【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢铁冶金铁水包，具体涉及一种铁水包工作衬浇注料、铁水包工作衬及其制备方法。
技术介绍
1、铁水包作为钢铁行业高炉-转炉衔接段最为重要的转运装置，随着冶金技术的发展以及“一包到底”技术方案的提出，其不仅承担着铁水的装容、转运任务，同时承担着在此过程中对铁水进行脱硫、脱磷、脱硅的“三脱”处理。现有铁水包永久衬通常采用轻质保温砖砌筑或浇注料整体浇注，而工作衬主要施工方式为al2o3-sic-c砖砌筑成型，在砌筑施工中的复杂位置需应用异形砖砌筑，不仅施工成本上升，且连接处难以避免残余砌缝，导致结合不紧密，在服役过程中出现砖缝钻铁现象，易造成铁水包寿命缩短，甚至出现安全事故。
2、专利技术专利cn108500249a公开了一种球面底铁水包的包底内衬结构及砌筑方法，在砌筑包底工作层时，在包底与包壁连接部位的空隙处使用刚玉浇注料浇注填充，减少了复杂部位的砌筑缝隙，解决了复杂部位连接、结合难的问题。但该专利技术的球面结构在铁水下落时不仅会承受垂直方向的冲击，同时产生水平方向的拉伸扭矩，会造成砖体劈裂，损毁加速，且铁水包包壁、包底处依旧采用砌筑施工，并未根本解决铁水包工作衬在服役过程中的砌缝渗铁、钻铁问题。
3、专利技术专利cn102728828a公开了一种铁水包工作衬及其制备方法，其工作衬包底部位采用平砌耐火砖+竖砌耐火砖+浇注料三层结构组成，包壁部位采用耐火砖+涂抹料两层结构组成，有效提升了铁水包的使用寿命。但该专利技术在底部冲击区采用平底设计，在铁水周期性下落过程中受到极大冲击，此外，若包底表层浇注料或
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种铁水包工作衬浇注料、铁水包工作衬及其制备方法，通过开发新型的铁水包工作衬浇注料，用于制备铁水包工作衬，从根本上解决砖砌工作衬砖缝渗铁、钻铁的问题，提高铁水包工作衬循环服役寿命。
2、为解决本专利技术所提出的技术问题，本专利技术提供一种铁水包工作衬浇注料，包括组分a和组分b，组分a包括以下质量百分比的原料：粒径5～8mm(不包括5mm)的铬刚玉骨料18～24％、粒径3～5mm(不包括3mm)的铬刚玉骨料15～25％、粒径1～3mm(不包括1mm)的高铝质颗粒10～18％、粒径≤1mm的高铝质颗粒12～16％、粒径0.074～1mm(不包括0.074mm)的碳化硅6～9％、粒径≤0.074mm的碳化硅4～8％、棕刚玉收尘粉6～10％、α-al2o3微粉4～8％、硅微粉2～4％、添加剂1～3％、球沥青1～3％，组分b为改性硅溶胶，组分a与组分b的质量比为100：(3.5～4.5)。
3、上述方案中，所述改性硅溶胶的制备方法为：向硅溶胶中依次加入水溶性树脂、naoh和ba(oh)2，在加热恒温条件下，震荡混合并反应，得到改性硅溶胶。
4、进一步地，所述硅溶胶的固含量不低于30wt％。
5、进一步地，所述水溶性树脂为水溶性纤维素衍生物、水溶性环氧树脂、水溶性酚醛树脂中的一种或多种混合。
6、优选地，所述水溶性树脂为质量比(6.5～9.5)：2的水溶性酚醛树脂和水溶性环氧树脂的混合物。
7、进一步地，所述改性硅溶胶制备过程中，各原料的用量按质量份数计为：硅溶胶60～70份、水溶性树脂20～25份、naoh 8～12份以及ba(oh)2 2～5份。
8、进一步地，所述加热温度为50～65℃，反应时间为2～4h。
9、上述方案中，所述铬刚玉骨料中al2o3与cr2o3的总含量不低于95wt％。
10、上述方案中，所述高铝质颗粒中al2o3含量不低于80wt％。
11、上述方案中，所述碳化硅颗粒中sic含量不低于85wt％。
