一种陶瓷质高炉摆动流槽及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷质高炉摆动流槽及其制备方法，所述陶瓷质高炉摆动流槽的制备原料包括骨料、陶瓷结合剂、辅料和添加剂，所述骨料包括电熔致密刚玉、棕刚玉、板刚玉、铬刚玉和锆刚玉，所述陶瓷结合剂为含有硅酸锆和二氧化锆的硅铝溶胶，所述辅料包括活性氧化铝粉、氮化硅粉、硅粉和碳化硅，所述添加剂包括金属粉末、促凝剂和防爆剂。

A kind of swing launder for ceramic blast furnace and its preparation method

The invention discloses a ceramic blast furnace swing launder and a preparation method thereof. The preparation raw materials of the ceramic blast furnace swing launder include aggregates, ceramic binders, auxiliary materials and additives. The aggregates include fused dense corundum, brown corundum, plate corundum, chromium corundum and zirconium corundum. The ceramic binders are silica alumina sol containing zirconium silicate and zirconium dioxide, and the auxiliary materials are covered The additive comprises a metal powder, a coagulant and an explosion-proof agent.

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷质高炉摆动流槽及其制备方法
本专利技术涉及耐火材料
，具体涉及一种陶瓷质高炉摆动流槽及其制备方法，尤其是Al2O3-SiC-Sialon-ZrSiO4体系陶瓷质高炉摆动流槽及其制备方法。
技术介绍
随着现代高炉大型化、长寿化和高温高压的操作，引起铁水温度提高，出铁时间延长，出铁量增大，铁水流速增加，对高炉内衬耐火材料的使用条件更加苛刻。摆动流槽作为承接铁水的通道以及铁水预处理的重要场所，由于反复地受到高速铁水的机械冲刷，摆动流槽Al2O3-SiC-C系浇注材料的体积密度、耐压强度、高温抗折强度等性能指标已无法满足现代高炉出铁沟技术的发展。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种陶瓷质高炉摆动流槽及其制备方法，所述陶瓷质高炉摆动流槽的制备原料中使用锆刚玉为骨料，提高了骨料的热稳定性和强度；所述陶瓷质高炉摆动流槽使用新型陶瓷结合剂，所述陶瓷结合剂为含有硅酸锆和二氧化锆的硅铝溶胶，通过硅酸锆、二氧化锆与硅铝溶胶中各分子之间的相互作用，形成网络交联空间结构，有效增强所述陶瓷结合剂的结合作用。本专利技术提供了一种陶瓷质高炉摆动流槽，尤其是Al2O3-SiC-Sialon-ZrSiO4体系陶瓷质高炉摆动流槽，所述陶瓷质高炉摆动流槽的制备原料包括骨料、陶瓷结合剂、辅料、添加剂，所述骨料包括电熔致密刚玉、棕刚玉、板刚玉、铬刚玉和锆刚玉，所述陶瓷结合剂为含有硅酸锆和二氧化锆的硅铝溶胶，所述辅料包括活性氧化铝粉、氮化硅粉、硅粉和碳化硅，所述添加剂包括金属粉末、促凝剂和防爆剂。所述骨料包括电熔致密刚玉、棕刚玉、板刚玉、铬刚玉和锆刚玉，锆刚玉是高级耐火原料，其质地坚韧、结构致密、强度高、抗热震性较好。本专利技术的研究中发现加入锆刚玉的骨料具有优异的耐熔体侵蚀性和强度，能够经受高速铁水的反复机械冲刷。另外，本专利技术意料不到地发现，所述铬刚玉作为骨料，能够提高所述陶瓷质高炉摆动流槽的韧性和防爆性能。所述骨料中各组分的颗粒大小为：电熔致密刚玉8-15mm，锆刚玉3-5mm，棕刚玉1-3mm，板状刚玉5-8mm，铬刚玉3-5mm。