本發(fā)明涉及不定形耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高爐主鐵溝工作襯用熱態(tài)噴射料及其制備方法。

背景技術(shù)：

在高爐煉鐵生產(chǎn)運(yùn)行過程中，主鐵溝工作襯損毀嚴(yán)重時(shí)，需要進(jìn)行套澆修補(bǔ)?，F(xiàn)有技術(shù)下，大中型高爐主鐵溝工作襯修補(bǔ)耐材主要是低水泥耐火澆注料，但修補(bǔ)材料都不能達(dá)到其理想的使用要求。低水泥澆注料由于施工后需要養(yǎng)護(hù)，使得施工周期延長，不能快速干燥及烘烤，因此修補(bǔ)所需時(shí)間長，影響正常生產(chǎn)進(jìn)度。并且，使用現(xiàn)有的低水泥澆注料修補(bǔ)后，由于殘存在工作襯表層的澆注料表面氧化，使修補(bǔ)料層與原工作襯之間形成一個(gè)難以粘接密實(shí)的界面，在使用過程中，鐵水會逐漸滲透到其中，在達(dá)到一定程度后，修補(bǔ)澆注料會被鐵水整體的沖刷剝落。

隨著鋼鐵冶煉技術(shù)的快速發(fā)展，對高爐鐵溝工作襯耐火材料的要求更高，尤其亟待解決的是，主鐵溝工作襯受高溫鐵水熱沖擊損耗較快、維修周期長、影響工作襯層耐材的整體使用壽命的問題。這種情況下，急需開發(fā)一種可快速施工，快速投入使用，并且產(chǎn)品材料成本低，抗侵蝕性能好、抗氧化性能、耐沖刷性能優(yōu)良的工作襯層耐火材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠快速施工、節(jié)能降耗、并能有效延長主鐵溝工作襯耐材使用壽命及降低施工勞動強(qiáng)度的高爐主鐵溝工作襯用熱態(tài)噴射料及其制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

設(shè)計(jì)一種高爐主鐵溝工作襯用熱態(tài)噴射料，由下列質(zhì)量份數(shù)的原料制備而成：電熔棕剛玉20～50份，電熔致密剛玉5～30份，黑碳化硅10～25份，電熔白剛玉8～15份，水泥結(jié)合劑5～12份，活性α-氧化鋁微粉5～8份，球狀瀝青3～10份，膨潤土2～4份，氧化硅微粉1～5份，抗氧化劑1～3份，有機(jī)防爆裂纖維0.05～0.2份，復(fù)合減水劑0.2～0.3份。

優(yōu)選的，所述電熔棕剛玉包括粒度為3～5mm的電熔棕剛玉原料和粒度為1～3 mm的電熔棕剛玉原料，二者的質(zhì)量比為1～3：1，所述電熔棕剛玉中氧化鋁的總含量≥95%；所述電熔致密剛玉包括粒度為3～5mm的電熔致密剛玉原料和粒度為1～3mm的電熔致密剛玉原料，二者的質(zhì)量比為1：1～5，所述電熔致密剛玉中氧化鋁的總含量≥99%。

優(yōu)選的，所述黑碳化硅包括粒度為0.088～1mm的黑碳化硅原料和粒度＜0.044mm的黑碳化硅原料，二者的質(zhì)量比為1：1～5，所述黑碳化硅中SiC的總含量≥98%；所述電熔白剛玉包括粒度為0.088～1mm的電熔白剛玉原料和粒度＜0.044mm的電熔白剛玉原料，二者的質(zhì)量比為1：1～3，所述電熔白剛玉中氧化鋁的總含量≥99%。

優(yōu)選的，所述水泥結(jié)合劑的粒度＜0.044mm；所述水泥結(jié)合劑中氧化鋁的含量≥70%。如，可選用電卡水泥結(jié)合劑（河南和成無機(jī)新材料股份有限公司公開銷售、生產(chǎn)）。