12、上述方案中，所述棕刚玉收尘粉的粒径≤0.074mm，al2o3含量不低于93wt％，fe2o3含量不高于1.5wt％。
13、上述方案中，α-al2o3微粉和硅微粉的中值粒径d50≤10μm。
14、上述方案中，所述添加剂为si粉、炭黑、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的一种或多种混合，粒径≤0.074mm。
15、上述方案中，所述球沥青的粒径≤0.5mm，c含量不低于50wt％。
16、本专利技术还提供一种采用上述铁水包工作衬浇注料的铁水包工作衬，所述铁水包工作衬位于铁水包永久衬内侧，包括球面包底、上部包壁和下部包壁，所述球面包底为中心对称的凸形球面，球面包底与下部包壁连接处的切线与水平面的夹角θ为12～18°。
17、上述方案中，所述球面包底与下部包壁连接处的厚度d为400～550mm。
18、上述方案中，所述上部包壁的厚度e为120～180mm。
19、上述方案中，所述下部包壁比上部包壁多出厚度g为10～30mm。
20、上述方案中，所述下部包壁的顶端距离球面包底与下部包壁连接处的长度f为600～1000mm。
21、上述方案中，所述铁水包永久衬包括四层，自外向内依次为轻质喷涂料层、纤维毡层、第一保温砖层和第二保温砖层，铁水包永久衬外侧紧贴铁水包钢壳。
22、进一步地，所述轻质喷涂料层的厚度a为10～15mm。
23、进一步地，所述纤维毡层的厚度b为10～15mm。
24、进一步地，所述第一保温砖层和第二保温砖层的总厚度c为90～120mm。
25、本专利技术还提供一种采用上述铁水包工作衬浇注料的铁水包工作衬的制备方法，包括以下步骤：
26、1)将铁水包工作衬浇注料组分a的各原料按质量百分比备料后混合均匀，再按质量比加入组分b混合均匀，得到铁水包工作衬浇注料；
27、2)安装浇注模板，浇注模板与铁水包永久衬内壁之间形成浇注腔，从浇筑模板的浇筑孔向浇注腔内浇注铁水包工作衬浇注料；
28、3)完成浇注后密封浇注孔，在浇筑模板上开设排气孔，养护后拆除模板，得到铁水包工作衬。
29、上述方案中，所述养护为自然养护，养护时间为4～6h。
30、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
31、1)本专利技术开发了一种新型的铁水包工作衬浇注料用于制备铁水包工作衬，从根本上解决砖砌工作衬砖缝渗铁、钻铁的问题，提高铁水包工作衬的循环服役寿命。该浇注料采用改性硅溶胶结合体系保障材料的施工性能和在不同温度段的服役性能，常温下通过改性硅溶胶-水质形成得到长链状si-o-c网络以及形成溶胶微粒镶嵌结构大幅提升施工性能及力学性能，高温下通过改性硅溶胶的高活性反应延长材料服役寿命。此外，采用铬刚玉作为骨料，铬刚玉中的铬会在高温下脱溶析出，穿插于骨料-基质间，进一步增强结合能力。因此，该浇注料能够满足铁水包服役要求，具有广阔的应用前景。
32、2)本专利技术设计了一种铁水包工作衬“凸型球面”包底结构，所设计的“凸型球面”包底结构通过控制切角θ将铁水下落的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铁水包工作衬浇注料，其特征在于，包括组分A和组分B，所述组分A包括以下质量百分比的原料：粒径5～8mm的铬刚玉骨料18～24％、粒径3～5mm的铬刚玉骨料15～25％、粒径1～3mm的高铝质颗粒10～18％、粒径≤1mm的高铝质颗粒12～16％、粒径0.074～1mm的碳化硅6～9％、粒径≤0.074mm的碳化硅4～8％、棕刚玉收尘粉6～10％、α-Al2O3微粉4～8％、硅微粉2～4％、添加剂1～3％、球沥青1～3％，所述组分B为改性硅溶胶，所述组分A与组分B的质量比为100：(3.5～4.5)；
