專利名稱：高爐出鐵溝的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種高爐出鐵溝的制備方法，屬于耐火澆注料領域。
背景技術：
高爐出鐵溝是高溫鐵水和熔渣流經的通道。現有的出鐵溝澆注料為普通Al2O3-SiC-C質澆注料，但是一般普通的Al2O3-SiC-C質出鐵溝澆注料在2500m3高爐上使用，一次性通鐵量在17萬噸。隨著強化冶煉，提高產量的需求日益突出，出鐵溝要求一次性通 鐵量的要求也越來越嚴格，通鐵量卻不夠理想。CN100519483 (2009-7-29)公開了一種出鐵溝料及其制備方法，出鐵溝料由棕剛玉、白剛玉、碳化硅、浙青、剛玉粉、金屬硅等原料經磁選后攪拌制成。本發明出鐵溝料添加其總量的10-15%的液體酚醛樹脂混合后，澆注制成。然而該出鐵溝的熔損速率和使用壽命仍有待改進。CN102101782 (2011-6-22)公開了一種出鐵溝澆注料，所述澆注料由礬土、棕剛玉、SiC、改性納米碳粉、SiO2微粉、鋁酸鈣水泥、a -Al2O3微粉、防爆纖維、金屬硅粉、三聚磷酸鈉、Al (OH) 3和Mg (OH) 2復合溶膠懸浮液組成。然而這種以棕剛玉為主顆粒的澆注料，熔損速率較大，耐用性低下，使得鐵溝修補作業頻度大幅度提高，又給高爐出鐵的安全生產帶來較大隱患，不適應在大中型高爐的出鐵溝上使用。

發明內容
本發明的目的是提供一種使用壽命長、熔損速率低的一種高爐出鐵溝的制備方法。本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的
一種高爐出鐵溝的制備方法，包括步驟
Α. 配料按重量份數稱量礬土 40-50、燒結板狀剛玉15-30、紅柱石10-15、氧化鋁空心球1-8、電熔氧化鋯3-10、氧化鋁微粉10-25、氮化硅鐵8-12、氧化鋁微粉3_10、氧化鋁和二氧化硅溶膠復合懸浮液4-8、納米陶瓷粉1-2、三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉的混合物O. 1-0. 3、防爆纖維O. 3-0. 4，然后在振動裝置內振動3-5min ；
B.施工在鐵水流經的出鐵溝內安裝模具，向模具中加入振動后的配料，再加入液體硅酸鈉，所述液體硅酸鈉的重量為3-8%的澆注料總量，攪拌10-15min后，自然養護l_2h后脫1旲得聞爐出鐵溝。本發明制備方法的優點為
(O免烘烤，制備儲鐵式出鐵溝，配方澆注料與液體硅酸鈉結合施工時經振動填實，施工后可立即投入使用，使用在大型高爐出鐵溝，連續出鐵無修補，通鐵量達到160000噸，使用壽命高、熔損速率低；
(2)氧化鋁和二氧化硅溶膠復合懸浮液作納米陶瓷結合劑，直接加入到采用礬土和板狀剛玉混合成出鐵溝澆注料的主顆粒中，通過原位合成反應，形成莫來石納米結構基質，制成了本產品的復合氧化物陶瓷結合的出鐵溝澆注料，使得澆注料高溫體積穩定性強、熱震穩定性高，使用壽命更長；
(3)同時利用氮化硅鐵、防爆纖維和微米級空心球與溶膠復合懸浮液的協同增效作用以及氮化硅鐵在高溫下的分解反應加強澆注料的抗氧化性，既提高了澆注料的流動值，又減少了溶膠的使用量，也提高了澆注料的熱震穩定性；同時緩凝劑三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉的混合物以及電熔氧化鋯中的二氧化鋯的協同增效作用使得產品的體積密度降低，導熱系數降低，與水泥結合鐵溝澆注料相比，溶膠結合鐵溝澆注料比較純凈，含水量少，所以在高溫使用過程中，抗物理、化學侵蝕能力更強，熔損速率低。
作為優選，所述步驟A為按重量份數稱量礬土 42-45，板狀剛玉20-25，紅柱石10-15，氧化鋁空心球2-5，電熔氧化鋯5-8，氧化鋁微粉15-20，氮化硅鐵8_12，氧化鋁微粉3_10，氧化鋁和二氧化硅溶膠復合懸浮液4-8，納米陶瓷粉1-2，三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉的混合物
O.1-0. 3，防爆纖維O. 3-0. 4，然后在振動裝置內振動3-5min。作為優選，所述步驟B為在鐵水流經的主鐵溝內安裝模具，向模具中加入振動后的配料，再加入液體硅酸鈉，所述液體硅酸鈉的重量為4-6%的澆注料總量，攪拌12min后，自然養護l_2h后脫模得高爐主鐵溝。作為優選,所述帆土的質量指標為A1203彡95%。作為優選，所述燒結板狀剛玉的質量指標為=Al2O3 ^ 99%。作為優選，所述氧化鋁微粉的質量指標為A1203 ^ 99%。作為優選，所述紅柱石的質量指標為=Al2O3 72-78%, SiO2 11_17%。作為優選，三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉按7:3重量比混合而成。作為優選，所述氧化鋁和二氧化硅溶膠按1:1重量比混合而成復合懸浮液。作為優選，防爆纖維為聚氨酯類纖維。作為優選，所述納米陶瓷粉的粒徑為20 40nm。一種高爐出鐵溝澆注料，其包括以下重量份數的組分
