[发明专利]一种亚微米二氧化硅微粉结合铁沟浇注料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种亚微米SiO₂微粉结合铁沟浇注料及其制备方法，其组成按质量百分数计如下：致密刚玉骨料58～62wt％；碳化硅骨料6～10wt％；球沥青2～3wt％；氧化铝微粉4～10wt％；亚微米SiO₂微粉4～5wt％；碳化硅粉7～10wt％；金属硅粉1～1.5wt％；分散剂0.1～0.15wt％；致密刚玉粉6～9wt％；防爆纤维0.06‑0.1wt％；轻烧镁粉0‑0.2wt％。本发明创新的在铁沟浇注料中采用亚微米SiO₂微粉做为结合剂，完全替代水泥使浇注料产生足够的早期强度，突破了传统铁沟浇注料的研究瓶颈。降低了铁沟浇注料的加水量，提高了铁沟浇注料热态抗折强度，减少了浇注料低熔相的产生。同时解决了亚微米SiO₂微粉结合铁沟浇注料的促凝问题及抗爆问题。

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种亚微米SiO₂微粉结合铁沟浇注料及其制备方法。

背景技术

高炉出铁场铁沟在使用过程中，长期受到1450℃以上铁水和炉渣的强烈冲刷作用，使用环境极其恶劣，国内外几乎都是采用的水泥结合的铝碳化硅炭质的浇注料，然而该体系即使采用最高档次的原材料，也无法避免因水泥引入，生成钙长石等低熔点物质带来的高温性能劣化，从而严重制约了铁沟浇注料性能的进一步提高。因此，无水泥结合铁沟浇注料是一直是业界希望达到的理想状态。

国内学者为达到铁沟浇注料无水泥化的目的，进行了大量的研究。一般方法是采用硅溶胶或者采用水硬性氧化铝来替代水泥，提供铁沟浇注料的早期强度。然而，硅溶胶因其自身无法克服的缺点(施工麻烦、冬季结冰失效、现场受高温影响大、加液量大等)，使用效果相比水泥结合铁沟浇注料没有优势，施工性能不能满足现场要求且使用效果波动较大。水硬性氧化铝在浇注料中完全替代水泥结合不但强度低，而且这种氧化铝稳定性不好，尤其水化速度受温度影响极其敏感，同时中温失去结晶水的过程常常会产生微裂纹，使材料的结构致密程度受到影响。

CN201611150300.3公开了一种高炉出铁用无水泥铁沟浇注料及其制备方法，采用ρ-氧化铝(水硬性氧化铝)替代水泥产生早期强度，减少因水泥带来的低熔物，但是加水量大、ρ-氧化铝本身不稳定，ρ-氧化铝在浇注料中受环境温度影响，反应活性差别很大，凝固时间不易控制。

CN201410055772.5公开了一种致密型高强度SiAlON结合铁沟浇注料及其制作方法，采用采用硅溶胶实现了基质增强及无水泥化，但是仍存在施工麻烦、硅溶胶冬季结冰失效、现场受高温影响大、加液量大等问题。

由于在结合方式上一直没有新的突破，因此在无水泥铁沟浇注料系统一直没有比较可行的新的优化方案。

发明内容

本发明目的在于提供一种亚微米SiO₂微粉结合铁沟浇注料及其制备方法，突破了传统铁沟浇注料的研究瓶颈，产生足够的早期强度同时降低了铁沟浇注料的加水量，提高铁沟浇注料热态抗折强度，减少了浇注料低熔相的产生。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种亚微米SiO₂微粉结合铁沟浇注料，其组成按质量百分数计如下：

按上述方案，所述致密刚玉骨料的粒径0.1-8mm；其中Al₂O₃＞98.5wt％，Fe₂O₃＜0.2wt％。

按上述方案，所述碳化硅骨料粒度0.1-1mm；其中SiC含量≥98.5％，Fe₂O₃＜0.3wt％。

按上述方案，所述球沥青的粒度≤1.5mm。