%、防爆纤维0.08%、粒度为200目的金属铝粉0.2%、粒度为200目的金属硅粉2%、80水泥2%、六偏磷酸钠0.2%。
对比例4
本对比例的高炉出铁沟浇注料包括以下质量百分比的组分：
粒度为＜15mm且≥8mm的板状刚玉颗粒10%、粒度为＜8mm且≥5mm的板状刚玉颗粒15%、粒度为＜5mm且≥3mm的板状刚玉颗粒10%、粒度为＜3 mm且≥1mm的板状刚玉颗粒19%、粒度为＜1mm且≥0mm的板状刚玉细粉5%、粒度为200目的板状刚玉细粉7.07%、粒度为＜3mm且≥1mm的碳化硅颗粒5%、粒度为＜1mm且≥0mm的碳化硅细粉5%、粒度为200目的碳化硅细粉10%、粒度≤1μm的α氧化铝微粉6%、粒度≤1μm的钛白粉2.5%、粒度为320目的焦炭粉2.5%、防爆纤维0.08%、粒度为200目的金属铝粉0.15%、粒度为200目的金属钛粉0.5%、80水泥2%、六偏磷酸钠0.2%。
按上述各实施例及对比例的比例，配置好混合物先搅拌2分钟，加入10%的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。测试结果如下表1所示。
由表1的数据可以看出，对比例1、2、3中，均未加入金属钛粉，并且金属铝粉的含量逐渐增加，而随着金属铝粉含量的增加，出铁沟浇注料的高温性能逐渐下降，而本发明各实施例中均加入了金属钛粉，随着金属钛粉的加入，由于生成了新相Ti3AlC2/Ti5Si3，填充了水蒸气排出时在浇注料中产生的气孔，使工作情况下浇注料的致密性提高，提高了出铁沟浇注料的高温强度性能。
本发明各实施例中，实施例1-7相比于实施例8、9为优选的实施方式，在实施例1-7的配方范围内，出铁沟浇注料的高温性能更好。其中，实施例1-5为更优选的实施方式，在实施例1-5的配方范围内，出铁沟浇注料的高温性能更好，优于实施例6、7。实施例4为最优的实施方式，出铁沟浇注料的高温性能最好。
本发明各实施例中，实施例4、10-15相比，区别为焦炭粉、金属铝粉、金属硅粉、金属钛粉质量比不同。其中，实施例12中金属钛粉比例过高，焦炭粉、金属铝粉、金属硅粉参与反应生成Ti3AlC2/Ti5Si3的量过多，使浇注料的抗渣侵蚀性、抗氧化性等高温性能有所降低；实施例13中金属硅粉比例过多，实施例14中金属铝粉比例过多，实施例15中焦炭粉比例过多，实施例4、10、11的浇注料的高温性能优于实施例12、13、14、15，表明四种组分中各组分比例适宜，可使浇注料具有更好的高温性能。
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 (10)
1.一种高炉出铁沟浇注料，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：
板状刚玉58%~70%、碳化硅15%~24%、α氧化铝微粉4%-7%、钛白粉1%~5%、焦炭粉0.5%~4%、防爆纤维0.01%~0.1%、金属铝粉0.05%~0.3%、金属硅粉0.5%~4%、金属钛粉0~3%、结合剂0.5%~4%、减水剂0.1%~0.8%；且金属钛粉不为0%。
2.根据权利要求1所述的高炉出铁沟浇注料，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：
板状刚玉62.5%~66.6%、碳化硅18%~21%、α氧化铝微粉6%、钛白粉2%~3%、焦炭粉1%~3%、防爆纤维0.05%~0.08%、金属铝粉0.1%~0.2%、金属硅粉1%~3%、金属钛粉0~2%、结合剂1%~3%、减水剂0.2%~0.5%；且金属钛粉不为0%。
3.根据权利要求2所述的高炉出铁沟浇注料，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：
板状刚玉63%~65%、碳化硅20%、α氧化铝微粉6%、钛白粉2.5%、焦炭粉2.5%、防爆纤维0.08%、金属铝粉0.15%、金属硅粉1.5%~2.5%、金属钛粉0.5%~1.5%、结合剂2%、减水剂0.2%。
4.根据权利要求1所述的高炉出铁沟浇注料，其特征在于：
所述焦炭粉、所述金属铝粉、所述金属硅粉、所述金属钛粉的质量比为1:0.04-0.08:0.6-1:0.2-0.6。
5.根据权利要求1所述的高炉出铁沟浇注料，其特征在于：
所述板状刚玉包括粒度为＜15mm且≥8mm的颗粒、粒度为＜8mm且≥5mm的颗粒、粒度为＜5mm且≥3mm的颗粒、粒度为＜3 mm且≥1mm的颗粒、粒度为＜1mm且≥0mm的细粉和粒度为200目的细粉；粒度为＜15mm且≥8mm的颗粒、粒度为＜8mm且≥5mm的颗粒、粒度为＜5mm且≥3mm的颗粒、粒度为＜3 mm且≥1mm的颗粒、粒度为＜1mm且≥0mm的细粉、粒度为200目的细粉的质量比为8-12:12-18:8-12:15-20:3-8:3-8。
6.根据权利要求1所述的高炉出铁沟浇注料，其特征在于：
所述碳化硅包括粒度为＜3 mm且≥1mm的颗粒、粒度为＜1mm且≥0mm的细粉和粒度为200目的细粉；粒度为＜3 mm且≥1mm的颗粒、粒度为＜1mm且≥0mm的细粉和粒度为200目的细粉的质量比为3-8:3-8:8-12。
7.根据权利要求1所述的高炉出铁沟浇注料，其特征在于：
所述α氧化铝微粉的粒度≤1μm；
所述钛白粉的粒度≤1μm；
所述焦炭粉的粒度为320目；
所述金属铝粉的粒度为200目；
所述金属硅粉的粒度为200目；
所述金属钛粉的粒度为200目。
8.根据权利要求1所述的高炉出铁沟浇注料，其特征在于：
所述结合剂为水泥；
所述减水剂为六偏磷酸钠。
9.根据权利要求1所述的高炉出铁沟浇注料，其特征在于：
所述板状刚玉中，Al2O3≥99.5wt%、Fe2O3≤0.05wt%，所述板状刚玉的颗粒体积密度≥3.5g/cm3。
10.根据权利要求8所述的高炉出铁沟浇注料，其特征在于：
所述碳化硅为97碳化硅；所述水泥为80水泥；所述金属硅粉为98金属硅粉。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |