[发明专利]一种原生电磁场SiC-ZnO耐火浇注料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种原生电磁场SiC‑ZnO耐火浇注料及其制备方法。其技术方案是：以40～60wt％的碳化硅颗粒、5～10wt％碳化硅细粉和30～55wt％的热电氧化物粉体为原料，混合均匀，得到预混料；然后将所述预混料与所述原料5～15wt％的硅溶胶混合，搅拌均匀，制得原生电磁场SiC‑ZnO耐火浇注料。所述碳化硅颗粒的粒径级配是：粒径小于6mm且大于等于3mm占碳化硅颗粒的30～40wt％，粒径小于3mm且大于等于1mm占碳化硅颗粒的60～70wt％。本发明所制备的原生电磁场SiC‑ZnO耐火浇注料具有优异的高温力学性能、热震稳定性及热电性能，并能利用在服役过程中的温差原位产生电磁场，减少制品对钢水的污染，提升钢铁质量。

技术领域

本发明属于SiC-ZnO耐火浇注料技术领域。具体涉及一种原生电磁场SiC-ZnO耐火浇注料及其制备方法。

背景技术

钢铁生产中，钢渣不可避免地与二次精炼炉以及浇钢系统的水口、塞棒、滑板等耐火材料接触。在这些过程中钢渣对耐火材料的作用主要包括两个方面：由于钢水的冲刷、剥落造成耐火材料整块的落入融钢中，形成尺寸较大的外来夹杂；耐火材料的组成元素溶解到熔融钢铁中，包括耐火材料的构成氧化物或氮化物、碳及各种结合剂与添加剂。因此，耐火材料的剥落与蚀损产生非金属杂质成为制约钢铁品质的重要污染源，为了应对耐火材料苛刻的服役环境，多种新型耐火材料被开发。“一种六铝酸钙轻质耐火材料及其制备方法”(CN201710117068.1)以氧化铝微粉和石灰石为原料制备六铝酸钙轻质耐火材料，有效降低了耐火材料的体积密度和热导率。“一种刚玉-尖晶石轻量耐火材料及其制备方法”(CN201610172544.5)以镁砂和碳为反应源，制备了烧成温度低、气孔率可调的刚玉-尖晶石轻量耐火材料，具有较好的抗渗透性能。虽然所述新型耐火材料的抗渗透和侵蚀性能有所改善，然而，从钢厂的实际应用情况来看，高品质钢的质量控制仍然难以实现。目前仅靠提升耐火材料自身性能的技术，很难消除耐火材料引入的杂质对高品质钢的影响。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种原生电磁场SiC-ZnO耐火浇注料的制备方法，所制备的原生电磁场SiC-ZnO耐火浇注料能利用在服役过程中的温差原位产生电磁场，减少制品对钢水的污染，提升钢铁质量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：以40～60wt％的碳化硅颗粒、5～10wt％碳化硅细粉和30～55wt％的热电氧化物粉体为原料，混合均匀，得到预混料；然后将所述预混料与所述原料5～15wt％的硅溶胶混合，搅拌均匀，制得SiC-ZnO耐火浇注料。

所述的碳化硅颗粒纯度≥98wt％，所述碳化硅颗粒的粒径级配是：粒径小于6mm且大于等于3mm占碳化硅颗粒的30～40wt％，粒径小于3mm且大于等于1mm占碳化硅颗粒的60～70wt％。

所述碳化硅细粉的纯度≥98wt％，碳化硅细粉的粒径≤0.018mm。

所述热电氧化物粉体为氧化锌和或为掺杂氧化锌；所述掺杂氧化锌的掺杂元素为Al、Ga、Ni和In中的一种；所述热电氧化物粉体的纯度≥99wt％，粒径≤5μm。

所述硅溶胶的SiO₂含量为25～30％，pH值为9～11。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：

(1)本发明采用的碳化硅具有良好的耐腐蚀及高温力学性能，同时SiC中添加ZnO能够很好的改善耐火浇注料的热电性能，能够大幅度提升SiC-ZnO耐火浇注料的原生电磁场特性，故所制备的原生电磁场SiC-ZnO耐火浇注料具有优良的高温力学性能及热电性能。

(2)本发明将所制备的原生电磁场SiC-ZnO耐火浇注料用于钢包工作衬，利用炉内热量向钢包炉体外壳传递产生的温度梯度，利用其服役条件的温差原位产生电磁场，不需要借助外部辅助产生电磁场，具有环保和节能优点。