優(yōu)選的，所述活性α-氧化鋁微粉的粒度＜1.2μm；所述活性α-氧化鋁微粉中氧化鋁的含量≥99%。

優(yōu)選的，所述球狀瀝青的粒度為0.2～1mm， 所述球狀瀝青中固定碳的含量≥55%；所述膨潤土的粒度＜0.088mm，所述膨潤土中氧化鋁的含量≥15%；所述氧化硅微粉的粒度＜1μm，所述氧化硅微粉中的二氧化硅含量≥96%。

優(yōu)選的，所述抗氧化劑包括質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為40%～80%的金屬硅粉和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為20%～60%的碳化硼粉。

優(yōu)選的，所述有機(jī)防爆裂纖維包括熔點(diǎn)為90℃的防爆纖維。

優(yōu)選的，所述復(fù)合減水劑包括質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為40%～70%的無機(jī)減水劑三聚磷酸鈉和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為30%～60%的密胺類有機(jī)減水劑。

本發(fā)明還提供了上述高爐主鐵溝工作襯用熱態(tài)噴射料的制備方法，按照上述所列的質(zhì)量份數(shù)準(zhǔn)備原料，首先將電熔棕剛玉、電熔致密剛玉、黑碳化硅、電熔白剛玉、水泥結(jié)合劑、活性α-氧化鋁微粉、球狀瀝青、膨潤土、氧化硅微粉、抗氧化劑進(jìn)行混合，再依次加入復(fù)合減水劑和有機(jī)防爆裂纖維，混合攪拌均勻；然后將得到的噴射料產(chǎn)品稱量后裝入防潮包裝袋中， 密封存放干燥處待用。

本發(fā)明的有益效果在于：

1.制備方法簡單，易于實(shí)現(xiàn)；通過粒徑不同的材料，提高了施工效率，通過添加水泥結(jié)合劑、促進(jìn)了噴射料的快速燒結(jié)及快干高強(qiáng)。

2.本發(fā)明的熱態(tài)噴射料附著率高，與主鐵溝殘襯的結(jié)合性好，抗渣鐵侵蝕及沖刷能力強(qiáng)，使用壽命長，熱態(tài)施工完畢后無需烘烤即可投入使用，可以大幅提高主鐵溝的使用壽命，經(jīng)濟(jì)效益突出。

3.本發(fā)明的材料成本低、施工費(fèi)用大大下降，從而降低了主鐵溝工作襯的綜合運(yùn)行成本；廣泛用于大中型高爐與高溫鐵水熔液接觸部位及要求抗沖刷性及抗侵蝕性強(qiáng)的工作襯層等部位，能有效提高和延長工作襯使用壽命25%以上，節(jié)能降耗效果顯著。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例來說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但以下實(shí)施例只是用來詳細(xì)說明本發(fā)明，并不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1：一種高爐主鐵溝工作襯用熱態(tài)噴射料，由下列質(zhì)量份數(shù)的原料制備而成：電熔棕剛玉50份，電熔致密剛玉10份，黑碳化硅15份，電熔白剛玉8份，水泥結(jié)合劑8份，活性α-氧化鋁微粉6份，球狀瀝青6份，膨潤土2.5份，氧化硅微粉2份，抗氧化劑1.5份，外加有機(jī)防爆裂纖維0.2份，外加復(fù)合減水劑0.25份。

其中，電熔棕剛玉包括粒度為3～5mm的電熔棕剛玉原料和粒度為1～3 mm的電熔棕剛玉原料，二者的質(zhì)量比為1：1，電熔棕剛玉中氧化鋁的總含量≥95%；電熔致密剛玉包括粒度為3～5mm的電熔致密剛玉原料和粒度為1～3mm的電熔致密剛玉原料，二者的質(zhì)量比為1：2，電熔致密剛玉中氧化鋁的總含量≥99%。黑碳化硅包括粒度為0.088～1mm的黑碳化硅原料和粒度＜0.044mm的黑碳化硅原料，二者的質(zhì)量比為1：3，黑碳化硅中SiC的總含量≥98%；電熔白剛玉包括粒度為0.088～1mm的電熔白剛玉原料和粒度＜0.044mm的電熔白剛玉原料，二者的質(zhì)量比為1：1.5，所述電熔白剛玉中氧化鋁的總含量≥99%。所用水泥結(jié)合劑為電卡水泥結(jié)合劑（河南和成無機(jī)新材料股份有限公司生產(chǎn)），其粒度＜0.044mm，該水泥結(jié)合劑中氧化鋁含量為≥80%；活性α-氧化鋁微粉的粒度＜1.2μm，活性α-氧化鋁微粉中氧化鋁含量≥99%；球狀瀝青粒度為0.2～1mm，球狀瀝青中固定碳含量≥55%；膨潤土的粒度＜0.088mm，膨潤土中氧化鋁含量≥15%；氧化硅微粉的粒度＜1μm，氧化硅微粉中二氧化硅含量≥96%。

