[发明专利]一种高炉水渣沟用耐磨陶瓷涂料

说明书

一种高炉水渣沟用耐磨陶瓷涂料。本发明公开了一种提高材料的硬度、强度和韧性，达到高强高韧的完美兼容，延长了材料使用寿命，同时提高了材料的耐磨性的水渣沟用耐磨陶瓷涂料。本发明采用的技术方案为：原料的加入重量份数为：刚玉10‑60份,部分稳定的氧化锆15‑20份,非氧化物纳米粉体材料2‑8份,氧化铝微粉3‑10份,高纯硅微粉2‑8份,纯铝酸钙水泥8‑20份,矾土水泥6‑18份,分散剂0.05‑0.75份,纤维材料1‑5份。

技术领域

本发明涉及高炉用耐火材料，尤其涉及一种高性能的高炉水渣沟用耐磨陶瓷涂料。

背景技术

高炉是利用鼓入的热风使焦炭燃烧及还原熔炼铁矿石成为金属铁的竖炉，是在高温和还原气氛下连续进行炼铁的热工设备。高炉里流出来的铁水，从高炉口溢出来，经过出铁场的主沟、铁沟和摆动流嘴流入铁水包；在主沟和铁沟交界处有一个撇渣器，而浮在铁水上面的熔渣被撇渣器挡开进入渣沟，渣沟里的熔渣经水淬冷却成为水渣混合物，经水渣沟进入粒化塔，最后进入沉淀池中，成为粒状颗粒。因此水渣沟的使用环境极为恶劣，传统水渣沟用的材料主要是水泥混凝土、铸石和耐磨锰钢衬板、低水泥耐火浇注料。

现有水渣沟材料存在的问题：（1）材料硬度低、耐磨性能不足。现有材料高锰钢衬板虽较一般钢材硬度高，但比非金属的离子键和共价键材料硬度偏低，容易形成磨料磨损，水泥混凝土、低水泥耐火浇注料和铸石材料的砂石、耐火骨料、结合剂和玄武岩矿材料，硬度和水淬高炉渣接近，胶结材料硅酸盐水泥硬度更低，导致材料耐磨性能不足，不能抵挡水渣形成的磨料—冲蚀—腐蚀多种磨损。（2）界面结合强度低易产生剥落。现有材料水泥混凝土和外层钢壳相结合强度不高，在水蒸汽和酸性气氛作用下易产生化学腐蚀，导致结合强度下降，产生脱落和掉块，铸石材料通常用树脂粘贴，高温和老化导致结合剂脆化和崩碎，易产生大面积剥落，影响材料使用寿命，且接缝处冲蚀使结合胶减少，强度下降，耐磨性减弱。高锰钢衬板需要螺杆固定，有较多的接缝和间隙，水渣易进入缝隙中产生冲蚀和腐蚀，导致螺栓损毁松动，加剧冲蚀磨损，双面磨损减少使用寿命。（3）表面平滑度差，摩擦系数大，耐磨性能差。现有材料高锰钢衬板每块之间有缝隙且平整度差、摩擦系数增大，导致摩擦力加大，表面棱角易成划痕，加剧衬板磨损。水泥混凝土和低水泥浇注料由砂石和粉料组成，不均匀组成易产生气孔，表面凸凹不平，致使摩擦加大，影响使用寿命。铸石衬板虽外观光洁，但接缝较多，安装无法平整，加大阻力，降低耐磨性能，低水泥耐火浇注料和水泥混凝土相似，也无法提高耐磨性。（4）硬度和材料强度的韧性不匹配。现有材料锰钢衬板强度很高，硬度稍低，容易产生磨料磨损，表面暴露加剧材料的冲蚀和化学腐蚀。铸石材料主要由玄武岩熔化浇注而成，硬度和石英接近，但韧性很差，尤其是拐边和弯头部位磨损严重，水泥混凝土和低水泥耐火浇注料细粉部分硬度太低，导致细粉冲掉，颗粒脱落，不能很好地发挥颗粒耐磨作用，强度和韧性不足也是不耐磨的重要原因。

因此，在现有技术中，由于这些传统材料硬度较低、强度不高，界面结合不牢固及耐酸、耐腐蚀性较差，导致使用寿命偏低，寿命一般三个月到一年左右，制约钢铁企业的发展，成本和维修费用增加，降低企业的市场竞争力。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术中传统水渣沟用耐火材料存在的技术不足，提供了一种提高材料的硬度、强度和韧性，达到高强高韧的完美兼容，延长了材料使用寿命，同时提高了材料的耐磨性的水渣沟用耐磨陶瓷涂料。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明原料的加入重量份数为：刚玉10-60 份,部分稳定的氧化锆 15-20 份,非氧化物纳米粉体材料2-8 份,氧化铝微粉 3-10 份,高纯硅微粉2-8 份,纯铝酸钙水泥 8-20份,矾土水泥6-18 份,分散剂 0.05-0.75 份, 纤维材料 1-5 份。

其中刚玉为致密刚玉、棕刚玉、白刚玉、特级富钛矾土熟料、铬刚玉、稀土刚玉中的一种或一种以上的混合；粒度分布为：10-30%分布在8-5mm区间，15-30%分布在5-3mm区间，10-25%分布在3-1mm区间，15-35%分布在1-0mm区间。