【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢包用耐火材料的，具体涉及一种基于循环耐火材料的刚玉自流浇注料及其制备方法。
技术介绍
1、随着我国高温工业的快速发展，不定形耐火材料每年用量超过700万t，其中又以中低档的铝质浇注料及喷涂料为主，这导致耐火矿生原料资源的消耗日益增加，矿生原料日趋贫乏的形势越来越严峻。耐火原料的生产又是高能耗、高污染的过程，不符合国家环保政策的要求。为了实现我国耐火材料行业节能减排的目标，有效减少传统耐火原料的消耗，进一步提高耐火材料的经济性，采用回收固废耐火原料替代传统耐火原料是我国耐火材料行业发展面临的一个重要而紧迫的课题。
2、自流浇注料是九十年代才发展起来的一种新型耐火材料，该自流料与普通浇注料相比，具有明显的优势。它不但继承了低水泥浇注料致密度高、具有良好的耐火性能，抗侵蚀性能和耐磨性能等优点，而且施工上不需要振动设备而能够自行流动，自行固化密实。随着钢包精炼技术的发展，熔炼温度和熔炼时间都相继提高，使得钢包耐火材料在实际使用中的工作环境越来越苛刻。刚玉自流浇注料主要是应用于透气砖与座砖周边缝隙的填充，在使用过程中会受到出钢钢水和吹氩搅拌钢水的机械冲刷，间歇式生产也会带来较大的温度波动，在浇铸末期还会受到钢包熔渣的化学侵蚀等。
3、目前，常用的铝镁质、高铝质自流浇注料多数是以低水泥、超低水泥为结合剂的浇注料，并加入少量sio2微粉来提高自流浇注料的流动性。因此，在使用过程中，水泥结合的浇注料容易在较低的温度下生成如：钙黄长石等低熔点物相(其熔点约为1560℃)。从而使浇注料烧结并收缩，影响了其高温
4、目前，已有针对刚玉自流浇注料制备及性能优化的技术，如“钢包包底用耐火材料及其制备方法”(cn103482992a)专利技术，一种以60～88wt％的矾土或刚玉，1～16wt％的镁砂，5～14wt％的α-氧化铝微粉，2～10wt％的ρ-氧化铝微粉和0～2wt％的硅微粉为原料，制备铝镁质自流浇注料的专利技术，该方法所制备的自流浇注料在水化过程中形成水合物的缺陷较多，且高温下形成尖晶石，易造成较大的体积膨胀，使用寿命不长；如“利用高炉铁沟沟盖废料制备的自流浇注料及其制备方法”(cn111960808a)专利技术，公开了一种以铁沟沟盖废料15-25份，棕刚玉熟料30-60份，白刚玉10-20份，碳化硅15-25份，硅微粉4-9份，活性氧化铝粉5-10份，纯铝酸钙水泥3-8份，膨胀剂3-5份，减水剂0.5-1份，防爆剂0.05-1份为原料，制备高铝质自流浇注料的专利技术，该方法中硅微粉用量较大，使用温度受限；如“纳米硅溶胶结合炉缸自流料及其制备方法”(cn105732052a)专利技术，公开了一种以刚玉65-80份，碳化硅8-20份，活性氧化铝微粉5-10份，二氧化硅微粉2-5份，球状沥青1-5份，无机纤维0.03-0.08份，溶胶固化剂0.01-0.1份，分散剂0.05-0.15份和纳米硅溶胶7-10份为原料，制备刚玉自流浇注料的专利技术，该方法所使用的结合剂球状沥青为石化副产物，易对环境造成污染，并使铁水增碳，不利于冶炼产品质量的提升；如“基于回收耐火材料的高铝质自流浇注料及其制备方法”(cn115340370a)专利技术，公开了一种以回收刚玉骨料和25.0～34.0wt％的回收锆刚玉骨料，13.0～19.0wt％的回收尖晶石细粉，6.0～9.0wt％的α氧化铝，2.0～5.0wt％的萤石矿渣，1.5～4.5wt％的可水合氧化铝为原料，制备高铝质自流浇注料的专利技术，该方法所使用的萤石矿渣会使材料与炉渣的反应增强，从而使材料的腐蚀速度增加，寿命缩短；又如“新型刚玉自流浇注料的研发及其在钢包上的应用”(《耐火与石灰》2023第48卷第1期p8-11)，公开了一种以钛铝酸钙骨料，白刚玉骨料，活性氧化铝微粉，煅烧氧化铝微粉，铝酸钙水泥，硅微粉为原料，外加一定量分散剂和减水剂制备刚玉自流浇注料的技术，该方法所使用的结合剂为铝酸钙水泥，易对钢水造成ca污染。
5、本专利技术以循环刚玉骨料、循环高压电瓷骨料、循环缺陷型尖晶石和用后短切玄武岩纤维等为主要原料，制备结合性能优异、稳定分散性强和抗侵蚀性能好的高性能刚玉自流浇注料。在实现刚玉自流浇注料无ca化的同时，还能实现刚玉自流浇注料的低成本化及使用寿命延长。
技术实现思路
1、本专利技术旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种稳定高效、绿色环保和成本低廉的基于循环耐火材料的刚玉自流浇注料及其制备方法。用该法所制得的基于循环耐火材料的刚玉自流浇注料的结合强度高、抗侵蚀性能优良和使用寿命长，对我国大宗固体废弃物循环产业的推动具有重大意义。
