用于电炉渣/铁口的浇注料及浇注电炉渣/铁口的方法

摘要

本发明提供了用于电炉渣/铁口的浇注料及利用该浇注料浇注电炉渣/铁口的方法。所述浇注料包含50wt％～60wt％的碳化硅颗粒、12wt％～16wt％的碳化硅细粉、0wt％～8wt％的A1

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，具体地讲，涉及一种用于电炉渣/铁口的浇注料及利用该浇注料浇注电炉渣/铁口的方法。

背景技术

在采用电炉冶炼高钛渣的工艺中，渣/铁口是渣/铁流出的通道，渣/铁口的使用寿命直接影响高钛渣冶炼工艺是否能顺利进行。在冶炼钛渣的工艺中，由于渣/铁口耐火材料使用寿命很低，直接影响了钛渣的生产。

由于高钛渣的熔化温度高，造成冶炼温度高，正常出渣温度为1750℃左右，在电炉强化冶炼时可达1900℃以上。电炉渣/铁口一般采用现场浇注，但普通浇注料需进行严格的养护和烘烤后才可投入使用。需要养护和烘烤的浇注料一般采用水泥作为结合剂，生产好后，在现场加水搅拌后进行浇注。浇注后一般需养护1天以上才能脱模，脱模后一般需养护3天，由于浇注块中含有大量的自由水好结合水，需按照严格的烘烤制度进行烘烤，否则会出现裂纹甚至发生爆炸。

然而，由于现场特殊的工作条件，无法进行养护和烘烤，势必影响浇注料的结构性能；加上原有浇注料一般为高铝或刚玉质浇注料，但高钛渣对该类材质侵蚀严重并该类材质受到高温渣/铁的冲刷，使用寿命普遍不高，一般为10～30天。因此，亟须提供一种免养护、免烘烤的在现场施工完毕短时间后即可投入使用的浇注料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可免养护和免烘烤的用于电炉渣/铁口的浇注料。

本发明的另一目的在于提供一种避免浇注料由于不养护和不烘烤对耐火材料结构性能造成的伤害的浇注电炉渣/铁口的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于电炉渣/铁口的浇注料，所述浇注料包含50wt％～60wt％的碳化硅颗粒、12wt％～16wt％的碳化硅细粉、0wt％～8wt％的Al₂O₃微粉、0wt％～5wt％的硅微粉、0wt％～5wt％的添加剂、5wt％～9％wt的结合剂及另加的5wt％～9％wt的结合剂和1wt％～4wt％的促凝剂，其特征在于：上述碳化硅颗粒、碳化硅细粉、Al₂O₃微粉、硅微粉和添加剂混合后在混碾机上混练，然后加入结合剂再次混练并困料，当进行现场浇注时，再另加入结合剂和促凝剂，搅拌均匀后得到用于电炉渣/铁口的浇注料，其中，所述添加剂为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、羧甲基纤维素、木质素磺酸钙中的至少一种，所述的结合剂为六偏磷酸钠、磷酸、磷酸铝中的至少一种。

本发明还提供了一种浇注电炉渣/铁口的方法，所述方法包括的步骤有：将碳化硅制备成颗粒和细粉；将50wt％～60wt％的碳化硅颗粒、12wt％～16wt％的碳化硅细粉、0wt％～8wt％的Al₂O₃微粉、0wt％～5wt％的硅微粉、0wt％～5wt％的添加剂混合，在混碾机上混练3min～5min，其中，所述添加剂为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、羧甲基纤维素、木质素磺酸钙中的至少一种；向上述所得物中加入5wt％～9wt％的结合剂，混练5min～8min出料，其中，所述的结合剂为六偏磷酸钠、磷酸、磷酸铝中的至少一种；困料24小时；现场浇注时，再加入5wt％～9wt％的结合剂和1wt％～4wt％的促凝剂，搅拌均匀后进行浇注施工，施工完毕2小时即可制备成可投入使用的电炉渣/铁口。

