專(zhuān)利名稱(chēng)：鉛熔煉爐爐底用耐火澆注材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐火材料的技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，本發(fā)明涉及一種鉛熔煉爐爐底用耐火澆注材料。
背景技術(shù)：
耐火澆注料的出現(xiàn)是耐火材料發(fā)展史上的里程杯，耐火澆注材料不僅性能優(yōu)良，而且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低，尤其是在鋼包、轉(zhuǎn)爐、電爐等高溫設(shè)備上已經(jīng)取代了耐火磚的使用，顯著提高了設(shè)備的使用壽命。有色冶金的發(fā)展趨勢(shì)是不斷改進(jìn)新工藝和新技術(shù)，更新冶煉裝備，強(qiáng)化冶煉操作，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。特別是鉛熔煉爐，隨著大型化和高效化，對(duì)耐火材料的要求越來(lái)越高。鉛熔煉爐爐底過(guò)去一般采用耐火磚砌筑，由于鉛液密度為11. 3g/cm3，所用耐火磚的密度一般為2. 9 3. 2g/cm3,當(dāng)耐火磚在使用中發(fā)生損壞松動(dòng)時(shí),耐火磚就會(huì)漂浮到鉛液表面,造成··熔煉爐爐底漏鉛事故。這樣不僅不利于節(jié)能，增加檢修的頻率，而且因施工現(xiàn)場(chǎng)溫度很高使得人工勞動(dòng)強(qiáng)度增大，并且降低了設(shè)備的使用效率和壽命。剛玉-尖晶石質(zhì)耐火澆注料是耐火澆注料中最具發(fā)展?jié)摿Φ姆N類(lèi)之一，適用范圍最廣，其產(chǎn)品形式主要有鋼包包壁澆注料以及RH浸潰管澆注料等。但是由于鉛液的密度大，滲透能力強(qiáng)，再加上粘度小、高流動(dòng)性等影響，鉛液很容易沿耐火磚磚縫向縱深滲透，與耐火磚發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和產(chǎn)生較大的體積膨脹，造成耐火磚爐底損壞。鉛熔煉爐爐底采用耐火磚砌筑使用壽命不超過(guò)一年。因此，開(kāi)發(fā)一種鉛熔煉爐爐底用耐火澆注材料成為亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種鉛熔煉爐爐底用耐火澆注材料，該耐火澆注料施工方便，抗?jié)B透好、抗侵蝕性強(qiáng)，能夠顯著延長(zhǎng)鉛熔煉爐爐底的使用壽命。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題并實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下—種鉛熔煉爐爐底用耐火澆注材料，其中原料各組分的質(zhì)量百分比分別為10-5mm 特級(jí)礬土熟料25_35%、5_3mm 特級(jí)礬土熟料15_25%、d9(l < O. 088mm 特級(jí)礬土熟料17-20 %、3-lmm 棕剛玉8-12%、1_0· 088mm 棕剛玉8_12%、d95 < O. 020mmα-氧化鋁微粉3-5%、硅微粉3-5%、工業(yè)級(jí)氧化鉻綠3-5% ;上述原料組分質(zhì)量百分比的總和為100%，此外還含有外加劑中，外加劑中復(fù)合促硬劑的用量為上述原料總質(zhì)量的3-5%，磷酸鋁溶液的用量為上述原料總質(zhì)量的10-12% ;其中，所述d9(l是指粉體中占總量90%小顆粒和占總量10%大顆粒的分界尺寸；所述d95是指粉體中占總量95%小顆粒和占總量5%大顆粒的分界尺寸；所述特級(jí)帆土熟料中Al2O3的含量> 85wt%,所述棕剛玉中Al2O3的含量彡94. 