一种防粘渣耐火浇注料及制备的铁水扒渣板及制备方法技术

本发明专利技术公开了防粘渣耐火浇注料及制备的铁水扒渣板及制备方法，其中，防粘渣耐火浇注料，由骨料、碳源和添加剂制备而成，其中，骨料包括白刚玉、碳化硅和叶腊石，碳源为土状石墨。本发明专利技术提高了材料的抗侵蚀性能以及机械强度，改善了材料的粘渣性能、高温强度以及热震稳定性。本发明专利技术以碳含量高的土状石墨作为碳源，由于土状石墨不易被钢水及熔渣浸润，有效降低铁水、熔渣及脱硫剂与浇注料基质表面的浸润性，降低浇注料表面粘渣。此外，石墨具有热膨胀系数小和热导率高等优点，显著改善浇注料的热震稳定性，提高了扒渣板工作效率并优化铁水品质。本发明专利技术采用硅溶胶对土状石墨表面进行改性，使得浇注料的气孔率降低，提高了其力学性能及服役性能。能及服役性能。能及服役性能。

【技术实现步骤摘要】
一种防粘渣耐火浇注料及制备的铁水扒渣板及制备方法


[0001]本专利技术属于铁水耐火浇注料
，尤其涉及一种防粘渣耐火浇注料及制备的铁水扒渣板及制备方法。

技术介绍

[0002]全球钢铁产量与日俱增，如何在保证产品的质量前提下有效的提高产品生产效率也是当下亟需解决的问题。其中一个关键生产环节铁水脱硫扒渣工艺，作为铁水除渣提升产品品质的重要环节日渐成为企业和科研工作者关注的重点。目前，铁水包扒渣板通常采用金属材质所制备，但在使用过程中熔损快、使用寿命较短，一般仅5次左右就需要进行更换，更换频繁，严重影响扒渣的效率，增加了工人劳动强度。针对上述问题，国内科研工作者在金属扒渣板表面包裹一层耐火浇注料进而降低扒渣板熔损速度，提高扒渣板使用寿命。
[0003]关于扒渣板的防粘性能，现有技术中，有些工厂采用氧化铝、碳化硅等材料对扒渣板的表面进行浇注，该方法在一定程度上提升了扒渣板的耐高温性能，延长了使用寿命。但其主要缺陷是：所制备的铝硅系浇注料其表面与铁水及渣具有浸润性导致粘渣现象严重，且基质易于脱硫剂反应生成硅酸钙侵蚀层，影响扒渣效率和铁水质量。另外，现有技术中将鳞片石墨引入耐火浇注料中，但鳞片石墨为非极性的固体物质，具有疏水性。因此，将鳞片石墨应用在浇注料中时，其易于漂浮于基质表面且难以均匀分散。为了使其具有良好的流动性，需要在含碳浇注料中加入更多的水，导致浇注料中气孔率上升，使得结构疏松。尤其当碳含量超过5wt％时，浇注料的服役性能显著下降。针对上述问题，相关学者降低扒渣铁损方面开展了大量的研究工作。中国专利“铁水扒渣板及使用方法，申请号201910098657.9”公开了一种铁水扒渣板及使用方法，包括连接部和工作部，通过扒渣板结构尺寸与铁水罐结构尺寸的匹配设计、扒渣板复合体结构设置与复合体部件结构尺寸优化以及制备方法制定等，能够达到提高扒渣效率，延长扒渣板使用寿命等改善铁水扒渣综合技术经济制备的目的。但使用焦宝石为原料存在致密度差等问题，且加入直接加入鳞片石墨在浇注料中难以分散等问题。中国专利“用于铁水包扒渣板的浇注料、铁水包扒渣板及其制备方法，授权公告号CN112979327A”公开了一种采用Al2O3‑
SiC
‑
C混合废料以及蓝晶石尾矿作为主要原料，废料中含有的SiC和C能降低铁水、渣质以及脱硫剂与浇注料基质表面的浸润性、提高了扒渣效率并优化铁水品质。但在实际生产应用中，其碳易被氧化，且碳含量有限，对扒渣效率的提高有限，难以延长复合扒渣板服役寿命。
[0004]综上可知，现有技术中并没有提升铁水包扒渣板的防粘渣的有效方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决
技术介绍