本专利技术提供一种新型陶瓷结合剂，所述陶瓷结合剂为含有硅酸锆和二氧化锆的硅铝溶胶，本专利技术发现，所述陶瓷结合剂适合于所述陶瓷质高炉摆动流槽的制备，能够完全取代水泥结合剂，并且在所述陶瓷结合剂中加入硅酸锆和二氧化锆，能够提高所述陶瓷结合剂与所述骨料、辅料的粘结力和固化后的强度。优选的，所述硅铝溶胶还包括二氧化钛，进一步提高所述陶瓷结合剂的耐高温性能。本专利技术还提供所述陶瓷结合剂的制备方法，具体步骤如下：(a)将正硅酸乙酯、盐酸、乙醇和去离子水在室温下，搅拌30-40min得到硅溶胶；其中所述的正硅酸乙酯、乙醇、去离子水和盐酸摩尔比＝1：3-4：5-7：0.05-0.1；(b)将铝盐和硅酸锆加入步骤(a)得到的硅溶胶中，在30-40℃下，搅拌10-20min得到硅铝溶胶，加入的铝盐与正硅酸乙酯的摩尔比为0.1-0.3，硅酸锆与正硅酸乙酯的摩尔比为0.3-0.5；(c)将三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水，在高速条件下搅拌30-40min得到二氧化钛溶胶；其中所述的三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水质量比＝1:3:5-10:2-5；(d)在搅拌条件下，将步骤(c)得到的二氧化钛溶胶缓慢滴加到步骤(b)得到的硅铝溶胶中，同时缓慢加入二氧化锆，搅拌均匀后，在80℃下干燥，得到所述陶瓷结合剂；其中，加入二氧化钛溶胶时，二氧化钛与正硅酸乙酯的摩尔比为0.5-0.7，加入二氧化锆时，二氧化锆与正硅酸乙酯的摩尔比为0.05-0.08。所述铝盐为氯化铝和/或硝酸铝。优选的，所述辅料包括活性氧化铝粉、氮化硅粉、硅粉、碳化硅和硅酸锆。在传统高炉摆动流槽的制备原料中，碳化硅存在易被氧化的缺点，本专利技术在辅料中添加活性氧化铝粉、氮化硅粉、硅粉和硅酸锆，活性氧化铝粉、氮化硅粉和硅粉发生原位反应生成SiAlON(塞隆)基质，本专利技术意料不到地发现，硅酸锆中的氧原子与Si、Al、N原子相互作用，提高了所述辅料中各种基质的固－固直接结合率，提高了所述陶瓷质高炉摆动流槽的制备原料的抗氧化性能。所述辅料中各组分的颗粒大小为：活性氧化铝粉＜2um，碳化硅5-8mm，硅酸锆1-3mm。所述添加剂包括金属粉末、促凝剂和防爆剂。所述金属粉末选自铝粉、镁粉，所述促凝剂为氯化钙，所述防爆剂为聚丙烯纤维。所述陶瓷质高炉摆动流槽的制备原料各组分的重量份数为：所述骨料46-66份，所述陶瓷结合剂8-13份，所述辅料20-37份，所述添加剂1.6-3份。所述电熔致密刚玉16-20份，锆刚玉10-15份，所述棕刚玉5-10份，板状刚玉10-13份，铬刚玉5-8份。在辅料中，所述活性氧化铝粉11-12份，氮化硅粉5-7份，硅粉1-3份，碳化硅3-5份，硅酸锆8-10份。所述金属粉0.3-0.5份，氯化钙0.3-0.5份，聚丙烯纤维1-2份。本专利技术还提供了所述陶瓷质高炉摆动流槽的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)将符合粒径要求所述骨料混合均匀；(2)制备所述陶瓷结合剂；(3)将符合粒径要求所述氮化硅粉、硅粉、碳化硅混合均匀，再依次加入硅酸锆和活性氧化铝粉混合均匀，得到所述辅料；(4)将符合粒径要求所述金属粉、促凝剂和防爆剂混合均匀，得到所述添加剂；(5)在所述骨料中缓慢地依次加入所述辅料和添加剂，混合均匀；在浇筑现场，再加入所述陶瓷结合剂，再次混合均匀，得到浇注料；(6)所述浇注料浇筑成型后，先预热到500-550℃，再逐渐升温到1450-1500℃，升温速率为5-6℃/min，烧制20-25个小时，冷却后得到所述陶瓷质高炉摆动流槽。所述步骤(1)、(2)、(3)和(4)的顺序能够任意变化。具体实施方式除非另有定义，本专利技术中所使用的所有科学和技术术语具有与本专利技术涉及