5wt%，所述α -氧化鋁微粉中Al2O3的含量彡98. 5wt% ;所述硅微粉中SiO2的含量> 92wt%;所述工業(yè)級(jí)氧化鉻綠中Cr2O3 ^ 97wt%,所述復(fù)合促硬劑為水化氧化鋁和d9(l < O. 088mm活性鎂鋁尖晶石的任意混合物，并且所述活性鎂鋁尖晶石中MgO與Al2O3的摩爾比為I : I 3 : 7 ;所述磷酸鋁溶液中P2O與Al2O3的摩爾比為I : 3. 2。其中，所述特級(jí)礬土熟料中Al2O3的含量彡85wt%, Fe2O3的含量彡I. 8wt%, TiO2的含量彡O. 4%, CaO+MgO的含量彡O. 4%，K2CHNa2O的含量彡O. 4% 其中，所述棕剛玉中Al2O3的含量彡94. 5wt%,Fe2O3的含量彡O. 30wt%,Ti02的含量在L 70wt% 3. 40wt%之間，CaO的含量彡O. 42%, SiO2的含量彡I. 00%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果(I)本發(fā)明使用的磷酸鹽結(jié)合澆注料具有熱震穩(wěn)定性好，耐壓強(qiáng)度高，耐磨、耐沖刷等優(yōu)越等性能，而且其配合本發(fā)明所述的復(fù)合促硬劑使用能夠起到促進(jìn)磷酸鹽澆注料常溫固化作用，任意改變活性鎂鋁尖晶石和可水化氧化鋁比例，可以調(diào)節(jié)澆注料早 期或后期固化速度。所述的澆注料能夠發(fā)揮抗熱震、抗剝落、抗侵蝕、不粘渣等優(yōu)越性能，滿(mǎn)足鉛熔煉爐爐底長(zhǎng)期使用的要求。(2)本發(fā)明的鉛熔煉爐爐底用耐火澆注材料，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用表明所制產(chǎn)品具有高強(qiáng)、防滲、抗裂等優(yōu)良性能，在多家有色冶煉企業(yè)鉛熔煉爐爐底使用取得成功，使用壽命從原來(lái)的耐火磚砌筑的一年提高到現(xiàn)在的三年左右。
具體實(shí)施例方式為了更好的闡述本發(fā)明的技術(shù)方案，以下將結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明通過(guò)采用磷酸鹽作為結(jié)合劑，以鎂鋁尖晶石和可水化氧化鋁復(fù)合作為促硬劑完成了本發(fā)明的技術(shù)方案。通常磷酸鹽耐火澆注料固化劑采用鋁酸鹽水泥或鎂砂等堿性材料，水泥促硬引入了氧化鈣(CaO)降低了鋁硅質(zhì)耐火材料的高溫性能；鎂砂促硬反應(yīng)太劇烈，造成澆注料內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞；鎂鋁尖晶石促硬是利用其中殘存的方鎂石成分，量很少，后期固化慢；可水化氧化鋁(P-Al2O3)促硬是利用水化后產(chǎn)生的氫氧化鋁[A(OH)3)],但受水化速度的影響早期固化慢，但后期固化明顯，因此本發(fā)明將采用鎂鋁尖晶石和可水化氧化鋁復(fù)合促硬的方法，提供一種磷酸鹽結(jié)合鉛熔煉爐爐底防滲料，該材料具有整體性好、抗?jié)B透、高強(qiáng)、耐磨、抗熱震、常溫固化、可快速烘烤等優(yōu)點(diǎn)，且具有良好的耐高溫性能。以下各實(shí)施例中采用的原料規(guī)格如下所述d9(l是指粉體中占總量90%小顆粒和占總量10%大顆粒的分界尺寸；所述d95是指粉體中占總量95%小顆粒和占總量5%大顆粒的分界尺寸；所述α -氧化鋁微粉中Al2O3的含量> 98. 