其中的抗氧化劑是由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為50%的金屬硅粉和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為50%的碳化硼粉組成；有機(jī)防爆裂纖維是由熔點(diǎn)為90℃的防爆纖維組成；復(fù)合減水劑是由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為70%的三聚磷酸鈉（無機(jī)減水劑）和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為30%的SM(有機(jī)減水劑）組成。

經(jīng)測試，實(shí)施例1中的高爐主鐵溝工作襯用熱態(tài)噴射料的性能指標(biāo)為：經(jīng)過110℃×24h干燥后常溫耐壓強(qiáng)度為大于45MPa；經(jīng)過110℃×24h干燥后常溫抗折強(qiáng)度8.5MPa；經(jīng)過1450℃×3h燒后耐壓強(qiáng)度為90MPa；經(jīng)過1450℃×3h燒后抗折強(qiáng)度10MPa；經(jīng)過1450℃×3h燒后永久線變化率為+0.05%。

實(shí)施例2：一種高爐主鐵溝工作襯用熱態(tài)噴射料，由下列質(zhì)量份數(shù)的原料制備而成：電熔棕剛玉24份，電熔致密剛玉30份，黑碳化硅20份，電熔白剛玉15份，水泥結(jié)合劑5份，活性α-氧化鋁微粉8份，球狀瀝青5份，膨潤土2份，氧化硅微粉2份，抗氧化劑2份，外加有機(jī)防爆裂纖維0.2份，外加復(fù)合減水劑0.25份。

其中，電熔棕剛玉包括粒度為3～5mm的電熔棕剛玉原料和粒度為1～3 mm的電熔棕剛玉原料，二者的質(zhì)量比為2：1，電熔棕剛玉中氧化鋁的總含量≥95%；電熔致密剛玉包括粒度為3～5mm的電熔致密剛玉原料和粒度為1～3mm的電熔致密剛玉原料，二者的質(zhì)量比為1：3，電熔致密剛玉中氧化鋁的總含量≥99%。黑碳化硅包括粒度為0.088～1mm的黑碳化硅原料和粒度＜0.044mm的黑碳化硅原料，二者的質(zhì)量比為1：2.5，黑碳化硅中SiC的總含量≥98%；電熔白剛玉包括粒度為0.088～1mm的電熔白剛玉原料和粒度＜0.044mm的電熔白剛玉原料，二者的質(zhì)量比為1：2，所述電熔白剛玉中氧化鋁的總含量≥99%。所用水泥結(jié)合劑為電卡水泥結(jié)合劑（河南和成無機(jī)新材料股份有限公司生產(chǎn)），其粒度＜0.044mm，該水泥結(jié)合劑中氧化鋁含量為≥80%；活性α-氧化鋁微粉的粒度＜1.2μm，活性α-氧化鋁微粉中氧化鋁含量≥99%；球狀瀝青粒度為0.2～1mm，球狀瀝青中固定碳含量≥55%；膨潤土的粒度＜0.088mm，膨潤土中氧化鋁含量≥15%；氧化硅微粉的粒度＜1μm，氧化硅微粉中二氧化硅含量≥96%。

其中的抗氧化劑是由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為45%的金屬硅粉和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為55%的碳化硼粉組成；有機(jī)防爆裂纖維是由熔點(diǎn)為90℃的防爆纖維組成；復(fù)合減水劑是由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為50%的三聚磷酸鈉（無機(jī)減水劑）和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為50%的SM(有機(jī)減水劑）組成。