中提及的问题，提供一种防粘渣耐火浇注料及制备的铁水扒渣板及制备方法。防粘渣耐火浇注料具有延长复合扒渣板服役寿命、防止扒渣板衬里耐火材料粘渣、提高扒渣效率、缩短扒渣时间、降低扒渣铁损、简化扒渣操作等优点。
[0006]为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0007]一种防粘渣耐火浇注料，由骨料、碳源和添加剂制备而成，其中，骨料包括白刚玉、碳化硅和叶腊石，碳源为土状石墨。
[0008]在其中的一些实施例中，添加剂包括氧化铝、致密刚玉、硅微粉、纯铝酸钙水泥、硅溶胶、锂辉石、金属硅粉、金属铝粉、防爆纤维、钢纤维及减水剂。
[0009]在其中的一些实施例中，骨料、碳源和添加剂比例按质量份数：44～60份白刚玉、7～25份碳化硅、1.5～4.5份叶腊石、8～10份土状石墨、6～10份氧化铝、2～4份致密刚玉、1～3份硅微粉、3～8份纯铝酸钙水泥、3～8份硅溶胶、0.5～1.5份锂辉石、0.5～1.5份金属硅粉、0.05～0.15份金属铝粉、0.1～0.3份防爆纤维、1.5～3.5份钢纤维及0.15～0.35份减水剂。
[0010]在其中的一些实施例中，白刚玉中Al2O3含量为98～99.5wt％；白刚玉的级配是：粒径为8～5mm占防粘渣耐火浇注料总重量的14～22wt％，粒径为5～3mm占防粘渣耐火浇注料总重量的16～24wt％，粒径为3～1mm占防粘渣耐火浇注料总重量的9～13wt％，粒径为1～0.088占防粘渣耐火浇注料总重量的2～5wt％。
[0011]在其中的一些实施例中，硅溶胶中二氧化硅含量20～40wt％；锂辉石为粒径≤0.074μm；叶腊石中化学成分SiO2含量为65～75wt％，Al2O3含量为25～35wt％，叶腊石粒径为1～0.088mm。
[0012]防粘渣耐火浇注料制备的铁水扒渣板。
[0013]一种防粘渣耐火浇注料制备铁水扒渣板的方法，包括以下步骤：
[0014]步骤一：取硅溶胶，加入水稀释硅溶胶黏度，配成硅溶胶溶液，将土状石墨加入硅溶胶溶液中搅拌均匀，并浸泡后自然干燥后，获得硅溶胶改性土状石墨备用；
[0015]步骤二：在搅拌机中加入白刚玉、碳化硅、氧化铝、致密刚玉、叶腊石、硅微粉、纯铝酸钙水泥、锂辉石、金属硅粉、金属铝粉、六偏磷酸钠、防爆纤维、钢纤维及减水剂搅拌分散均匀，获得混匀料备用；
[0016]步骤三：在搅拌器中加入硅溶胶改性土状石墨、混匀料和水，在搅拌器内调匀后获得防粘渣耐火浇注料，将防粘渣耐火浇注料浇注到模具中，振动成型，养护后，获得铁水扒渣板。
[0017]一种防粘渣耐火浇注料制备铁水扒渣板的方法，包括以下步骤：
[0018]步骤一：取3～8份硅溶胶，加入0.6～1.6份水稀释硅溶胶黏度，配成硅溶胶溶液，将8～10份土状石墨加入硅溶胶溶液中搅拌均匀，并浸泡后自然干燥后，获得硅溶胶改性土状石墨备用；
[0019]步骤二：在搅拌机中加入44～60份白刚玉、7～25份碳化硅、6～10份氧化铝、2～4份致密刚玉、1.5～4.5份叶腊石、1～3份硅微粉、3～8份纯铝酸钙水泥、0.5～1.5份锂辉石、0.5～1.5份金属硅粉、0.5～1.5份金属铝粉、0.1～0.2份六偏磷酸钠、0.1～0.3份防爆纤维、1.5～3.5份钢纤维及0.05～0.15份FS20搅拌5～10min分散均匀，获得混匀料备用；
[0020]步骤三：在搅拌器中加入硅溶胶改性土状石墨、混匀料和水，在搅拌器内调匀后获得防粘渣耐火浇注料，在搅拌器内调匀后获得防粘渣耐火浇注料，将防粘渣耐火浇注料浇注到模具中，振动成型，养护后，获得铁水扒渣板。
