[发明专利]一种高炉主铁沟渣线用Al2O3-SiC-C浇注料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及大型炼铁高炉主出铁沟渣线以上部位使用的一种浇注料，属于耐火材料领域。

背景技术

近年来，随着高炉向大型化、自动化、高效、高寿命方向发展，并采用高风温、高压炉顶、富氧、喷煤等新技术强化冶炼，因此，铁沟的工作条件日益苛刻，同时通铁量增加，通铁时间增长对出铁沟提出了新的要求。

目前，一般大中型高炉采用贮铁式主铁沟，利于渣铁分离，同时也有利于提高沟底浇注料的使用寿命，主沟内存在明显的铁线及渣线。工业上大、中型铁沟一般采用现场浇注刚玉-碳化硅-碳耐火材料构建工作层，通常情况下对铁线、渣线等不同的使用部位采用同一种材料，但是各部位侵蚀破坏机理不同，主铁沟铁线以下部位耐火材料损毁的主要因素是铁水冲刷、侵蚀，而铁线以上的渣线区域耐火材料损毁因素主要是渣液侵蚀、氧化、冲刷等等，由于渣液中含有大量的S、Si、P、Ca、Mg等元素，对浇注料化学侵蚀破坏极大，使渣线区域耐火材料的使用寿命明显低于其它部位材料的使用寿命，造成主沟各部位的使用寿命不同步，影响主沟整体使用寿命。

发明内容

本发明正是为了克服上述问题，提供一种抗侵蚀性强、耐冲刷、抗氧化性好的渣线专用Al₂O₃-SiC-C浇注料，延长主沟渣线耐火材料的使用时间，延长主沟的使用寿命，满足炼铁工艺的要求。

本发明的Al₂O₃-SiC-C浇注料包括骨料、基质、结合剂、抗氧化剂和外加剂，采用大结晶碳化硅与刚玉颗粒复合作为骨料，以刚玉细粉、a-Al₂O₃粉、碳化硅粉、硅微粉、球状沥青、鳞片石墨作为基质，以纯铝酸钙水泥为结合剂，加入抗氧化剂，并添加减水剂、防爆剂等外加剂。将各种原料混合均匀后，加水搅拌，浇注成型，养护，干燥即可制得，可快速烘烤。

本发明中，如无特殊说明，重量百分含量均以除外加剂以外的其它各组分的总重量为基准。本发明的浇注料中，各组分的重量百分含量为：骨料60～75％，其中刚玉颗粒18～50％、碳化硅颗粒25～50％；基质20～30％，其中碳化硅粉10～15％，球状沥青和鳞片石墨合计为1～5％，刚玉细粉、a-Al₂O₃粉和硅微粉合计为10～15％；结合剂1～5％；抗氧化剂1～5％；以上各组分重量之和为100％；外加剂的加入量为0.1～0.5％。

本发明的浇注料采用大结晶碳化硅为主骨料，碳化硅的临界尺寸达到了8mm。碳化硅骨料中SiC≥98wt％，体密≥3.15g/cm³。以前受冶炼工艺限制，大颗粒碳化硅内部结构疏松，主要为假性颗粒，碳化硅的气孔率、体积密度都远远低于理论值，所以大颗粒碳化硅无法应用到耐火材料体系中，其颗粒临界尺寸一般仅为3mm。随着冶炼工艺的进步，尤其是大功率长时间的冶炼和保温培育的特殊工艺，生产出的碳化硅结晶发育完全、晶体宽大、结构致密、化学纯度高。添加的大结晶致密的碳化硅大颗粒在提高材料的抗侵蚀性能的同时，还保证材料具有足够的强度，不降低材料的抗冲刷性能。

本发明中使用的大结晶碳化硅颗粒采用六级配比，8～5mm∶5～3mm∶3～1mm∶1～0mm∶325目∶≤5μ超细粉＝1.4～1.6∶1.1～1.3∶1∶1∶1∶1.2～1.4，各级别颗粒的重量百分含量均为5-15％。渣线附近区域，在出铁过程中，渣液面升高，温度达到1500℃，出铁结束后，液面下降，温度又降至800℃，所以渣线区域温度波动比较大，要求材料在具有抗侵蚀性、耐冲刷等特性外，要有良好的热震稳定性。在本发明中，碳化硅以各种粒度形式加入，保证碳化硅均匀分散到材料中，由于碳化硅具有良好的导热性能，所以碳化硅制品具有良好的热震稳定性，随碳化硅量的增加，材料的热震稳定性越好，抗侵蚀性能大大提高。

刚玉优选电熔棕刚玉、电熔亚白刚玉或电熔致密刚玉中的一种或多种。电熔致密刚玉中Al₂O₃≥99.5wt％，电熔亚白刚玉中Al₂O₃≥97.5wt％，电熔棕刚玉≥95wt％。刚玉颗粒的粒度构成为8～5mm、5～3mm、3～1mm、1～0mm、325目，其各级别颗粒重量百分含量分别为5～20％、5～15％、5～10％、3～10％、0～5％。