專利名稱：：一種高爐主鐵溝渣線用Al₂O₃-SiC-C澆注料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及大型煉鐵高爐主出鐵溝渣線以上部位使用的一種澆注料，屬于耐火材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：近年來，隨著高爐向大型化、自動化、高效、高壽命方向發(fā)展，并采用高風(fēng)溫、高壓爐頂、富氧、噴煤等新技術(shù)強化冶煉，因此，鐵溝的工作條件日益苛刻，同時通鐵量增加，通鐵時間增長對出鐵溝提出了新的要求。目前，一般大中型高爐采用貯鐵式主鐵溝，利于渣鐵分離，同時也有利于提高溝底澆注料的使用壽命，主溝內(nèi)存在明顯的鐵線及渣線。工業(yè)上大、中型鐵溝一般釆用現(xiàn)場澆注剛玉-碳化硅-碳耐火材料構(gòu)建工作層，通常情況下對鐵線、渣線等不同的使用部位采用同一種材料，但是各部位侵蝕破壞機理不同，主鐵溝鐵線以下部位耐火材料損毀的主要因素是鐵水沖刷、侵蝕，而鐵線以上的渣線區(qū)域耐火材料損毀因素主要是渣液侵蝕、氧化、沖刷等等，由于渣液中含有大量的S、Si、P、Ca、Mg等元素，對澆注料化學(xué)侵蝕破壞極大，使渣線區(qū)域耐火材料的使用壽命明顯低于其它部位材料的使用壽命，造成主溝各部位的使用壽命不同步，影響主溝整體使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明正是為了克服上述問題，提供一種抗侵蝕性強、耐沖刷、抗氧化性好的渣線專用Al203-SiC-C澆注料，延長主溝渣線耐火材料的使用時間，延長主溝的使用壽命，滿足煉鐵工藝的要求。本發(fā)明的Al203-SiC-C澆注料包括骨料、基質(zhì)、結(jié)合劑、抗氧化劑和外加劑，采用大結(jié)晶碳化硅與剛玉顆粒復(fù)合作為骨料，以剛玉細(xì)粉、a-Al203粉、碳化硅粉、硅微粉、球狀瀝青、鱗片石墨作為基質(zhì)，以純鋁酸鈣水泥為結(jié)合劑，加入抗氧化劑，并添加減水劑、防爆劑等外加劑。將各種原料混合均勻后，加水?dāng)嚢?，澆注成型，養(yǎng)護，干燥即可制得，可快速烘烤。本發(fā)明中，如無特殊說明，重量百分含量均以除外加劑以外的其它各組分的總重量為基準(zhǔn)。本發(fā)明的澆注料中，各組分的重量百分含量為骨料6075%，其中剛玉顆粒1850%、碳化硅顆粒2550%;基質(zhì)2030%，其中碳化硅粉1015%，球狀瀝青和鱗片石墨合計為315%,剛玉細(xì)粉、a-Al203粉和硅微粉合計為1015%;結(jié)合劑15%;抗氧化劑15%;以上各組分重量之和為100%;外加劑的加入量為0.1~0.5%。本發(fā)明的澆注料釆用大結(jié)晶碳化硅為主骨料，碳化硅的臨界尺寸達到了8mm。碳化硅骨料中SiC》98wt%，體密》3.15g/cm3。以前受冶煉工藝限制，大顆粒碳化硅內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松，主要為假性顆粒，碳化硅的氣孔率、體積密度都遠遠低于理論值，所以大顆粒碳化硅無法應(yīng)用到耐火材料體系中，其顆粒臨界尺寸一般僅為3mm。隨著冶煉工藝的進步，尤其是大功率長時間的冶煉和保溫培育的特殊工藝，生產(chǎn)出的碳化硅結(jié)晶發(fā)育完全、晶體寬大、結(jié)構(gòu)致密、化學(xué)純度高。添加的大結(jié)晶致密的碳化硅大顆粒在提高材料的抗侵蝕性能的同時，還保證材料具有足夠的強度，不降低材料的抗沖刷性能。本發(fā)明中使用的大結(jié)晶碳化硅顆粒采用六級配比，85mm:53mm:3lmm:10mm:325目《5U超細(xì)粉二1.41.6:Ll1.3:1:1:1:1.21.4,各級別顆粒的重量百分含量均為5-15%。渣線附近區(qū)域，在出鐵過程中，渣液面升高，溫度達到150(TC，出鐵結(jié)束后，液面下降，溫度又降至800°C，所以渣線區(qū)域溫度波動比較大，要求材料在具有抗侵蝕性、耐沖刷等特性外，要有良好的熱震穩(wěn)定性。在本發(fā)明中，碳化硅以各種粒度形式加入，保證碳化硅均勻分散到材料中，由于碳化硅具有良好的導(dǎo)熱性能，所以碳化硅制品具有良好的熱震穩(wěn)定性，隨碳化硅量的增加，材料的熱震穩(wěn)定性越好，抗侵蝕性能大大提高。剛玉優(yōu)選電熔棕剛玉、電熔亞白剛玉或電熔致密剛玉中的一種或多種。電熔致密剛玉中Al203>99.5wt%，電熔亞白剛玉中Al203》97.5wt%，電熔棕剛玉》95wt。/。。剛玉顆粒的粒度構(gòu)成為85mm、53mm、3lmm、10mm、325目，其各級別顆粒重量百分含量分別為520%、515%、510Q/o、310%、05%。本發(fā)明的抗氧化劑優(yōu)選金屬硅粉與金屬鋁粉的混合物，硅粉和鋁粉的重量比優(yōu)選為2.53:1。抗氧化劑在80(TC以上溫度優(yōu)先與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，生成致密的二氧化硅和三氧化二鋁膜，阻止碳化硅進一步氧化，從而提高了材料的抗氧化性。