[发明专利]一种Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于铁沟浇注料技术领域。具体涉及一种Al₂O₃-SiC-C质铁沟浇注料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着高炉冶炼技术的发展，冶炼强度不断加大，2011年全国高炉生铁已达6.28亿吨，高炉出铁沟耐火材料消耗量较大。Al₂O₃-SiC-C质浇注料具有强度高、耐冲刷、抗热震和使用寿命较长等特点，同时碳和碳化硅的高导热性、低膨胀率和渣非润湿性都赋予此材料体系良好的物理化学性能，从而广泛应用于高炉出铁沟系统。目前，高炉的容积不断增大，对一次性出铁量的要求不断提高，因此，Al₂O₃-SiC-C质铁沟料也相应的向着高通铁量、高稳定性、大流动值的方向发展。

为进一步提高铁沟浇注料的使用性能， 国内外学者纷纷通过优化基质来改善其使用性能。如“一种新型主铁沟浇注料”（CN201110044222.X）专利技术，公开了用改性纳米碳粉取代沥青，提高其抗氧化性能和残炭率，还能改良烘烤时抗爆裂性能，但是抗热震性能不太理想；“一种大于2500m³高炉主铁沟浇注料”（CN201210281186.3）专利技术，公开了加入锌铝尖晶石粉、纳米级硅酸锆、氧化锆空心球并以二氧化硅溶胶悬浮液做纳米结合剂，提高了浇注料的热震稳定性，但成本也相应提高了许多，且抗氧化还没有得到很好的解决；“一种铁沟浇注料及其制备方法”（CN201210098290.9）专利技术，公开了用改性石墨部分代替球状沥青，提高其抗氧化性能，减少环境污染，但高温抗折强度相应的减少。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种成本较低的Al₂O₃-SiC-C质铁沟浇注料的制备方法，用该方法制备的Al₂O₃-SiC-C质铁沟浇注料的加水量少、流动值大、高温使用性能良好和热震稳定性强，高炉铁沟通铁量大和耐火材料消耗少。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：先以50～60wt%的电熔棕刚玉颗粒、8～12wt%的电熔棕刚玉细粉、3～10wt%的碳化硅颗粒、6～11wt%的碳化硅细粉，3～7wt%的α-Al₂O₃微粉、2～4wt%的球状沥青、2～4wt%的二氧化硅微粉、2～4wt%的铝酸钙水泥、2～4wt%的金属抗氧化剂和0.1～0.3wt%的分散剂为原料，外加所述原料0.1～3wt%的催化剂，干混均匀，即得Al₂O₃-SiC-C质铁沟浇注料。

所述电熔棕刚玉的Al₂O₃含量大于94wt%；电熔棕刚玉颗粒粒度为0.088～8mm，电熔棕刚玉细粉粒度小于0.088mm。  

所述碳化硅的SiC含量大于97wt%；碳化硅颗粒粒度小于1mm，碳化硅细粉粒度小于0.088mm。

所述α-氧化铝微粉的Al₂O₃含量大于99wt%，粒度小于8μm。

所述二氧化硅微粉为挪威埃肯公司生产951型二氧化硅微粉。

所述铝酸钙水泥为凯诺斯公司生产的Secar 71型水泥。

所述催化剂为Fe粉、Co粉、Ni粉、FeCo合金粉、FeNi合金粉和CoNi合金粉中的一种，平均粒径为0.02～9μm。

所述金属抗氧化剂为金属Si、或为金属Al、或为金属Si和金属Al的混合物。

本发明制备的Al₂O₃-SiC-C质铁沟浇注料的使用方法是：加4～6%的水湿混均匀后，振动浇注成型，室温养护24～28小时脱模，70～120℃干燥24～28小时。经1400～1500℃热处理2～3小时后出现碳晶须。经检测：加水量4～6%时，泥料流动值为140～160mm，110℃×24h体积密度2.90～3.00g/cm³，抗折强度13～14MPa，耐压强度45～48Mpa；1450℃×3h热处理后有碳晶须生成，线变化率0.14～0.26%，质量损失率-0.44～0%，体积密度2.85～3.00 g/cm³，抗折强度17～22MPa，耐压强度70～75MPa，两次热震后的残余强度达到56MPa。