的技术人员通常理解的相同的含义。以下实施例用来说明本专利技术，但不用来限制本专利技术。实施例1本实施例使用电熔致密刚玉8mm为16份，棕刚玉3mm为10份，板刚玉5mm为10份，铬刚玉5mm为5份，锆刚玉5mm为15份，陶瓷结合剂为13份，活性氧化铝粉1um为11份，氮化硅粉5份，硅粉3份，碳化硅5mm为3份，镁粉0.1份，铝粉0.2份，氯化钙0.3份，聚丙烯纤维2份。(1)将电熔致密刚玉、棕刚玉、板刚玉、铬刚玉和锆刚玉混合均匀，得到骨料；(2)将正硅酸乙酯、盐酸、乙醇和去离子水在室温下，搅拌30-40min得到硅溶胶；其中正硅酸乙酯、乙醇、去离子水和盐酸摩尔比＝1：3：5：0.05；(3)将氯化铝和硅酸锆加入步骤(2)得到的硅溶胶中，在30-40℃下，搅拌10-20min得到硅铝溶胶，加入的氯化铝与正硅酸乙酯的摩尔比为0.1，硅酸锆与正硅酸乙酯的摩尔比为0.5；(4)将三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水，在高速条件下搅拌30-40min得到二氧化钛溶胶；其中三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水质量比＝1:3:5:2；(5)在搅拌条件下，将步骤(4)得到的二氧化钛溶胶缓慢滴加步骤(3)得到的硅铝溶胶中，同时缓慢加入二氧化锆，搅拌均匀后，在80℃下干燥，得到陶瓷结合剂；其中，加入二氧化钛溶胶时，二氧化钛与正硅酸乙酯的摩尔比为0.5，加入二氧化锆时，二氧化锆与正硅酸乙酯的摩尔比为0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷质高炉摆动流槽，其特征在于，所述陶瓷质高炉摆动流槽的制备原料包括骨料、陶瓷结合剂、辅料和添加剂，所述骨料包括电熔致密刚玉、棕刚玉、板刚玉、铬刚玉和锆刚玉，所述陶瓷结合剂为含有硅酸锆和二氧化锆的硅铝溶胶，所述辅料包括活性氧化铝粉、氮化硅粉、硅粉和碳化硅，所述添加剂包括金属粉末、促凝剂和防爆剂。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷质高炉摆动流槽，其特征在于，所述陶瓷质高炉摆动流槽的制备原料包括骨料、陶瓷结合剂、辅料和添加剂，所述骨料包括电熔致密刚玉、棕刚玉、板刚玉、铬刚玉和锆刚玉，所述陶瓷结合剂为含有硅酸锆和二氧化锆的硅铝溶胶，所述辅料包括活性氧化铝粉、氮化硅粉、硅粉和碳化硅，所述添加剂包括金属粉末、促凝剂和防爆剂。2.根据权利要求1所述的陶瓷质高炉摆动流槽，其特征在于，所述骨料中各组分的颗粒大小为：电熔致密刚玉8-15mm，锆刚玉3-5mm，棕刚玉1-3mm，板状刚玉5-8mm，铬刚玉3-5mm。3.根据权利要求1所述的陶瓷质高炉摆动流槽，其特征在于，所述陶瓷结合剂为含有硅酸锆、二氧化锆和二氧化钛的硅铝溶胶。4.根据权利要求3所述的陶瓷质高炉摆动流槽，其特征在于，所述陶瓷结合剂的制备方法如下：(a)将正硅酸乙酯、盐酸、乙醇和去离子水在室温下，搅拌30-40min得到硅溶胶；其中所述的正硅酸乙酯、乙醇、去离子水和盐酸摩尔比＝1：3-4：5-7：0.05-0.1；(b)将铝盐和硅酸锆加入步骤(a)得到的硅溶胶中，在30-40℃下，搅拌10-20min得到硅铝溶胶，加入的铝盐与正硅酸乙酯的摩尔比为0.1-0.3，硅酸锆与正硅酸乙酯的摩尔比为0.3-0.5；(c)将三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水，在高速条件下搅拌30-40min得到二氧化钛溶胶；其中所述的三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水质量比＝1:3:5-10:2-5；(d)在搅拌条件下，将步骤(c)得到的二氧化钛溶胶缓慢滴加到步骤(b)得到的硅铝溶胶中，同时缓慢加入二氧化锆，搅拌均匀后，在80℃下干燥，得到所述陶瓷结合剂；其中，加入二氧化钛溶胶时，二氧化钛与正硅酸乙酯的摩尔比为0.5-0.7，加入二氧化锆时，二氧化锆与正硅酸乙酯的摩尔比为0.05-0.08；所述铝盐为氯化铝和/或硝酸铝。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔健健，张文，佘春霞，许华，
申请(专利权)人：长兴煤山新型炉料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33