本發明屬于中頻爐用耐火材料技術領域。具體涉及一種中頻爐爐襯修補用可塑料及其制備方法。
背景技術：
中頻爐具有熔化速度快、生產效率高、使用靈活、污染小、電磁攪拌效果好和高效節能等特點，近年來被廣泛的應用于不銹鋼、特鋼和鑄造行業，并且不斷向大功率、快速熔化和大容量方向發展。中頻爐爐襯材料是中頻爐的重要組成部分，在中頻爐熔煉過程中，由于受到金屬熔體和熔渣的侵蝕及頻繁的溫度變化所帶來的熱沖擊，爐襯局部會出現裂紋或剝落的情況。修補用可塑料涂覆在裂紋或剝落的部位，可形成與爐襯結合為一體的修補層，以提高爐襯的使用壽命和減少耐火材料的消耗。
中頻爐爐襯以剛玉（礬土）-尖晶石質搗打料應用最為廣泛，修補剛玉（礬土）-尖晶石質搗打料爐襯時用的可塑料，要求具有粘結性強、耐高溫、抗熱震和耐沖刷等特點。目前，常見的修補用可塑料主要存在問題：1）粘結性較差，修補時易脫落；2）常溫硬化慢、早期強度低；3）修補后使用壽命短；4）保存時間短；5）不易施工、修補時工作效率低。尤其是保存期短，極大地影響了修補用可塑料的使用。
技術實現要素：
本發明旨在克服現有技術缺陷，提供一種生產成本低的中頻爐爐襯修補用可塑料的制備方法，用該方法制備的中頻爐爐襯修補用可塑料早期強度高、保存時間長、易于施工和使用性能優良。
為實現上述目的，本發明采用的技術方案包括以下步驟：以18～30wt%的氧化鋁粉、10～20wt%的藍晶石、2～7wt%的氧化鉻粉、2～5wt%的增塑劑為基質料，以50～65wt%的礬土顆粒為骨料，基質料和骨料之和為原料；先將所述基質料在混料機中混合1~1.5h，再將所述骨料和混合后的基質料加入混碾機，外加所述原料3～5wt%的磷酸和3～5wt%的水，混碾8~10min，得到半干泥料。
將所述半干泥料裝入密封容器中，困料24~48h，再將困料后的半干泥料加入混碾機中，外加所述原料2～3wt%的磷酸、0.05～0.15wt%的緩蝕劑、0.1～0.5wt%的保濕劑和3~5wt%的水，混碾5～8min，得到混碾泥料，將混碾泥料擠泥成型，制得中頻爐爐襯修補用可塑料。
所述氧化鋁粉的粒徑級配是：粒徑為0.044~0.023mm占氧化鋁粉30～50wt%；粒徑為5~2μm占所述氧化鋁粉50～70wt%。
所述藍晶石的粒徑級配是：粒徑為0.425~0.212mm占藍晶石30～70wt%；粒徑為0.088~0.044mm占藍晶石30～70wt%。
所述氧化鉻粉的粒徑為0.2~8μm。
所述增塑劑為50wt%的膨潤土、20wt%的羧甲基纖維素和30wt%的聚丙烯酰胺的混合物。
所述礬土顆粒的徑級配是：粒徑為5～3mm占礬土顆粒20～40wt%；粒徑小于3mm且大于等于1mm占礬土顆粒10～50wt%；粒徑小于1 mm且大于等于0.5mm占礬土顆粒10～30wt%；粒徑小于0.5 mm且大于等于0.088mm占礬土顆粒10～45wt%。
所述緩蝕劑為60wt%的丙烯酸為和40wt%異丙烯膦酸的混合物。
所述保濕劑為2-丙烯酸胺基-2-甲基丙磺酸和草酸中的一種以上。
由于采用上述技術方案，本發明與現有技術相比具有以下積極效果：
（1）本發明制備的中頻爐爐襯修補用可塑料采用了膨潤土、羧甲基纖維素和聚丙烯酰胺作為復合型增塑劑，減少了細粉料的加入量，提高了修補料的可塑性。
（2）本發明采用2-丙烯酸胺基-2-甲基丙磺酸和草酸作為保濕劑，能有效延長可塑料的保存時間。
（3）本發明采用高鋁礬土作為主要原料，其價格相對剛玉低廉，降低了生產成本。
（4）本發明采用的藍晶石在高溫下的莫來石化會伴隨一定的體積膨脹，能有效的抵消可塑料在燒結過程中所產生的收縮。
因此，本發明生產成本低；所制備的中頻爐爐襯修補用可塑料具有早期強度高、保存時間長、易于施工和使用性能優良的特點。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本發明做進一步的描述，并非對本發明保護范圍的限制。
為避免重復，先將本具體實施方式所涉及的原料統一描述如下，實施例中不再贅述：
所述氧化鋁粉的粒徑級配是：粒徑為0.044~0.023mm占氧化鋁粉30～50wt%；粒徑為5~2μm占所述氧化鋁粉50～70wt%。
所述藍晶石的粒徑級配是：粒徑為0.425~0.212mm占藍晶石30～70wt%；粒徑為0.088~0.044mm占藍晶石30～70wt%。
所述氧化鉻粉的粒徑為0.2~8μm。
所述增塑劑為50wt%的膨潤土、20wt%的羧甲基纖維素和30wt%的聚丙烯酰胺的混合物。