經(jīng)測試，實(shí)施例2中的高爐主鐵溝工作襯用熱態(tài)噴射料的性能指標(biāo)為：經(jīng)過110℃×24h干燥后常溫耐壓強(qiáng)度為大于40MPa；經(jīng)過110℃×24h干燥后常溫抗折強(qiáng)度6.5MPa；經(jīng)過1450℃×3h燒后耐壓強(qiáng)度為70MPa；經(jīng)過1450℃×3h燒后抗折強(qiáng)度9MPa；經(jīng)過1450℃×3h燒后永久線變化率為+0.2%。

實(shí)施例3：一種高爐主鐵溝工作襯用熱態(tài)噴射料，與實(shí)施例1的不同之處在于，其由下列質(zhì)量份數(shù)的原料制備而成：電熔棕剛玉35份，電熔致密剛玉20份，黑碳化硅25份，電熔白剛玉8份，水泥結(jié)合劑5份，活性α-氧化鋁微粉5份，球狀瀝青3份，膨潤土2份，氧化硅微粉1份，抗氧化劑1份，外加有機(jī)防爆裂纖維0.1份，外加復(fù)合減水劑0.2份。

其中，電熔棕剛玉包括粒度為3～5mm的電熔棕剛玉原料和粒度為1～3 mm的電熔棕剛玉原料，二者的質(zhì)量比為1.5：1，電熔棕剛玉中氧化鋁的總含量≥95%；電熔致密剛玉包括粒度為3～5mm的電熔致密剛玉原料和粒度為1～3mm的電熔致密剛玉原料，二者的質(zhì)量比為1：5，電熔致密剛玉中氧化鋁的總含量≥99%。黑碳化硅包括粒度為0.088～1mm的黑碳化硅原料和粒度＜0.044mm的黑碳化硅原料，二者的質(zhì)量比為1：4，黑碳化硅中SiC的總含量≥98%；電熔白剛玉包括粒度為0.088～1mm的電熔白剛玉原料和粒度＜0.044mm的電熔白剛玉原料，二者的質(zhì)量比為1：3，所述電熔白剛玉中氧化鋁的總含量≥99%。所用水泥結(jié)合劑為電卡水泥結(jié)合劑（河南和成無機(jī)新材料股份有限公司生產(chǎn)），其粒度＜0.044mm，該水泥結(jié)合劑中氧化鋁含量為≥80%；活性α-氧化鋁微粉的粒度＜1.2μm，活性α-氧化鋁微粉中氧化鋁含量≥99%；球狀瀝青粒度為0.2～1mm，球狀瀝青中固定碳含量≥55%；膨潤土的粒度＜0.088mm，膨潤土中氧化鋁含量≥15%；氧化硅微粉的粒度＜1μm，氧化硅微粉中二氧化硅含量≥96%。

其中的抗氧化劑是由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為80%的金屬硅粉和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為20%的碳化硼粉組成；有機(jī)防爆裂纖維是由熔點(diǎn)為90℃的防爆纖維組成；復(fù)合減水劑是由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為40%的三聚磷酸鈉（無機(jī)減水劑）和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為60%的SM(有機(jī)減水劑）組成。

經(jīng)測試，實(shí)施例3中的高爐主鐵溝工作襯用熱態(tài)噴射料的性能指標(biāo)為：經(jīng)過110℃×24h干燥后常溫耐壓強(qiáng)度為大于38MPa；經(jīng)過110℃×24h干燥后常溫抗折強(qiáng)度7.5MPa；經(jīng)過1450℃×3h燒后耐壓強(qiáng)度為65MPa；經(jīng)過1450℃×3h燒后抗折強(qiáng)度8MPa；經(jīng)過1450℃×3h燒后永久線變化率為+0.12%。