具体实施方式

为了克服现有技术中的浇注料的缺点，本发明采用非水系的液体作为结合剂来提供一种不需要烘烤和养护的浇注料。

在下文中，将详细描述根据本发明的实施例。

根据本发明实施例的电炉渣/铁口的浇注料采用了非水系的液体作为结合剂。具体地讲，根据本发明实施例的电炉渣/铁口的浇注料50wt％～60wt％的0mm～3mm的碳化硅颗粒、12wt％～16wt％的粒度小于180目的碳化硅细粉、0wt％～8wt％的粒度小于5微米的Al₂O₃微粉、0wt％～5wt％的粒度小于5微米的硅微粉、0wt％～5wt％的添加剂、5wt％～9％wt的结合剂及另加的5wt％～9％wt的结合剂和1wt％～4wt％的促凝剂，其中，所述添加剂为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、羧甲基纤维素、木质素磺酸钙中的至少一种，所述的结合剂为六偏磷酸钠、磷酸、磷酸铝中的至少一种。

因此，根据本发明的浇注料的优点在于使用了非水结合剂，具体地讲，利用上述非水结合剂(如三聚磷酸钠或六偏磷酸钠)来增加浇注料的塑性。

在使用上述浇注料的过程中，将上述碳化硅颗粒、碳化硅细粉、Al₂O₃微粉、硅微粉和添加剂混合后在混碾机上混练3min～5min，然后加入结合剂再次混练5min～8min，然后困料24小时，当进行现场浇注时，再另加入结合剂和促凝剂，搅拌均匀后得到用于电炉渣/铁口的浇注料。

在根据本发明实施例的浇注料中，所述碳化硅的成分为SiC含量＞90wt％、游离碳含量＜2wt％、SiO₂含量＜2wt％、Fe₂O₃含量＜2wt％、Al₂O₃含量＜2wt％、MgO含量＜2wt％；所述Al₂O₃微粉的成分为Al₂O₃含量＞98wt％；所述硅微粉的成分为SiO₂含量＞92wt％。

在根据本发明实施例的浇注料中，所述的促凝剂为水泥和镁砂中的至少一种。

下面，将详细描述利用根据本发明实施例的浇注料浇注电炉渣/铁口的方法。

根据本发明实施例的浇注电炉渣/铁口的方法包括的步骤有：将碳化硅制备成0mm～3mm的颗粒和小于180目的细粉；将50wt％～60wt％的碳化硅颗粒、12wt％～16wt％的碳化硅细粉、0wt％～8wt％的Al₂O₃微粉、0wt％～5wt％的硅微粉、0wt％～5wt％的添加剂混合，在混碾机上混练3min～5min；向上述所得物中加入5wt％～9wt％的结合剂，混练5min～8min出料；困料24小时；现场浇注时，再加入5wt％～9wt％的结合剂和1wt％～4wt％的促凝剂，搅拌均匀后进行浇注施工，施工完毕2小时即可制备成可投入使用的电炉渣/铁口，所述添加剂为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、羧甲基纤维素、木质素磺酸钙中的至少一种；所述的结合剂为六偏磷酸钠、磷酸、磷酸铝中的至少一种；所述的促凝剂为水泥和镁砂中的至少一种。

在根据本发明的实施例的浇注电炉渣/铁口的方法中，加入0wt％～5wt％的添加剂在混练机上混练的主要作用将物料混合均匀；加入5wt％～9wt％的结合剂困料是化学反应，主要作用去除原料中的含铁杂质；现场浇注时再加入结合剂和促凝剂是化学反应，主要作用是结合剂和促凝剂发生的化学反应使浇注料固化，产生足够的强度以备使用。

在根据本发明的实施例的浇注电炉渣/铁口的方法中，所述碳化硅的成分为SiC含量＞90wt％、游离碳含量＜2wt％、SiO₂含量＜2wt％、Fe₂O₃含量＜2wt％、Al₂O₃含量＜2wt％、MgO含量＜2wt％；所述Al₂O₃微粉的成分为Al₂O₃含量＞98wt％；所述硅微粉的成分为SiO₂含量＞92wt％。

下面，将详细描述根据上述方法的本发明的具体实施例。

实施例1

将碳化硅制备成0mm～3mm的颗粒和小于180目的细粉，加入60wt％碳化硅颗粒、12wt％的碳化硅细粉，加入8wt％的Al₂O₃微粉、5wt％的添加剂，在混碾机上混练3min，加入5wt％的结合剂混练8min出料，困料24小时装袋。现场浇注时，再加9％wt的结合剂和1wt％的促凝剂，搅拌均匀后进行浇注施工，施工完毕2小时即可投入使用。