本發(fā)明的防爆劑優(yōu)選為金屬鋁粉和有機纖維復(fù)合使用，其重量比優(yōu)選為h1。由于金屬鋁粉活性比較高，在常溫下與澆注料中的自由水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)放出氫氣，此反應(yīng)為放熱過程，放出的氫氣使?jié)沧⒘暇哂形⑿〉呐艢饪祝節(jié)沧⒘显诳焖俸婵鞠?，水可以通過氣孔排出。有機纖維燃點約30(TC，燃燒后材料內(nèi)部會留下微小的氣孔通道，方便水氣的排放。復(fù)合防爆劑的添加使?jié)沧⒘霞缺ＷC快速烘烤不爆裂又不影響施工性能和使用性能。本發(fā)明的澆注料在增強了抗渣侵蝕能力、提高了材料的抗氧化性能的同時，不降低材料的高溫強度和抗沖刷性能。在使用過程中，證明渣線專用澆注料壽命明顯提高，能達到與其它部位的澆注料壽命同步。具體實施例方式表1列出了根據(jù)本發(fā)明所制得的3種澆注料，分別為實施例1-實施例3。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>按上述配比的混合物加適當(dāng)?shù)乃當(dāng)嚢韬鬂沧⒊尚?，然后?jīng)干燥、養(yǎng)護、燒成后測其性能，結(jié)果見表2。表2實施例l-5的理化性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1.一種大型高爐主溝渣線用Al2O3-SiC-C澆注料，包括骨料、基質(zhì)、結(jié)合劑、抗氧化劑和外加劑，其特征在于骨料包括剛玉顆粒和碳化硅顆粒，基質(zhì)包括球狀瀝青、鱗片石墨、碳化硅粉、剛玉細(xì)粉、a-Al2O3粉和硅微粉，結(jié)合劑為鋁酸鹽水泥，外加劑包括減水劑和防爆劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的澆注料，其特征在于，以除外加劑以外其它各組分的總重量為基準(zhǔn)，各組分的重量百分含量為骨料6075%，其中剛玉顆粒1850%、碳化硅顆粒2550%;基質(zhì)2030%，其中碳化硅粉105%，球狀瀝青和鱗片石墨合計為5%,剛玉細(xì)粉、a-Al203粉和硅微粉合計為1015%;結(jié)合劑15%;抗氧化劑15%;以上各組分重量之和為100%;外加劑的加入量為上述各組分總重量的0.1~0.5%。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的澆注料，其特征在于所述剛玉選自電熔致密剛玉、電熔亞白剛玉、電熔棕剛玉中的一種或多種。4.根據(jù)權(quán)利要求卜3所述的澆注料，其特征在于所述的電熔致密剛玉中Al203》99.5wt%，電熔亞白剛玉中Al203>97.5wt%，電熔棕剛玉中AJ203》95wt%。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的澆注料，其特征在于所述剛玉顆粒的粒度構(gòu)成為85mm、53mm、3lmm、10mm、325目，其各級別顆粒重量百分含量(基于除外加劑以外其它各組分的總重量)分別為520%、515%、510%、310%、05%。6.根據(jù)權(quán)利要求l-5所述的Al203-SiC-C澆注料，其特征在于所述的碳化硅骨料中SiC》98wt。/。，體密》3.15g/cm3。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的澆注料，其特征在于所述碳化硅顆粒的粒度構(gòu)成為85mm、53mm、3lmm、10mm、325目、《5u,其各級別顆粒重量百分含量(基于除外加劑以外其它各組分的總重量)均為515%。8.根據(jù)權(quán)利要求l-7所述的澆注料，其特征在于所述抗氧化劑為金屬硅粉與金屬鋁粉的混合物。9.一種如權(quán)利要求1-8所述的澆注料的制備方法，其特征在于將各種原料混合均勻后，加水?dāng)嚢?，澆注成型，養(yǎng)護，干燥，可快速烘烤。全文摘要本發(fā)明涉及一種大型高爐主鐵溝渣線用Al₂O₃-SiC-C澆注料及其制備方法，該澆注料包括骨料、基質(zhì)、結(jié)合劑、抗氧化劑和外加劑，骨料包括剛玉顆粒和碳化硅顆粒，基質(zhì)包括球狀瀝青、鱗片石墨、剛玉細(xì)粉、a-Al₂O₃超微粉、硅微粉、碳化硅超細(xì)粉，結(jié)合劑為鋁酸鹽水泥，抗氧化劑由金屬鋁粉和金屬硅粉復(fù)合而成，外加劑包括減水劑和防爆劑。通過將各種原料混合均勻后加水?dāng)嚢?，再澆注成型、養(yǎng)護、干燥而制得。該澆注料抗熔渣侵蝕及沖刷能力強，抗高溫性能、耐磨性能及熱震性好、重?zé)兓?，使用壽命長。文檔編號C04B35/66GK101591179SQ200810110798公開日2009年12月2日申請日期2008年5月30日優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日發(fā)明者任穎麗,馮運生,平李,王安杰,王林俊,王艷玲,陳超群,高長賀申請人:北京通達耐火技術(shù)股份有限公司