一种溶胶结合炉缸自流浇注料制造技术

本发明专利技术提供一种溶胶结合炉缸自流浇注料，包括以下质量百分比的组分：白刚玉70%

【技术实现步骤摘要】
一种溶胶结合炉缸自流浇注料


[0001]本专利技术属于耐火材料
，具体涉及一种溶胶结合炉缸自流浇注料。

技术介绍

[0002]高炉炼铁技术是目前生产铁的主要方法。高炉通常采用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬，高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5部分。其中，高炉炉缸是高炉炼铁过程中的关键部位，其性能决定了高炉的服役寿命。由于高炉炉缸在工作过程中长期受到铁水物理旋流、涡流和化学侵蚀，造成炉缸炉衬的熔损和破坏，因此，需要对高炉炉缸的炉衬材料进行改进，以延长高炉的使用寿命。
[0003]高炉炉缸的炉衬材料通常采用浇注料制备，为了使浇注料中不同粒度的原料更好的结合，需要加入结合剂。水泥由于其早期强度提升快，且强度高，是目前结合性能最好的结合剂。但是由于水泥中含有的氧化钙在高温下会与浇注料或渣中的氧化铝、氧化硅生成低熔点的钙长石或钙黄长石，其熔点大约在1300℃左右，在使用温度下形成液相，导致浇注料的高温性能下降。硅溶胶具有较好的粘结性，可以替代铝酸盐水泥作为浇注料的结合剂进行使用，将硅溶胶作为浇注料的结合剂，不仅不会引入氧化钙，还可以改善浇注料的中高温强度，提高浇注料的体积稳定性。但是，为了使硅溶胶结合浇注料能够快速烘干，通常需要向浇注料中加入铝粉，铝粉与硅溶胶中的水反应，生成氢气，达到快速排水的效果，但是产生的氢气会在材料基质中形成通孔，使材料致密度下降，强度降低，高温性能下降。因此，目前已有的硅溶胶结合浇注料的高温性能仍需提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决目前为使溶胶结合浇注料能快速烘干而加入铝粉后，铝粉与硅溶胶中的水反应生成的氢气在材料基质中形成通孔，使材料致密度下降，高温性能下降的技术问题，而提供了一种溶胶结合炉缸自流浇注料，通过加入碳化铬、金属铝粉、金属钛粉，三者在使用过程中高温下原位生成具有高熔点、高硬度、高热稳定性、高抗氧化性且致密性高的钛铝碳三元层状陶瓷，填充通孔，使浇注料具有显著更高的高温性能。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供一种溶胶结合炉缸自流浇注料，包括以下质量百分比的组分：白刚玉70%
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80%、碳化硅8%
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14%、α
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氧化铝4%
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9%、锆硅灰2%
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8%、碳化铬0.05%
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0.3%、金属铝粉0.05%
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0.3%、金属钛粉0.05%
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0.3%、有机纤维0.01%
‑
0.1%、促凝剂0.3%
‑
1.2%；上述组分的质量百分比的总和为100%；还包括占上述组分总质量6%
‑
15%的硅溶胶。
[0006]优选地，包括以下质量百分比的组分：白刚玉73.4%
‑
77%、碳化硅10.45%
‑
12.95%、α
‑
氧化铝5%
‑
8%、锆硅灰4%
‑
6%、碳化铬0.1%
‑
0.2%、金属铝粉0.1%
‑
0.2%、金属钛粉0.1%
‑
0.2%、有机纤维0.01%
‑
0.05%、促凝剂0.5%
‑
1%；上述组分的质量百分比的总和为100%；
还包括占上述组分总质量6%
‑
10%的硅溶胶。
[0007]优选地，还包括质量百分比为0.5%
‑
1%的固体结合剂，所述固体结合剂为磷酸盐类固体结合剂。
[0008]优选地，碳化铬：金属铝粉：金属钛粉的质量比为1：0.5
‑
2：0.5
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2。