所述碳化硅成分为：SiC含量为91.2wt％，游离碳含量为1.7wt％，SiO₂含量为1.8wt％，Fe₂O₃含量为1.8wt％，Al₂O₃含量为1.6wt％，MgO含量1.5wt％。所述Al₂O₃微粉成分为：Al₂O₃含量为98.5wt％。所述添加剂为三聚磷酸钠。所述结合剂为磷酸和磷酸铝。所述促凝剂为镁砂。

实施例2

将碳化硅制备成0mm～3mm的颗粒和小于180目的细粉，加入56％wt碳化硅颗粒、16％wt的碳化硅细粉，加入6wt％的Al₂O₃微粉、5wt％的硅微粉，在混碾机上混练5min，加入9wt％的结合剂混练5min出料，困料24小时装袋。现场浇注时，再加5wt％的结合剂和3wt％的促凝剂，搅拌均匀后进行浇注施工，施工完毕2小时即可投入使用。

所述碳化硅成分为：SiC含量为94.7wt％，游离碳含量为0.7wt％，SiO₂含量为1.2wt％，Fe₂O₃含量为1.3wt％，Al₂O₃含量为1.2wt％，MgO含量0.8wt％。所述Al₂O₃微粉成分为Al₂O₃含量为99.2wt％。所述硅微粉成分为SiO₂含量为97.2wt％。所述结合剂为六偏磷酸钠和磷酸。所述促凝剂为水泥。

实施例3

将碳化硅制备成0mm～3mm的颗粒和小于180目的细粉，加入60wt％碳化硅颗粒、13wt％的碳化硅细粉、4wt％的硅微粉，3wt％的添加剂，在混碾机上混练5min，加入8wt％的结合剂混练5min出料，困料24小时装袋。现场浇注时，再加8wt％的结合剂和4wt％的促凝剂，搅拌均匀后进行浇注施工，施工完毕2小时即可投入使用。

所述碳化硅成分为：SiC含量为97.6wt％，游离碳含量为0.2wt％，SiO₂含量为0.7wt％，Fe₂O₃含量为0.5wt％，Al₂O₃含量为0.4wt％，MgO含量0.2wt％。所述硅微粉成分为SiO₂含量为95.3wt％。所述添加剂为羧甲基纤维素和木质素磺酸钙。所述的结合剂为磷酸和磷酸铝。所述促凝剂为水泥。

实施例4

将碳化硅制备成0mm～3mm的颗粒和小于180目的细粉，加入50wt％碳化硅颗粒、15wt％的碳化硅细粉，加入8wt％的Al₂O₃微粉、5wt％的硅微粉、5wt％的添加剂，在混碾机上混练4min，加入8wt％的结合剂混练6min出料，困料24小时装袋。现场浇注时，再加7wt％的结合剂和2wt％的促凝剂，搅拌均匀后进行浇注施工，施工完毕2小时即可投入使用。

所述碳化硅成分为：SiC含量为95.7wt％，游离碳含量为0.42wt％，SiO₂含量为1.3wt％，Fe₂O₃含量为1.2wt％，Al₂O₃含量为0.8wt％，MgO含量0.32wt％。所述Al₂O₃微粉成分为Al₂O₃含量为99.2wt％。所述的硅微粉成分为SiO₂含量为90.2wt％。所述的添加剂为六偏磷酸钠和木质素磺酸钙。所述的结合剂为磷酸。所述的促凝剂为水泥和镁砂各1wt％。

表1中示出了根据本发明实施例的碳化硅免烘烤浇注料的理化指标。

表1

  名称  指标  SiC+C/％  ≥65  110℃×24h体积密度/g·cm^-3  ≥2.5  110℃×24h耐压强度/MPa  ≥15.0  1500℃×3h线变化/％  -1.0～1.5

现场使用表明，根据本发明实施例的碳化硅免烘烤浇注料抗高钛渣侵蚀和抗高温渣/铁冲刷能力强，可大幅度提高高钛渣电炉渣/铁口使用寿命，平均寿命为150天，最高使用寿命达到263天。

因此，本发明避免了普通浇注料不养护和不烘烤对耐火材料结构性能造成的伤害，并提高了抗高钛渣侵蚀和抗高温渣/铁冲刷的能力，延长了高钛渣电炉渣/铁口使用寿命，对高钛渣电炉实现稳产达产起到了积极作用，具有良好的经济效益和社会效益。

本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种变形和修改。