[0021]9、一种防粘渣耐火浇注料制备铁水扒渣板的方法，包括以下步骤：
[0022]步骤一：取硅溶胶，加入水稀释硅溶胶黏度，配成硅溶胶溶液，将土状石墨及六偏磷酸钠分别加入硅溶胶溶液中搅拌均匀，无需干燥，获得快速硅溶胶改性土状石墨备用；
[0023]步骤二：在搅拌机中加入白刚玉、碳化硅、氧化铝、致密刚玉、叶腊石、硅微粉、纯铝酸钙水泥、锂辉石、金属硅粉、金属铝粉、防爆纤维、钢纤维及减水剂搅拌分散均匀，获得混匀料备用；
[0024]步骤三：在搅拌器中加入快速硅溶胶改性土状石墨、混匀料和水，在搅拌器内调匀后获得防粘渣耐火浇注料，将防粘渣耐火浇本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防粘渣耐火浇注料，其特征是：由骨料、碳源和添加剂制备而成，其中，骨料包括白刚玉、碳化硅和叶腊石，碳源为土状石墨。2.根据权利要求1所述的一种防粘渣耐火浇注料，其特征是：所述的添加剂包括氧化铝、致密刚玉、硅微粉、纯铝酸钙水泥、硅溶胶、锂辉石、金属硅粉、金属铝粉、防爆纤维、钢纤维及减水剂。3.根据权利要求2所述的一种防粘渣耐火浇注料，其特征是：骨料、碳源和添加剂比例按质量份数：44～60份白刚玉、7～25份碳化硅、1.5～4.5份叶腊石、8～10份土状石墨、6～10份氧化铝、2～4份致密刚玉、1～3份硅微粉、3～8份纯铝酸钙水泥、3～8份硅溶胶、0.5～1.5份锂辉石、0.5～1.5份金属硅粉、0.05～0.15份金属铝粉、0.1～0.3份防爆纤维、1.5～3.5份钢纤维及0.15～0.35份减水剂。4.根据权利要求2所述的一种防粘渣耐火浇注料，其特征是：所述的白刚玉中Al2O3含量为98～99.5wt％；所述的白刚玉的级配是：粒径为8～5mm占防粘渣耐火浇注料总重量的14～22wt％，粒径为5～3mm占防粘渣耐火浇注料总重量的16～24wt％，粒径为3～1mm占防粘渣耐火浇注料总重量的9～13wt％，粒径为1～0.088占防粘渣耐火浇注料总重量的2～5wt％。5.根据权利要求2所述的一种防粘渣耐火浇注料，其特征是：所述的硅溶胶中二氧化硅含量20～40wt％；所述的锂辉石为粒径≤0.074μm；所述的叶腊石中化学成分SiO2含量为65～75wt％，Al2O3含量为25～35wt％，叶腊石粒径为1～0.088mm。6.如权利要求1
‑
5任一防粘渣耐火浇注料制备的铁水扒渣板。7.一种防粘渣耐火浇注料制备铁水扒渣板的方法，其特征是：包括以下步骤：步骤一：取硅溶胶，加入水稀释硅溶胶黏度，配成硅溶胶溶液，将土状石墨加入硅溶胶溶液中搅拌均匀，并浸泡后自然干燥后，获得硅溶胶改性土状石墨备用；步骤二：在搅拌机中加入白刚玉、碳化硅、氧化铝、致密刚玉、叶腊石、硅微粉、纯铝酸钙水泥、锂辉石、金属硅粉、金属铝粉、六偏磷酸钠、防爆纤维、钢纤维及减水剂搅拌分散均匀，获得混匀料备用；步骤三：在搅拌器中加入硅溶胶改性土状石墨、混匀料和水，在搅拌器内调匀后获得防粘渣耐火浇注料，将防粘渣耐火浇注料浇注到模具中，振动成型，养护后，获得铁水扒渣板。8.根据权利要求7所述的一种防粘渣耐火浇注料制备铁水扒渣板的方法，其特征是：包括以下步骤：步骤一：取3～8份硅溶胶，加入0.6～1.6份水稀释硅溶胶黏度，配成硅溶胶溶液，将8～10份土状石墨加入硅溶胶溶液中搅拌均...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明晖，常兵，陈若愚，李赛赛，黄贞益，李灿华，李佩霖，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：