[发明专利]一种防粘渣耐火浇注料及制备的铁水扒渣板及制备方法

说明书

本发明公开了防粘渣耐火浇注料及制备的铁水扒渣板及制备方法，其中，防粘渣耐火浇注料，由骨料、碳源和添加剂制备而成，其中，骨料包括白刚玉、碳化硅和叶腊石，碳源为土状石墨。本发明提高了材料的抗侵蚀性能以及机械强度，改善了材料的粘渣性能、高温强度以及热震稳定性。本发明以碳含量高的土状石墨作为碳源，由于土状石墨不易被钢水及熔渣浸润，有效降低铁水、熔渣及脱硫剂与浇注料基质表面的浸润性，降低浇注料表面粘渣。此外，石墨具有热膨胀系数小和热导率高等优点，显著改善浇注料的热震稳定性，提高了扒渣板工作效率并优化铁水品质。本发明采用硅溶胶对土状石墨表面进行改性，使得浇注料的气孔率降低，提高了其力学性能及服役性能。

技术领域

本发明属于铁水耐火浇注料技术领域，尤其涉及一种防粘渣耐火浇注料及制备的铁水扒渣板及制备方法。

背景技术

全球钢铁产量与日俱增，如何在保证产品的质量前提下有效的提高产品生产效率也是当下亟需解决的问题。其中一个关键生产环节铁水脱硫扒渣工艺，作为铁水除渣提升产品品质的重要环节日渐成为企业和科研工作者关注的重点。目前，铁水包扒渣板通常采用金属材质所制备，但在使用过程中熔损快、使用寿命较短，一般仅5次左右就需要进行更换，更换频繁，严重影响扒渣的效率，增加了工人劳动强度。针对上述问题，国内科研工作者在金属扒渣板表面包裹一层耐火浇注料进而降低扒渣板熔损速度，提高扒渣板使用寿命。

关于扒渣板的防粘性能，现有技术中，有些工厂采用氧化铝、碳化硅等材料对扒渣板的表面进行浇注，该方法在一定程度上提升了扒渣板的耐高温性能，延长了使用寿命。但其主要缺陷是：所制备的铝硅系浇注料其表面与铁水及渣具有浸润性导致粘渣现象严重，且基质易于脱硫剂反应生成硅酸钙侵蚀层，影响扒渣效率和铁水质量。另外，现有技术中将鳞片石墨引入耐火浇注料中，但鳞片石墨为非极性的固体物质，具有疏水性。因此，将鳞片石墨应用在浇注料中时，其易于漂浮于基质表面且难以均匀分散。为了使其具有良好的流动性，需要在含碳浇注料中加入更多的水，导致浇注料中气孔率上升，使得结构疏松。尤其当碳含量超过5wt％时，浇注料的服役性能显著下降。针对上述问题，相关学者降低扒渣铁损方面开展了大量的研究工作。中国专利“铁水扒渣板及使用方法，申请号201910098657.9”公开了一种铁水扒渣板及使用方法，包括连接部和工作部，通过扒渣板结构尺寸与铁水罐结构尺寸的匹配设计、扒渣板复合体结构设置与复合体部件结构尺寸优化以及制备方法制定等，能够达到提高扒渣效率，延长扒渣板使用寿命等改善铁水扒渣综合技术经济制备的目的。但使用焦宝石为原料存在致密度差等问题，且加入直接加入鳞片石墨在浇注料中难以分散等问题。中国专利“用于铁水包扒渣板的浇注料、铁水包扒渣板及其制备方法，授权公告号CN112979327A”公开了一种采用Al₂O₃-SiC-C混合废料以及蓝晶石尾矿作为主要原料，废料中含有的SiC和C能降低铁水、渣质以及脱硫剂与浇注料基质表面的浸润性、提高了扒渣效率并优化铁水品质。但在实际生产应用中，其碳易被氧化，且碳含量有限，对扒渣效率的提高有限，难以延长复合扒渣板服役寿命。

综上可知，现有技术中并没有提升铁水包扒渣板的防粘渣的有效方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决背景技术中提及的问题，提供一种防粘渣耐火浇注料及制备的铁水扒渣板及制备方法。防粘渣耐火浇注料具有延长复合扒渣板服役寿命、防止扒渣板衬里耐火材料粘渣、提高扒渣效率、缩短扒渣时间、降低扒渣铁损、简化扒渣操作等优点。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种防粘渣耐火浇注料，由骨料、碳源和添加剂制备而成，其中，骨料包括白刚玉、碳化硅和叶腊石，碳源为土状石墨。

在其中的一些实施例中，添加剂包括氧化铝、致密刚玉、硅微粉、纯铝酸钙水泥、硅溶胶、锂辉石、金属硅粉、金属铝粉、防爆纤维、钢纤维及减水剂。