實(shí)施例4：一種高爐主鐵溝工作襯用熱態(tài)噴射料，與實(shí)施例1的不同之處在于，其由下列質(zhì)量份數(shù)的原料制備而成：電熔棕剛玉30份，電熔致密剛玉15份，黑碳化硅20份，電熔白剛玉10份，水泥結(jié)合劑5份，活性α-氧化鋁微粉6份，球狀瀝青8份，膨潤土3份，氧化硅微粉2份，抗氧化劑2份，外加有機(jī)防爆裂纖維0.1份，外加復(fù)合減水劑0.2份。

其中，電熔棕剛玉包括粒度為3～5mm的電熔棕剛玉原料和粒度為1～3 mm的電熔棕剛玉原料，二者的質(zhì)量比為3：1，電熔棕剛玉中氧化鋁的總含量≥95%；電熔致密剛玉包括粒度為3～5mm的電熔致密剛玉原料和粒度為1～3mm的電熔致密剛玉原料，二者的質(zhì)量比為1：1.5，電熔致密剛玉中氧化鋁的總含量≥99%。黑碳化硅包括粒度為0.088～1mm的黑碳化硅原料和粒度＜0.044mm的黑碳化硅原料，二者的質(zhì)量比為1：2，黑碳化硅中SiC的總含量≥98%；電熔白剛玉包括粒度為0.088～1mm的電熔白剛玉原料和粒度＜0.044mm的電熔白剛玉原料，二者的質(zhì)量比為1：1，所述電熔白剛玉中氧化鋁的總含量≥99%。所用水泥結(jié)合劑為電卡水泥結(jié)合劑（河南和成無機(jī)新材料股份有限公司生產(chǎn)），其粒度＜0.044mm，該水泥結(jié)合劑中氧化鋁含量為≥80%；活性α-氧化鋁微粉的粒度＜1.2μm，活性α-氧化鋁微粉中氧化鋁含量≥99%；球狀瀝青粒度為0.2～1mm，球狀瀝青中固定碳含量≥55%；膨潤土的粒度＜0.088mm，膨潤土中氧化鋁含量≥15%；氧化硅微粉的粒度＜1μm，氧化硅微粉中二氧化硅含量≥96%。

其中的抗氧化劑是由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為60%的金屬硅粉和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為40%的碳化硼粉組成；有機(jī)防爆裂纖維是由熔點(diǎn)為90℃的防爆纖維組成；復(fù)合減水劑是由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為55%的三聚磷酸鈉（無機(jī)減水劑）和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為45%的SM(有機(jī)減水劑）組成。

經(jīng)測試，實(shí)施例4中的高爐主鐵溝工作襯用熱態(tài)噴射料的性能指標(biāo)為：經(jīng)過110℃×24h干燥后常溫耐壓強(qiáng)度為大于40MPa；經(jīng)過110℃×24h干燥后常溫抗折強(qiáng)度8MPa；經(jīng)過1450℃×3h燒后耐壓強(qiáng)度為75MPa；經(jīng)過1450℃×3h燒后抗折強(qiáng)度9MPa；經(jīng)過1450℃×3h燒后永久線變化率為+0.15%。

以上實(shí)施例中高爐主鐵溝工作襯用熱態(tài)噴射料的制備方法為：按照實(shí)施例中所列的質(zhì)量份數(shù)準(zhǔn)備原料，首先將電熔棕剛玉、電熔致密剛玉、黑碳化硅、電熔白剛玉、水泥結(jié)合劑、活性α-氧化鋁微粉、球狀瀝青、膨潤土、氧化硅微粉、抗氧化劑進(jìn)行混合，再依次加入復(fù)合減水劑和有機(jī)防爆裂纖維，混合攪拌均勻；然后將得到的噴射料產(chǎn)品稱量后裝入防潮包裝袋中，密封存放干燥處待用即可。

在以上實(shí)施例中所涉及的儀器設(shè)備如無特別說明，均為常規(guī)儀器設(shè)備；所涉及的工業(yè)原料如無特別說明，均為市售常規(guī)工業(yè)原料。

上面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作了詳細(xì)的說明，但是，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下，還可以對上述實(shí)施例中的各個(gè)具體參數(shù)進(jìn)行變更，形成多個(gè)具體的實(shí)施例，均為本發(fā)明的常見變化范圍，在此不再一一詳述。