2、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：先以35.0～47.0wt％的循环刚玉骨料和25.0～34.0wt％的循环高压电瓷骨料，13.0～19.0wt％的缺陷尖晶石细粉，6.0～9.0wt％的活性α氧化铝，2.0～5.0wt％的棕刚玉除尘粉，1.5～4.5wt％的可水合氧化铝为原料，再外加4.5～6.5wt％的水、3.5～4.5wt％的缓凝剂、1.5～2.5wt％的稳定剂和0.05～0.08wt％的循环玄武岩纤维，混合均匀，即得基于循环耐火材料的刚玉自流浇注料。
3、所述循环刚玉骨料来源于废弃钢包座砖、透气砖的循环回收料，其中：粒径介于8～5mm之间的颗粒占比35.0wt％、粒径介于5～3mm之间的颗粒占比19.0wt％、粒径介于3～1mm之间的颗粒占比16.0wt％、粒径介于1～0.088mm之间的颗粒占比8.0wt％、粒径小于0.088mm的细粉占比22.0wt％；循环刚玉骨料的主要化学成分是：al2o3含量≥97.5wt％，na2o含量≤0.5wt％，fe2o3含量≤0.3wt％。
4、所述循环高压电瓷骨料来源于破粉碎的用后高压电瓷，其中：粒径介于5～3mm之间的颗粒占比27.0wt％、粒径介于3～1mm之间的颗粒占比35.0wt％、粒径介于1～0.088mm之间的颗粒占比22.0wt％、粒径小于0.088mm的细粉占比16.0wt％；循环高压电瓷骨料的主要化学成分是：al2o3含量≥49.0wt％，sio2含量≥37.0wt％，mgo含量≤3.1wt％，na2o含量≤0.7wt％，k2o含量≤0.5wt％，fe2o3含量≤0.2wt％。
5、所述缺陷尖晶石细粉为用后电炉炉衬破碎后筛选得到的，其中：粒径介于1～0.088mm之间的颗粒占比33.0wt％、粒径介于0.088～0.045mm之间的颗粒占比52.0wt％、粒径小于0.045mm的细粉占比15.0wt％；缺陷尖晶石细粉的主要化学成分是：mgo含量≥49.0wt％，al2o3含量≥25.0wt％，fe2o3含量≥19.0wt％，sio2含量≤3.5wt％，fe2o3含量≤1.2wt％，il≤0.2wt％。
【技术保护点】
1.一种基于循环耐火材料的刚玉自流浇注料的制备方法，其特征在于先以35.0～47.0wt％的循环刚玉骨料和25.0～34.0wt％的循环高压电瓷骨料，13.0～19.0wt％的缺陷尖晶石细粉，6.0～9.0wt％的活性α氧化铝，2.0～5.0wt％的棕刚玉除尘粉，1.5～4.5wt％的可水合氧化铝为原料，再外加4.5～6.5wt％的水、3.5～4.5wt％的缓凝剂、1.5～2.5wt％的稳定剂和0.05～0.08wt％的循环玄武岩纤维，混合均匀，即得基于循环耐火材料的刚玉自流浇注料。
2.根据权利要求1所述的基于循环耐火材料的刚玉自流浇注料的制备方法，其特征在于所述循环刚玉骨料来源于废弃钢包座砖、透气砖的循环回收料，其中：粒径介于8～5mm之间的颗粒占比35.0wt％、粒径介于5～3mm之间的颗粒占比19.0wt％、粒径介于3～1mm之间的颗粒占比16.0wt％、粒径介于1～0.088mm之间的颗粒占比8.0wt％、粒径小于0.088mm的细粉占比22.0wt％；循环刚玉骨料的主要化学成分是：Al2O3含量≥97.5wt％，Na2O含量≤0.5wt％，Fe2O3含量≤
3.根据权利要求1所述的基于循环耐火材料的刚玉自流浇注料的制备方法，其特征在于所述循环高压电瓷骨料来源于破粉碎的用后高压电瓷，其中：粒径介于5～3mm之间的颗粒占比27.0wt％、粒径介于3～1mm之间的颗粒占比35.0wt％、粒径介于1～0.088mm之间的颗粒占比22.0wt％、粒径小于0.088mm的细粉占比16.0wt％；循环高压电瓷骨料的主要化学成分是：Al2O3含量≥49.0wt％，SiO2含量≥37.0wt％，MgO含量≤3.1wt％，Na2O含量≤0.7wt％，K2O含量≤0.5wt％，Fe2O3含量≤0.2wt％。
4.根据权利要求1所述的基于循环耐火材料的刚玉自流浇注料的制备方法，其特征在于所述缺陷尖晶石细粉为用后电炉炉衬破碎后筛选得到的，其中：粒径介于1～0.088mm之间的颗粒占比33.0wt％、粒径介于0.088～0.045mm之间的颗粒占比52.0wt％、粒径小于0.045mm的细粉占比15.0wt％；缺陷尖晶石细粉的主要化学成分是：MgO含量≥49.0wt％，Al2O3含量≥25.0wt％，Fe2O3含量≥19.0wt％，SiO2含量≤3.5wt％，Fe2O3含量≤1.2wt％，IL≤0.2wt％。