礬土 40-50，燒結板狀剛玉15-30，紅柱石10-15，氧化鋁空心球1_8，電熔氧化鋯3_10，氧化鋁微粉10-25，氮化硅鐵8-12，氧化鋁微粉3-10，氧化鋁和二氧化硅溶膠復合懸浮液4-8，納米陶瓷粉1-2，三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉的混合物O. 1-0. 3，防爆纖維O. 3-0. 4。
具體實施例方式高爐出鐵溝澆注料的配方I,包括以下重量份數的組分礬土 40，燒結板狀剛玉15，紅柱石10，氧化鋁空心球1，電熔氧化鋯3，氧化鋁微粉10，氮化硅鐵8，氧化鋁微粉3，氧化鋁和二氧化硅溶膠復合懸浮液4，納米陶瓷粉I，三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉的混合物O. 1，防爆纖維O. 3。高爐出鐵溝澆注料的配方2，包括以下重量份數的組分礬土 50，燒結板狀剛玉30，紅柱石15，氧化鋁空心球8，電熔氧化鋯10，氧化鋁微粉25，氮化硅鐵12，氧化鋁微粉10，氧化鋁和二氧化硅溶膠復合懸浮液8，納米陶瓷粉2，三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉的混合物O. 3，防爆纖維O. 4。
高爐出鐵溝澆注料的配方3，包括以下重量份數的組分礬土 42，板狀剛玉20，紅柱石12，氧化鋁空心球2，電熔氧化鋯5，氧化鋁微粉15，氮化硅鐵8，氧化鋁微粉3，氧化鋁和二氧化硅溶膠復合懸浮液4，納米陶瓷粉I，三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉的混合物O. 1-0. 3，防爆纖維 O. 3-0. 4 ；
其中帆土的質量指標為=Al2O3彡95% ；
燒結板狀剛玉的質量指標為=Al2O3彡99% ；
氧化鋁微粉的質量指標為=Al2O3 ^ 99% ；
紅柱石的質量指標為=Al2O3 72-78%, SiO2 11-17%;
三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉按7:3重量比混合而成；
氧化鋁和二氧化硅溶膠按1:1重量比混合而成復合懸浮液；
防爆纖維為聚氨酯類纖維；
納米陶瓷粉的粒徑為25 35nm。
高爐出鐵溝澆注料的配方4，包括以下重量份數的組分礬土 45，板狀剛玉25，紅柱石14，氧化鋁空心球5，電熔氧化鋯8，氧化鋁微粉20，氮化硅鐵12，氧化鋁微粉10，氧化鋁和二氧化硅溶膠復合懸浮液6，納米陶瓷粉2，三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉的混合物O. 1-0. 3，防爆纖維 O. 3-0. 4 ；
其中帆土的質量指標為=Al2O3彡95% ；
燒結板狀剛玉的質量指標為=Al2O3彡99% ；
氧化鋁微粉的質量指標為=Al2O3 ^ 99% ；
紅柱石的質量指標為=Al2O3 74-76%, SiO2 14-16% ；
三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉按7:3重量比混合而成；
氧化鋁和二氧化硅溶膠按1:1重量比混合而成復合懸浮液；
防爆纖維為聚氨酯類纖維；
納米陶瓷粉的粒徑為20 40nm。
實施例一
使用配方I制備高爐出鐵溝按配方I配料后在振動裝置內振動3min，在鐵水流經的出鐵溝內安裝模具，向模具中加入振動后的配料，再加入液體硅酸鈉，液體硅酸鈉的重量為3%的澆注料總量，攪拌IOmin后，自然養護Ih后脫模得高爐出鐵溝。
實施例二
使用配方2制備高爐出鐵溝按配方2配料后在振動裝置內振動5min，在鐵水流經的出鐵溝內安裝模具，向模具中加入振動后的配料，再加入液體硅酸鈉，液體硅酸鈉的重量為8%的澆注料總量，攪拌15min后，自然養護2h后脫模得高爐出鐵溝。
實施例三
使用配方3制備高爐出鐵溝按配方3配料后在振動裝置內振動4min，在鐵水流經的出鐵溝內安裝模具，向模具中加入振動后的配料，再加入液體硅酸鈉，液體硅酸鈉的重量為5%的澆注料總量，攪拌12min后，自然養護I. 5h后脫模得高爐出鐵溝。
實施例四
使用配方4制備高爐出鐵溝按配方4配料后在振動裝置內振動4min，在鐵水流經的出鐵溝內安裝模具，向模具中加入振動后的配料，再加入液體硅酸鈉，液體硅酸鈉的重量為4-6%的澆注料總量，攪拌13min后，自然養護I. 2h后脫模得高爐出鐵溝。
對比實施例一
