[发明专利]用于出铁沟分区的复合碳纤维增强浇注料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于出铁沟分区的复合碳纤维增强浇注料及其制备方法，它包括铁线浇注料和渣线浇注料，所述铁线浇注料为浇筑于铁水线以下高炉出铁沟的主沟内衬和支沟内衬；所述渣线浇注料为浇筑于铁水线以上高炉出铁沟的主沟内衬；铁线浇注料由铁线浇注料主料和外加剂组成；渣线浇注料由渣线浇注料主料和外加剂组成。本发明通过铁线浇注料和渣线浇注料的原材料与组分配比的优化，达到铁沟分区耐火材料衬使用功能匹配，改善铁沟浇注料衬的综合使用性能，降低耐火材料消耗成本与环境污染、提高铁沟综合使用性能、延长铁沟使用寿命等综合目的。

技术领域

本发明涉及用于高炉炼铁的耐火材料领域，具体地指一种用于出铁沟分区的复合碳纤维增强浇注料及其制备方法。

背景技术

高炉出铁沟是高炉出铁过程中引导高温铁水和熔渣流动的通道，因而，高炉出铁沟内衬在实际生产过程中与高温铁水、熔渣直接接触，承受流动铁水和熔渣的冲刷、磨损、化学侵蚀以及频繁交替出铁引起的急冷急热，导致铁水和熔渣对耐火材料表层的冲刷磨损、侵蚀熔损、应力裂纹、渗透和结构破损。因此，对高炉出铁沟用耐火材料的高温力学强度、耐化学侵蚀性和热震稳定性提出了严格的技术要求。

随着高炉冶炼技术的不断发展，高炉向大型化、高效化、自动化和长寿命方向发展，单次出铁量与出铁流速增大、出铁时间延长，出铁温度上升，导致铁沟使用工况条件不断恶化，加剧了出铁沟耐火材料的损毁进程及其长寿化的难度。为此，国内学者在高炉出铁沟用Al₂O₃～SiC～C质浇注料的性能改进方面做了大量的工作，并大力地推进了我国高炉铁沟长寿化的技术进步，如：“一种Al₂O₃～SiC～C质铁沟浇注料及其制备方法”(CN103011868A)专利技术公开了一种添加催化剂的铁沟浇注料的制备方法，此方法利用高温下催化剂的作用原位生成碳晶须从而提高铁沟料的高温使用性能，碳晶须具有强度和弹性模量高、耐高温、耐腐蚀等优点，能够提高铁沟浇注料的使用性能以及延长使用寿命，但其主要缺陷在于碳晶须的生成量有限，催化剂的价格昂贵，不利于实现工业化生产。“一种含碳纤维的高炉出铁沟用浇注料及其制备方法”(CN 104072177 A)公开了一种碳纤维添加量为0.2～0.6wt％的铁沟浇注料及其制备方法，主要碳源仍为球状沥青，其中，碳纤维是经纤维开纤工艺制成碳纤维单丝，再在惰性气氛下进行TiO2溶胶浸渍改性；因而，浇注料制备工艺复杂，也未提供碳纤维均匀分散的具体方法。“改良的高炉出铁沟用耐火浇注料”(CN1260372C)公开了一种主骨料由致密电熔刚玉、烧结板状刚玉和电熔棕刚玉构成的铁沟浇注料，通过三种刚玉的互补协调作用，改善浇注料热震稳定性，减少浇注料热震裂纹与剥落破损，但对其他组分公开不充分，也未充分公开其他性能指标情况，不利于技术的大规模推广。