2.根据权利要求1所述的铁水包工作衬浇注料，其特征在于，所述水溶性树脂为水溶性纤维素衍生物、水溶性环氧树脂、水溶性酚醛树脂中的一种或多种混合；所述硅溶胶的固含量不低于30wt％。
3.根据权利要求1所述的铁水包工作衬浇注料，其特征在于，所述改性硅溶胶制备过程中，各原料的用量按质量份数计为：硅溶胶60～70份、水溶性树脂20～25份、NaOH 8～12份以及Ba(OH)2 2～5份；所述加热温度为50～65℃，反应时间为2～4h。
4.根据权
5.采用权利要求1-4任一项所述的铁水包工作衬浇注料的铁水包工作衬，其特征在于，所述铁水包工作衬位于铁水包永久衬内侧，包括球面包底、上部包壁和下部包壁，所述球面包底为中心对称的凸形球面，球面包底与下部包壁连接处的切线与水平面的夹角θ为12～18°。
6.根据权利要求5所述的铁水包工作衬，其特征在于，所述上部包壁的厚度e为120～180mm；所述下部包壁比上部包壁多出厚度g为10～30mm；所述下部包壁的顶端距离球面包底与下部包壁连接处的长度f为600～1000mm；所述球面包底与下部包壁连接处的厚度d为400～550mm。
7.根据权利要求5所述的铁水包工作衬，其特征在于，所述铁水包永久衬包括四层，自外向内依次为轻质喷涂料层、纤维毡层、第一保温砖层和第二保温砖层，铁水包永久衬外侧紧贴铁水包钢壳。
8.根据权利要求7所述的铁水包工作衬，其特征在于，所述轻质喷涂料层的厚度a为10～15mm；所述纤维毡层的厚度b为10～15mm；所述第一保温砖层与第二层保温砖层的总厚度c为90～120mm。
9.采用权利要求1-4任一项所述的铁水包工作衬浇注料的铁水包工作衬的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的铁水包工作衬的制备方法，其特征在于，所述养护为自然养护，养护时间为4～6h。
...【技术特征摘要】
1.一种铁水包工作衬浇注料，其特征在于，包括组分a和组分b，所述组分a包括以下质量百分比的原料：粒径5～8mm的铬刚玉骨料18～24％、粒径3～5mm的铬刚玉骨料15～25％、粒径1～3mm的高铝质颗粒10～18％、粒径≤1mm的高铝质颗粒12～16％、粒径0.074～1mm的碳化硅6～9％、粒径≤0.074mm的碳化硅4～8％、棕刚玉收尘粉6～10％、α-al2o3微粉4～8％、硅微粉2～4％、添加剂1～3％、球沥青1～3％，所述组分b为改性硅溶胶，所述组分a与组分b的质量比为100：(3.5～4.5)；
2.根据权利要求1所述的铁水包工作衬浇注料，其特征在于，所述水溶性树脂为水溶性纤维素衍生物、水溶性环氧树脂、水溶性酚醛树脂中的一种或多种混合；所述硅溶胶的固含量不低于30wt％。
3.根据权利要求1所述的铁水包工作衬浇注料，其特征在于，所述改性硅溶胶制备过程中，各原料的用量按质量份数计为：硅溶胶60～70份、水溶性树脂20～25份、naoh 8～12份以及ba(oh)2 2～5份；所述加热温度为50～65℃，反应时间为2～4h。
4.根据权利要求1所述的铁水包工作衬浇注料，其特征在于，所述铬刚玉骨料中al2o3与cr2o3的总含量不低于95wt％；所述棕刚玉收尘粉的al2o3含量不低于93wt％，fe2o3含量不高于1.5wt％；所述添加剂为si粉、炭黑、三聚磷...
【专利技术属性】
技术研发人员：鞠茂奇，程水明，夏昌勇，邵荣丹，丛培源，魏建修，
申请(专利权)人：中冶武汉冶金建筑研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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