5wt%;所述硅微粉中SiO2的含量彡92wt% ;所述工業(yè)級(jí)氧化鉻綠中Cr2O3 ^ 97wt%,所述脫娃錯(cuò)為市售脫娃二氧化錯(cuò)，由錯(cuò)英石還原脫硅熔融制得；所述復(fù)合促硬劑為水化氧化鋁和d9(l<0. 088mm活性鎂鋁尖晶石的任意混合物，并且所述活性鎂鋁尖晶石中MgO與Al2O3的摩爾比為I : I 3 : 7;所述磷酸鋁溶液中P2O與Al2O3的摩爾比為I : 3. 2 ;所述特級(jí)礬土熟料中Al2O3的含量彡85wt%,Fe2O3的含量彡I. 8wt%, TiO2的含量彡O. 4% CaO+MgO的含量彡O. 4%, K2CHNa2O的含量^ 0.4% ;所述棕剛玉中Al2O3的含量彡94. 5wt%, Fe2O3的含量彡O. 30wt%,Ti02的含量在I. 70wt%~ 3. 40wt%之間，CaO 的含量彡 O. 42%, SiO2 的含量彡 I. OOV0o實(shí)施例I一種鉛熔煉爐爐底用耐火澆注材料，各組分的質(zhì)量百分比如下
10_5mm 特級(jí)帆土熟料27%、5_3mm 特級(jí)帆土熟料20%、d9(l < O. 088mm 特級(jí)帆土熟料:17%、3-1_ 棕剛玉12%U-0. 088mm 棕剛玉12%, d95 < O. 020mma -氧化鋁微粉5%、硅微粉4%、工業(yè)級(jí)氧化鉻綠3% ;外加劑中外加劑中水化氧化鋁的用量為上述原料總質(zhì)量的l%，d9(l < O. 088mm活性鎂鋁尖晶石的用量為上述原料總質(zhì)量的2%，磷酸鋁溶液的用量為上述原料總質(zhì)量的11%。實(shí)施效果體積密度2. 86g/cm3 ;耐壓強(qiáng)度110°C X 24小時(shí)烘后，108MPa,IlOO0C X3小時(shí)燒后，116MPa ;抗折強(qiáng)度，110°C X24小時(shí)烘后，llMPa，1100°C X3小時(shí)燒后，12MPa ；IIOO0C X3小時(shí)燒后線(xiàn)變化率+0. 1%.實(shí)施例2一種鉛熔煉爐爐底用耐火澆注材料，各組分的質(zhì)量百分比如下10_5mm 特級(jí)帆土熟料23%、5_3mm 特級(jí)帆土熟料20%、d9(l < O. 088mm 特級(jí)帆土熟料:20%、3-lmm 棕剛玉:12%、1_0· 088mm 棕剛玉12%, d95 < O. 020mma -氧化鋁微粉 5%、硅微粉3%、工業(yè)級(jí)氧化鉻綠5% ;外加劑中外加劑中水化氧化鋁的用量為上述原料總質(zhì)量的2%，d9(l < O. 088mm活性鎂鋁尖晶石的用量為上述原料總質(zhì)量的2%，磷酸鋁溶液的用量為上述原料總質(zhì)量的12%。實(shí)施效果體積密度2. 9g/cm3 ;耐壓強(qiáng)度110 V X 24小時(shí)烘后，118MPa，IlOO0C X3小時(shí)燒后，125MPa ;抗折強(qiáng)度，110°C X24小時(shí)烘后，12MPa，1100°C X3小時(shí)燒后，12MPa ；IIOO0C X3小時(shí)燒后線(xiàn)變化率+0. 1%.實(shí)施例3一種鉛熔煉爐爐底用耐火澆注材料，各組分的質(zhì)量百分比如下10_5mm 特級(jí)帆土熟料35%、5_3mm 特級(jí)帆土熟料15%、d90 < O. 088mm 特級(jí)帆土熟料20%、3-1_棕剛玉8%U-0. 088mm棕剛玉8%,d95<0. 020mmα -氧化鋁微粉:5%、硅微粉5%、工業(yè)級(jí)氧化鉻綠4% ;外加劑中外加劑中水化氧化鋁的用量為上述原料總質(zhì)量的2%，d9(l < O. 088mm活性鎂鋁尖晶石的用量為上述原料總質(zhì)量的3%，磷酸鋁溶液的用量為上述原料總質(zhì)量的10%。實(shí)施效果體積密度2. 