[发明专利]一种铁沟浇注料及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明属于不定性耐火材料技术领域，具体涉及一种铁沟浇注料及其制备方法。

背景技术

现阶段国内大中型高炉铁沟料均采用Al₂O₃-SiC-C铁沟浇注料。Al₂O₃-SiC-C铁沟浇注料与捣打料相比具有强度高、耐冲刷、施工强度低和使用寿命高的特点。随着钢铁冶炼技术发展，高炉趋向于大型化、高效化和长寿化，加上铁矿石资源紧张品级下降，出铁厂对耐火材料的性能有了更高的要求。

Al₂O₃-SiC-C铁沟浇注料体系中碳的氧化一直得不到很好解决，之所以防止碳氧化是因为碳具有良好的抗渗透性和抗剥落性，从而降低了铁水熔渣对材料的溶解和侵蚀。因此基于碳的这些优良性能，碳一直被应用在铁沟料中。目前，已有技术人员对此进行了研究，如“抗氧化性能良好的出铁沟浇注料”（CN102093061A）专利技术，以降低浇注料的气孔率，提高浇注料的体积密度来降低碳的氧化，这种方法在一定程度上降低了浇注料的氧化程度，但不能从根本上解决铁沟浇注料的氧化问题。

铁沟浇注料中大多以添加球状沥青作为碳源，但使用球状沥青一方面在烘烤过程中会释放出有毒烟雾，严重影响施工人员健康和环境；另一方面，浇注料中的碳主要来源于沥青热裂解后的残碳，其含量偏小且抗氧化性能较差。

发明内容

    本发明旨在克服已有技术缺陷，目的是提供一种能减少环境污染、抗氧化性能强、抗侵蚀性能优良和使用寿命长的铁沟浇注料及其制备。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：以50~70wt%的致密刚玉颗粒、6~16wt%的碳化硅颗粒、2~8wt%的致密刚玉细粉、10~20wt%的碳化硅细粉、2~8wt%的氧化铝微粉、1~3wt%的二氧化硅微粉、2~6wt%的铝酸盐水泥、1.5~3wt%的碳源、1~3wt%的Si粉和0.05~0.2wt%的减水剂为原料，混合10~15分钟，即得铁沟浇注料。

所述致密刚玉颗粒的Al₂O₃含量≥95wt%，致密刚玉颗粒级配比是（d代表粒度，下同）：8mm>d≥5mm为30~40wt%，5mm>d≥3mm为25~35wt%，3mm>d≥1mm为25~35wt%，1mm>d≥0.01mm为10~15wt%。

所述碳化硅颗粒的SiC含量≥97wt%，碳化硅颗粒级配比是：3mm>d≥1mm为20~30wt%，1mm>d≥0.01mm为70~80wt%。

所述致密刚玉细粉的Al₂O含量₃≥95wt%，粒度≤0.074mm。

所述碳化硅细粉的SiC含量≥97wt%，粒度≤0.074mm。

所述氧化铝微粉的Al₂O₃含量≥99wt%，粒度≤2μm。

所述二氧化硅微粉的SiO₂含量≥96%，粒度≤0.1μm。

所述碳源为球状沥青与改性石墨的混合物，球状沥青与改性石墨的质量比为1︰（0.2~5），其中：改性石墨是利用硅烷偶联剂对石墨进行表面改性处理所制得，改性石墨的C含量≥97wt%，粒度≤0.15mm；球状沥青的粒度为0.01~1mm。

本发明所制备的铁沟浇注料的使用方法是：在铁沟浇注料中加入所述铁沟浇注料4.5~5wt%的水，搅拌3~5分钟，浇注成型，养护20~28小时，脱模，100~120℃保温20~28小时，升温到1400~1500℃，保温2~4小时。经检测：110℃×24h体积密度2.90~3.00g/cm³、线变化率-0.01~-0.06%、抗折强度6.0~6.5MPa、耐压强度44~48MPa，1450℃×3h体积密度2.85~2.95g/cm³、线变化率+0.01~+0.06%、抗折强度8.9~9.5MPa、耐压强度88~93MPa。

由于采用上述技术方案，本发明以改性石墨部分替代球状沥青作为浇注料中的碳源。改性石墨的制备工艺是：首先对石墨进行强酸处理，使石墨表面带有羟基、羧基等官能团，再利用硅烷偶联剂进行处理，所制备的改性石墨的亲水性能与分散性能明显提高。故本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：

1、以改性石墨部分替代球状沥青，可减少沥青在烘烤过程中对环境的污染，起到了一定的环保作用。