5.根据权利要求1所述的基于循环耐火材料的刚玉自流浇注料的制备方法，其特征在于所述活性α氧化铝的粒径小于0.5μm；活性α氧化铝的主要化学成分是：Al2O3含量≥99.2wt％，Na2O含量≤0.05wt％。
6.根据权利要求1所述的基于循环耐火材料的刚玉自流浇注料的制备方法，其特征在于所述棕刚玉除尘粉为电熔棕刚玉生产过程中布袋除尘收集的固体工业废气物，其粒径小于0.088mm；棕刚玉除尘粉的主要化学成分是：SiO2含量≥36.7wt％，Al2O3含量≥30.5wt％，Fe2O3含量≤1.9wt％。
7.根据权利要求1所述的基于循环耐火材料的刚玉自流浇注料的制备方法，其特征在于所述可水合氧化铝的粒径小于0.074mm；可水合氧化铝的主要化学成分是：Al2O3含量≥64.5wt％，Na2O含量≤0.15wt％，IL≤18.9wt％。
8.根据权利要求1所述的基于循环耐火材料的刚玉自流浇注料的制备方法，其特征在于所述缓凝剂为柠檬酸、酒石酸或磷酸中的一种。
9.根据权利要求1所述的基于循环耐火材料的刚玉自流浇注料的制备方法，其特征在于所述稳定剂为硅酸镁铝溶胶或硅酸镁铝复合硅溶胶中的一种。
10.根据权利要求1所述的基于循环耐火材料的刚玉自流浇注料的制备方法，其特征在于所述循环玄武岩纤维为用后玄武岩纤维短切至3～5mm；玄武岩纤维的主要化学成分是：SiO2含量≥42.6wt％，Al2O3含量≥21.1wt％，MgO含量≥17.0wt％，MgO含量≥9.0wt％，Fe2O3含量≤1.9wt％。
11.一种基于循环耐火材料的刚玉自流浇注料，所述的基于循环耐火材料的刚玉自流浇注料是根据权利要求1～10项中任一项所述的基于循环耐火材料的刚玉自流浇注料的制备方法所制得的基于循环耐火材料的刚玉自流浇注料。
...【技术特征摘要】
1.一种基于循环耐火材料的刚玉自流浇注料的制备方法，其特征在于先以35.0～47.0wt％的循环刚玉骨料和25.0～34.0wt％的循环高压电瓷骨料，13.0～19.0wt％的缺陷尖晶石细粉，6.0～9.0wt％的活性α氧化铝，2.0～5.0wt％的棕刚玉除尘粉，1.5～4.5wt％的可水合氧化铝为原料，再外加4.5～6.5wt％的水、3.5～4.5wt％的缓凝剂、1.5～2.5wt％的稳定剂和0.05～0.08wt％的循环玄武岩纤维，混合均匀，即得基于循环耐火材料的刚玉自流浇注料。
2.根据权利要求1所述的基于循环耐火材料的刚玉自流浇注料的制备方法，其特征在于所述循环刚玉骨料来源于废弃钢包座砖、透气砖的循环回收料，其中：粒径介于8～5mm之间的颗粒占比35.0wt％、粒径介于5～3mm之间的颗粒占比19.0wt％、粒径介于3～1mm之间的颗粒占比16.0wt％、粒径介于1～0.088mm之间的颗粒占比8.0wt％、粒径小于0.088mm的细粉占比22.0wt％；循环刚玉骨料的主要化学成分是：al2o3含量≥97.5wt％，na2o含量≤0.5wt％，fe2o3含量≤0.3wt％。
3.根据权利要求1所述的基于循环耐火材料的刚玉自流浇注料的制备方法，其特征在于所述循环高压电瓷骨料来源于破粉碎的用后高压电瓷，其中：粒径介于5～3mm之间的颗粒占比27.0wt％、粒径介于3～1mm之间的颗粒占比35.0wt％、粒径介于1～0.088mm之间的颗粒占比22.0wt％、粒径小于0.088mm的细粉占比16.0wt％；循环高压电瓷骨料的主要化学成分是：al2o3含量≥49.0wt％，sio2含量≥37.0wt％，mgo含量≤3.1wt％，na2o含量≤0.7wt％，k2o含量≤0.5wt％，fe2o3含量≤0.2wt％。
4.根据权利要求1所述的基于循环耐火材料的刚玉自流浇注料的制备方法，其特征在于所述缺陷尖晶石细粉为用后电炉炉衬破碎后筛选得到的，其中：粒径介于1～0.088mm之间的颗粒占比33.0wt％、粒径介于0.088～0.045mm之间的颗粒占比52.0wt％、粒径小于0...
【专利技术属性】
技术研发人员：余东寿，
申请(专利权)人：宁德华弘新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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