8g/cm3 ;耐壓強(qiáng)度110 °C X 24小時(shí)烘后，IOOMPa,IlOO0C X3小時(shí)燒后，IlOMPa ;抗折強(qiáng)度，110°C X24小時(shí)烘后，llMPa，1100°C X3小時(shí)燒后，12MPa ；IIOO0C X3小時(shí)燒后線(xiàn)變化率+0. 1%.實(shí)施例4一種鉛熔煉爐爐底用耐火澆注材料，各組分的質(zhì)量百分比如下10_5mm 特級(jí)帆土熟料29%、5_3mm 特級(jí)帆土熟料18%、d9(l < O. 088mm 特級(jí)帆土熟料20%、3-1_ 棕剛玉11%、1-0· 088mm 棕剛玉9%、d95 < O. 020mm α -氧化招微粉5%、硅微粉3%、工業(yè)級(jí)氧化鉻綠5% ;外加劑中外加劑中水化氧化鋁的用量為上述原料總質(zhì)量的2%，d9(l < O. 088mm活性鎂鋁尖晶石的用量為上述原料總質(zhì)量的3%，磷酸鋁溶液的用量為上述原料總質(zhì)量的10%。實(shí)施效果體積密度2.85g/cm3 ;耐壓強(qiáng)度110°C X 24小時(shí)烘后，125MPa，IlOO0C X3小時(shí)燒后，136MPa ;抗折強(qiáng)度，110°C X24小時(shí)烘后，12MPa，1100°C X3小時(shí)燒后，15MPa ；IIOO0C X3小時(shí)燒后線(xiàn)變化率+0. 1%.實(shí)施例5
一種鉛熔煉爐爐底用耐火澆注材料，各組分的質(zhì)量百分比如下10_5mm 特級(jí)帆土熟料27 %、5_3mm 特級(jí)帆土熟料18%、d90 < O. 088mm 特級(jí)帆土熟料20%、3-1臟棕剛玉11%、1-0· 088臟棕剛玉9%、0· 7臟以下的脫硅鋯2%，d95
<O. 020mm α -氧化鋁微粉5%、硅微粉3%、工業(yè)級(jí)氧化鉻綠5% ;外加劑中外加劑中水化氧化鋁的用量為上述原料總質(zhì)量的2%，d90 < O. 088mm活性鎂鋁尖晶石的用量為上述原料總質(zhì)量的3%，磷酸鋁溶液的用量為上述原料總質(zhì)量的10%。實(shí)施效果體積密度2.87g/cm3 ;耐壓強(qiáng)度110°C X 24小時(shí)烘后，120MPa，IlOO0C X3小時(shí)燒后，142MPa ;抗折強(qiáng)度，110°C X24小時(shí)烘后，12MPa，1100°C X3小時(shí)燒后，18MPa ；IIOO0C X3小時(shí)燒后線(xiàn)變化率+0. 1%.實(shí)施結(jié)果及通過(guò)實(shí)際應(yīng)用表明所制產(chǎn)品具有高強(qiáng)、防滲、抗裂等優(yōu)良性能，在多家有色冶煉企業(yè)鉛熔煉爐爐底使用取得成功，使用壽命從原來(lái)的耐火磚砌筑的一年提高到現(xiàn)在的兩到三年。 除非另有定義，本申請(qǐng)文件中所述的所有技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)均為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員一般所理解的含義，并且其含義與常用字典或者技術(shù)詞典中的含義基本一致，除非另有定義，對(duì)其內(nèi)涵不應(yīng)作縮小或過(guò)度擴(kuò)大其含義的解釋。雖然具體實(shí)施方式
部分已經(jīng)通過(guò)具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)闡述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解可以在不脫離本發(fā)明公開(kāi)的范圍以?xún)?nèi)，可以采用等同替換或等效變換形式實(shí)施。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于具體實(shí)施方式