澆注料中各組分的重量白分比為礬土 8%;棕剛玉54%; SiCl 2%;改性納米碳粉4% ; 二氧化硅微粉5%;鋁酸鈣水泥3%; a -Al2O3微粉7%;防爆纖維O. 03%;金屬硅粉I. 47%;三聚氰胺O. 3%;氫氧化鋁和氫氧化鎂復合溶膠懸浮液5. 2%。
對比實施例二
澆注料中各組分的重量白分比為礬土 10%;棕剛玉58%; SiC 10%;改性納米碳粉3% ;二氧化硅微粉3%;鋁酸鈣水泥2%; a -Al2O3微粉7%;防爆纖維O. 03%;金屬硅粉O. 95%;三聚氰胺O. 5%;氫氧化鋁和氫氧化鎂復合溶膠懸浮液5. 5%。
表I實施例和對比實施例的產品性能比較
權利要求
1.一種高爐出鐵溝的制備方法，其特征在于包括步驟 A.配料按重量份數稱量礬土40-50、燒結板狀剛玉15-30、紅柱石10-15、氧化鋁空心球1-8、電熔氧化鋯3-10、氧化鋁微粉10-25、氮化硅鐵8-12、氧化鋁微粉3_10、氧化鋁和二氧化硅溶膠復合懸浮液4-8、納米陶瓷粉1-2、三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉的混合物O. 1-0. 3、防爆纖維O. 3-0. 4，然后在振動裝置內振動3-5min ； B.施工在鐵水流經的出鐵溝內安裝模具，向模具中加入振動后的配料，再加入液體硅酸鈉，所述液體硅酸鈉的重量為3-8%的澆注料總量，攪拌10-15min后，自然養護l_2h后脫模得高爐出鐵溝。
2.根據權利要求I所述的一種高爐出鐵溝澆注料的制備方法，其特征在于所述步驟A為按重量份數稱量礬土 42-45，板狀剛玉20-25，紅柱石10-15，氧化鋁空心球2_5，電熔氧化鋯5-8，氧化鋁微粉15-20，氮化硅鐵8-12，氧化鋁微粉3_10，氧化鋁和二氧化硅溶膠復合懸浮液4-8，納米陶瓷粉1-2，三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉的混合物O. 1-0. 3，防爆纖維 O. 3-0. 4，然后在振動裝置內振動3-5min ； 所述步驟B為在鐵水流經的主鐵溝內安裝模具，向模具中加入振動后的配料，再加入液體硅酸鈉，所述液體硅酸鈉的重量為4-6%的澆注料總量，攪拌12min后，自然養護l_2h后脫1旲得聞爐主鐵溝。
3.根據權利要求I或2所述的一種高爐出鐵溝澆注料的制備方法，其特征在于所述帆土的質量指標為=Al2O3彡95%。
4.根據權利要求I或2所述的一種高爐出鐵溝澆注料的制備方法，其特征在于所述燒結板狀剛玉的質量指標為=Al2O3 ^ 99%。
5.根據權利要求I或2所述的一種高爐出鐵溝澆注料的制備方法，其特征在于所述氧化招微粉的質量指標為A1203 ^ 99%ο
6.根據權利要求I或2所述的一種高爐出鐵溝澆注料的制備方法，其特征在于所述紅柱石的質量指標為=Al2O3 72-78%, SiO2 11-17%。
7.根據權利要求I或2所述的一種高爐出鐵溝澆注料的制備方法，其特征在于所述三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉按7:3重量比混合而成。
8.根據權利要求I或2所述的一種高爐出鐵溝澆注料的制備方法，其特征在于所述氧化鋁和二氧化硅溶膠按1:1重量比混合而成復合懸浮液。
9.根據權利要求I或2所述的一種高爐出鐵溝澆注料，其特征在于所述防爆纖維為聚氨酯類纖維。
10.根據權利要求I或2所述的一種高爐出鐵溝澆注料，其特征在于所述納米陶瓷粉的粒徑為20 40nm。
全文摘要
本發明涉及高爐出鐵溝的制備方法，屬于耐火澆注料領域。一種高爐出鐵溝的制備方法，包括步驟按重量份數稱量礬土40-50、燒結板狀剛玉15-30、紅柱石10-15、氧化鋁空心球1-8、電熔氧化鋯3-10、氧化鋁微粉10-25、氮化硅鐵8-12、氧化鋁微粉3-10、氧化鋁和二氧化硅溶膠復合懸浮液4-8、納米陶瓷粉1-2、三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉的混合物0.1-0.3、防爆纖維0.3-0.4，然后在振動裝置內振動3-5min；在鐵水流經的出鐵溝內安裝模具，向模具中加入振動后的配料，再加入液體硅酸鈉，所述液體硅酸鈉的重量為3-8%的澆注料總量，攪拌10-15min后，自然養護1-2h后脫模得高爐出鐵溝。本發明能夠制備使用壽命長、熔損速率低的高爐出鐵溝。
文檔編號C04B35/622GK102775168SQ20121026686
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月30日 優先權日2012年7月30日
發明者山國強, 常正欽, 彭晶晶, 朱其良, 朱國平 申請人:浙江錦誠耐火材料有限公司