[发明专利]一种高强耐磨铁沟料的制备方法及专用设备

说明书

本发明公开了一种高强耐磨铁沟料的制备方法及专用设备，属于铁沟料生产技术领域。采用本发明混料机，将干湿原料加入干、湿预混室，搅拌1～2h，预混结束后干湿原料进入混料室，继续搅拌，均匀后浇注成型；成型后的坯体在110℃干燥10～24h，在1450～1550℃条件下烧成，保温1～6h，即得到该铁沟料；原料由以下重量份数组分组成：56～64份矾土骨料，19～33份碳化硅，4～10份α‑氧化铝微粉，2～6份叶腊石和2～4份纯铝酸钙水泥；添加剂由0.6～1.2份硅微粉、0.5～2.5份球状沥青和0.06～0.16份减水剂组成。本发明工艺简单和成本低廉，所制备的高强耐磨铁沟料强度高和耐磨性好。

技术领域

本发明属于铁沟料生产技术领域，具体涉及一种高强耐磨铁沟料的制备方法及专用设备。

背景技术

高炉出铁沟作为运输通道将铁水及熔渣输送至容器中。在此过程出铁沟用耐火材料周期性的受到铁水和熔渣的侵蚀及磨损且长期承受反复的冷热交替作用，致使材料易于开裂和损坏，因而严重的影响铁水的品质和性能。造成这种现象的主要原因是出铁沟用耐火材料强度低、耐磨性及抗侵蚀性差。

与此同时，随着钢铁产量的飞速发展，高炉逐步向大型化转变并呈现出铁水流速快、出铁量大、铁水温度高等特点，进而加速了出铁沟用耐火材料的损坏速度。因此，提升铁沟料的性能已成为亟待解决的问题。

一种Al₂O₃-SiC-C质铁沟浇注料及其制备方法(CN103011868A)公开了一种以电熔棕刚玉颗粒、碳化硅颗粒、碳化硅细粉、α-Al₂O₃微粉、二氧化硅微粉、金属抗氧化剂、分散剂和铝酸钙水泥为原料，并外加金属催化剂，干混均匀，制得Al₂O₃-SiC-C质铁沟浇注料。该方法在一定程度上提高铁沟料的高温强度和热震稳定性。但其主要缺陷是：(1)铁沟料中的孔隙并未得到良好的填充导致耐磨性和抗侵蚀性显著降低。(2)原料种类繁多致使生产成本增加。一种再生铁沟料(CN105218119A)公开了一种以刚玉、高铝矾土和碳素材料的滑板磨削废料为主要原料制备出成本低的铁沟浇注料。该方法在一定程度上节约资源并减少环境污染。但其主要缺陷是：(1)滑板磨削废料中杂质含量高严重影响铁沟料的性能；(2)致密化程度较低不利于铁沟料的耐磨和抗铁水侵蚀。Sialon-TiNC复相材料在高炉出铁沟耐火材料中的应用研究(炼钢，2011，30(6))公开了采用叶腊石、金红石和焦炭制备Sialon-TiNC复相材料替代刚玉和碳化硅制备高炉出铁沟耐火材料，该方法一定程度上提升了耐火材料的抗冲刷能力、并且造价较为低廉。但其主要缺陷为：(1)其工艺极为复杂：将钛白粉、叶腊石按一定配比并外加焦炭经6小时湿法球磨、烘干、研磨等工艺制备粉体，再将粉体压制成圆坯经干燥、氮化烧成制备Sialon-TiNC粉体。(2)所制备Sialon-TiNC复合分析其机械强度和抗侵蚀性能较刚玉和碳化硅存在显著的差距。(3)并未利用叶腊石原位分解反应生成的液相及莫来石纤维对材料的耐磨性能进行提升。一种含有叶腊石的钢包沿防粘渣浇注料(CN103601511A)公开了以50～70％的高铝矾土熟料骨料、5～15％叶腊石骨料、5～15％的叶腊石细粉、7～11％的高铝矾土熟料粉、4～8％的普通硅灰、5～8％的高铝水泥为原料制备钢包沿防粘渣浇注料。该方法在一定程度上通过叶腊石原位分解机制提升了材料致密性且改善钢包沿的防粘渣性。但其主要缺陷为：(1)叶腊石加入量过多，导致在高温条件下生成大量的熔融液相，显著降低材料的高温强度和稳定性能。(2)熔融液相与高铝矾土反应生成大量的二次莫来石产生体积膨胀导致基体开裂的问题。

发明内容