部分的具體實(shí)施例，只要沒(méi)有脫離發(fā)明實(shí)質(zhì)的實(shí)施方式，均應(yīng)理解為落在了本發(fā)明要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鉛熔煉爐爐底用耐火澆注材料，其特征在于原料各組分的質(zhì)量百分比分別為 10-5mm 特級(jí)礬土 熟料25-35 %、5-3mm 特級(jí)礬土 熟料15-25 %, d90 < O. 088mm 特級(jí)礬土熟料17-20 %、3-lmm 棕剛玉8-12%、1_0· 088mm 棕剛玉8_12%、d95 < O. 020mmα-氧化鋁微粉3-5%、硅微粉3-5%、工業(yè)級(jí)氧化鉻綠3-5% ;上述原料組分質(zhì)量百分比的總和為100%，此外還含有外加劑中，外加劑中復(fù)合促硬劑的用量為上述原料總質(zhì)量的3-5%，磷酸鋁溶液的用量為上述原料總質(zhì)量的10-12% ;其中，所述d9(l是指粉體中占總量90%小顆粒和占總量10%大顆粒的分界尺寸；所述d95是指粉體中占總量95%小顆粒和占總量5%大顆粒的分界尺寸；所述特級(jí)帆土熟料中Al2O3的含量> 85wt%,所述棕剛玉中Al2O3的含量彡94. 5wt%，所述α -氧化鋁微粉中Al2O3的含量彡98. 5wt% ;所述硅微粉中SiO2的含量> 92wt%;所述工業(yè)級(jí)氧化鉻綠中Cr2O3 ^ 97wt%,所述復(fù)合促硬劑為水化氧化鋁和d9(l < O. 088mm活性鎂鋁尖晶石的任意混合物，并且所述活性鎂鋁尖晶石中MgO與Al2O3的摩爾比為I : I 3 : 7 ;所述磷酸鋁溶液中P2O與Al2O3的摩爾比為I : 3. 2。
2.權(quán)利要求I所述的鉛熔煉爐爐底用耐火澆注材料，其特征在于所述特級(jí)礬土熟料中Al2O3的含量彡85wt%, Fe2O3的含量彡I. 8wt%, TiO2的含量彡O. 4%, CaO+MgO的含量(O. 4%，K2CHNa2O 的含量彡 O. 4%。
3.權(quán)利要求I所述的鉛熔煉爐爐底用耐火澆注材料，其特征在于所述棕剛玉中Al2O3的含量彡94. 5wt%, Fe2O3的含量彡O. 30wt%, TiO2的含量在I. 70wt% 3. 40wt%之間，CaO的含量彡O. 42%, SiO2的含量彡I. 00%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉛熔煉爐爐底用耐火澆注材料，原料各組分分別為10-5mm特級(jí)礬土熟料、5-3mm特級(jí)礬土熟料、d90＜0.088mm特級(jí)礬土熟料、3-1mm棕剛玉、1-0.088mm棕剛玉、d95＜0.020mm α-氧化鋁微粉、硅微粉、工業(yè)級(jí)氧化鉻綠；此外還使用了由復(fù)合促硬劑與磷酸鋁溶液構(gòu)成的外加劑。本發(fā)明所述的鎂鋁鉻尖晶石澆注料，在銅冶煉中低溫的工藝條件下，所研制的澆注料能夠燒結(jié)并發(fā)揮抗熱震、抗剝落、抗侵蝕、不粘渣等優(yōu)越性能，滿(mǎn)足銅冶煉中間包長(zhǎng)期使用的耐火襯里的使用要求。
文檔編號(hào)C04B35/66GK102898167SQ20121044536
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者李全有, 趙洪亮, 鄭建立, 曹偉, 趙路生, 李沅錦 申請(qǐng)人:鄭州瑞泰耐火科技有限公司