[0009]优选地，所述白刚玉包括粒度为8
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5mm的颗粒、粒度为5
‑
3mm的颗粒、粒度为3
‑
1mm的颗粒、粒度为1
‑
0mm的颗粒和粒度为325目的细粉；且粒度为8
‑
5mm的颗粒：粒度为5
‑
3mm的颗粒：粒度为3
‑
1mm的颗粒：粒度为1
‑
0mm的颗粒：粒度为325目的细粉的质量比为1.4
‑
2：1.4
‑
2：1.4
‑
2：1.4
‑
2：1。
[0010]优选地，所述白刚玉中，Al2O3≥99wt%、Fe2O3≤0.05wt%；所述白刚玉颗粒的体积密度≥3.5g/cm3。
[0011]优选地，所述促凝剂为水泥。
[0012]优选地，所述水泥中，Al2O3≥79wt%、Fe2O3≤0.2wt%、SiO2≤0.5wt%。
[0013]优选地，所述锆硅灰中，SiO2＞96wt%，ZrO2＜3wt%，灼减＜0.05wt%。
[0014]优选地，所述碳化硅包括粒度为1~0mm的颗粒和粒度为325目的细粉；且粒度为1~0mm的颗粒：粒度为325目的细粉的质量比为1
‑
1.5：1。
[0015]本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：本专利技术的溶胶结合炉缸自流浇注料，其中，金属铝粉为浇注料的防爆剂，金属铝粉可与硅溶胶结合剂中的水反应，生成氢气，在材料内部形成细小通孔，可快速排除材料内部多余的水分，防止材料高温爆裂，并且使浇注料可快速烘干；而形成的细小通孔使材料致密性下降，影响浇注料的高温性能，为此，本专利技术实施例的溶胶结合炉缸自流浇注料通过加入碳化铬、金属钛粉，碳化铬、金属铝粉、金属钛粉三者在使用过程中高温下（约1500℃）可原位生成主要成分为Ti3AlC2、Ti2AlC的钛铝碳三元层状陶瓷，钛铝碳三元层状陶瓷既具有类似金属的高导电、导热性、高温塑性和可机械加工性，同时具有陶瓷的致密性、高熔点、高硬度、高耐磨性、高热稳定性和良好的抗氧化性能，该具有高熔点、高硬度、高热稳定性、高抗氧化性且致密性高的陶瓷结构分散在基质中，填充氢气产生的通孔，可使浇注料的高温性能显著提高。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]对于高炉炉缸用溶胶结合浇注料，通常需要加入铝粉，以使浇注料快速烘干，但是，铝粉与硅溶胶中水反应生成的氢气会在材料基质中形成通孔，使材料致密度下降，强度降低，高温性能下降。
[0018]为解决上述问题，本专利技术实施例提供了一种溶胶结合炉缸自流浇注料，包括以下质量百分比的组分：白刚玉70%
‑
80%、碳化硅8%
‑
14%、α
‑
氧化铝4%
‑
9%、锆硅灰2%
‑
8%、碳化铬0.05%
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种溶胶结合炉缸自流浇注料，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：白刚玉70%
‑
80%、碳化硅8%
‑
14%、α
‑
氧化铝4%
‑
9%、锆硅灰2%
‑
8%、碳化铬0.05%
‑
0.3%、金属铝粉0.05%
‑
0.3%、金属钛粉0.05%
‑
0.3%、有机纤维0.01%
‑
0.1%、促凝剂0.3%
‑
1.2%；上述组分的质量百分比的总和为100%；还包括占上述组分总质量6%
‑
15%的硅溶胶。2.根据权利要求1所述的溶胶结合炉缸自流浇注料，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：白刚玉73.4%
‑
77%、碳化硅10.45%
‑
12.95%、α
‑
氧化铝5%
‑
8%、锆硅灰4%
‑
6%、碳化铬0.1%
‑
0.2%、金属铝粉0.1%
‑
0.2%、金属钛粉0.1%
‑
0.2%、有机纤维0.01%
‑
0.05%、促凝剂0.5%
‑
1%；上述组分的质量百分比的总和为100%；还包括占上述组分总质量6%
‑
10%的硅溶胶。3.根据权利要求1所述的溶胶结合炉缸自流浇注料，其特征在于：还包括质量百分比为0.5%
‑
1%的固体结合剂，所述固体结合剂为磷酸盐类固体结合剂。4.根据权利要求1所述的溶胶结合炉缸自流浇注...

【专利技术属性】
技术研发人员：王佳宁，刘琳琳，王皓，邵俊宁，张晗，刘东，颜浩，赵伟，刘美荣，高梅，
申请(专利权)人：日照利尔高温新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：