[发明专利]一种轻质铝-镁系浇注料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料浇注料技术领域。具体涉及一种轻质铝-镁系浇注料及其制备方法。

背景技术

     钢包是储存、运输与精炼钢水的重要设备，许多新的钢种都是在钢包中完成的。其内衬耐火材料与钢水接触时间长，高温下长期遭受钢水频繁冲刷以及真空下合金、精炼渣腐蚀等，导致精炼钢包的使用寿命显著降低。

    针对钢包能量损失大、钢水降温影响成材质量等问题，一批具有较低导热率的材料被开发出来。如蛭石、珍珠岩、陶粒和纤维浇注料等，但其高温性能较差，特别是抗渣侵蚀性能差，不能直接用于高温环境下工业炉工作衬等与渣直接接触的部位。由此，高温环境下工业炉工作衬材料目前仍以致密型的耐火材料为主。鉴于上述原因，有人在致密型浇注料的基础上进行改良，发明了如“一种铝-镁系轻质无水泥浇注料及其制备方法”（CN200710052468.5）的专利技术，通过添加多孔陶瓷颗粒降低了材料的导热率，但其所述材料采用的多孔陶瓷颗粒气孔率高，平均孔径较大（小于30μm），且该轻质浇注料如使用在与高温钢渣等介质直接接触的部位，须辅以一定量的致密颗粒以延长寿命。因此在提高抗渣性和降低热导率方面仍难以满足精炼钢包工作衬耐火材料的要求。针对这个问题，申请人发明了“一种铝镁轻质浇注料及其制备方法”（CN20101059586.3）的专利技术，采用平均孔径小于10μm的多孔刚玉陶瓷骨料，同时通过添加氧化镁微粉，利用减水剂基团的疏水性控制氢氧化镁晶体的形成和生长，使得在浇注料内部生成均匀交叉的棒状氢氧化镁晶体并形成网状结构，取代氧化硅水化产生的结合作用，在提高浇注料的强度并降低其导热率的同时，提高了其抗渣性。然而，该发明采用的多孔陶瓷骨料在一定程度上仍然存在孔径较大（10μm），显气孔率较高（30~50％）的问题，且基质不够致密，抗渣侵蚀性能仍有待提高。

发明内容

本发明的目的是提供一体积密度小、显气孔率低、平均孔径小、体积稳定性好、高温强度大、热导率低、抗钢渣等介质侵蚀能力强的能与高温钢渣等介质直接长期接触的轻质铝-镁系浇注料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：以60~85wt%的微孔刚玉颗粒为骨料，以5~30wt%的刚玉细粉、2~10wt%的氧化镁微粉和4~9wt％的α-氧化铝微粉为基质料；先将聚羧酸系减水剂与基质料预混，聚羧酸系减水剂为骨料和基质料之和的0.05~0.3wt%，再将预混后的基质料加入骨料中，然后再外加骨料和基质料之和的3~10wt%的结合剂，搅拌均匀，制得铝镁轻质浇注料；

所述微孔刚玉颗粒的制备方法是：以55~100wt%的工业氧化铝细粉和0~45wt%的工业氢氧化铝细粉为原料、或以55~100wt%的工业氧化铝细粉和0~45wt%的α-氧化铝微粉为原料，再外加所述原料40~80wt%的水，混合，在球磨机上湿磨0.5~3小时，待湿磨料浆凝固，在110~200℃条件下保温12~48小时，然后在1700~1900℃条件下保温1~8小时，制得微孔刚玉颗粒。

所述微孔刚玉颗粒级配为：粒径为10~5mm的颗粒占30~35wt%，粒径为5~3mm的颗粒占20~25wt%，粒径小于3mm的颗粒占10~25wt%；微孔刚玉颗粒的体积密度为2.8~3.5g/cm³，显气孔率为2~6％，平均孔径为0.5~2μm。

所述刚玉细粉为板状刚玉细粉、或为白刚玉细粉、或为混合后的板状刚玉细粉和白刚玉细粉；刚玉细粉的颗粒粒径小于0.088mm。

所述氧化镁微粉的MgO含量>80wt％，颗粒粒径为D₅₀=5μm。  

所述α-氧化铝微粉的Al₂O₃含量>99wt％，颗粒粒径为D₅₀=5μm。

所述工业氧化铝细粉的Al₂O₃含量>99wt%，粒径为0.045~0.088mm。

所述工业氢氧化铝细粉的Al(OH)₃的含量>98wt%，粒径小于0.02mm。

所述结合剂为水泥、硅微粉、铝硅凝胶粉、β-Al₂O₃微粉中的一种或两种。