所述礬土顆粒的徑級配是：粒徑為5～3mm占礬土顆粒20～40wt%；粒徑小于3mm且大于等于1mm占礬土顆粒10～50wt%；粒徑小于1 mm且大于等于0.5mm占礬土顆粒10～30wt%；粒徑小于0.5 mm且大于等于0.088mm占礬土顆粒10～45wt%。
所述緩蝕劑為60wt%的丙烯酸為和40wt%異丙烯膦酸的混合物。
實施例1
一種中頻爐爐襯修補用可塑料及其制備方法。包括以下步驟：
以27～30wt%的氧化鋁粉、12～16wt%的藍晶石、3～5wt%的氧化鉻粉、2～3wt%的增塑劑為基質料，以50～55wt%的礬土顆粒為骨料，基質料和骨料之和為原料；先將所述基質料在混料機中混合1~1.5h，再將所述骨料和混合后的基質料加入混碾機，外加所述原料3～5wt%的磷酸和3～5wt%的水，混碾8~10min，得到半干泥料。
將所述半干泥料裝入密封容器中，困料24~48h，再將困料后的半干泥料加入混碾機中，外加所述原料2～3wt%的磷酸、0.05～0.15wt%的緩蝕劑、0.1～0.5wt%的保濕劑和3~5wt%的水，混碾5～8min，得到混碾泥料，將混碾泥料擠泥成型，制得中頻爐爐襯修補用可塑料。
本實例中所述保濕劑為草酸。
實施例2
一種中頻爐爐襯修補用可塑料及其制備方法。包括以下步驟：
以21～24wt%的氧化鋁粉、18～20wt%的藍晶石、2～4wt%的氧化鉻粉、2～3wt%的增塑劑為基質料，以50～55wt%的礬土顆粒為骨料，基質料和骨料之和為原料；先將所述基質料在混料機中混合1~1.5h，再將所述骨料和混合后的基質料加入混碾機，外加所述原料3～5wt%的磷酸和3～5wt%的水，混碾8~10min，得到半干泥料。
將所述半干泥料裝入密封容器中，困料24~48h，再將困料后的半干泥料加入混碾機中，外加所述原料2～3wt%的磷酸、0.05～0.15wt%的緩蝕劑、0.1～0.5wt%的保濕劑和3~5wt%的水，混碾5～8min，得到混碾泥料，將混碾泥料擠泥成型，制得中頻爐爐襯修補用可塑料。
本實例中所述保濕劑為草酸。
實施例3
一種中頻爐爐襯修補用可塑料及其制備方法。包括以下步驟：
以23～27wt%的氧化鋁粉、11～14wt%的藍晶石、3～5wt%的氧化鉻粉、3～4wt%的增塑劑為基質料，以55～60wt%的礬土顆粒為骨料，基質料和骨料之和為原料；先將所述基質料在混料機中混合1~1.5h，再將所述骨料和混合后的基質料加入混碾機，外加所述原料3～5wt%的磷酸和3～5wt%的水，混碾8~10min，得到半干泥料。
將所述半干泥料裝入密封容器中，困料24~48h，再將困料后的半干泥料加入混碾機中，外加所述原料2～3wt%的磷酸、0.05～0.15wt%的緩蝕劑、0.1～0.5wt%的保濕劑和3~5wt%的水，混碾5～8min，得到混碾泥料，將混碾泥料擠泥成型，制得中頻爐爐襯修補用可塑料。
本實例中所述保濕劑為2-丙烯酸胺基-2-甲基丙磺酸。
實施例4
一種中頻爐爐襯修補用可塑料及其制備方法。包括以下步驟：
以19～21wt%的氧化鋁粉、16～18wt%的藍晶石、2～4wt%的氧化鉻粉、3～4wt%的增塑劑為基質料，以55～60wt%的礬土顆粒為骨料，基質料和骨料之和為原料；先將所述基質料在混料機中混合1~1.5h，再將所述骨料和混合后的基質料加入混碾機，外加所述原料3～5wt%的磷酸和3～5wt%的水，混碾8~10min，得到半干泥料。
將所述半干泥料裝入密封容器中，困料24~48h，再將困料后的半干泥料加入混碾機中，外加所述原料2～3wt%的磷酸、0.05～0.15wt%的緩蝕劑、0.1～0.5wt%的保濕劑和3~5wt%的水，混碾5～8min，得到混碾泥料，將混碾泥料擠泥成型，制得中頻爐爐襯修補用可塑料。
本實例中所述保濕劑為2-丙烯酸胺基-2-甲基丙磺酸。
實施例5
一種中頻爐爐襯修補用可塑料及其制備方法。包括以下步驟：
以20～23wt%的氧化鋁粉、10～13wt%的藍晶石、3～7wt%的氧化鉻粉、2～3wt%的增塑劑為基質料，以60～65wt%的礬土顆粒為骨料，基質料和骨料之和為原料；先將所述基質料在混料機中混合1~1.5h，再將所述骨料和混合后的基質料加入混碾機，外加所述原料3～5wt%的磷酸和3～5wt%的水，混碾8~10min，得到半干泥料。
將所述半干泥料裝入密封容器中，困料24~48h，再將困料后的半干泥料加入混碾機中，外加所述原料2～3wt%的磷酸、0.05～0.15wt%的緩蝕劑、0.1～0.5wt%的保濕劑和3~5wt%的水，混碾5～8min，得到混碾泥料，將混碾泥料擠泥成型，制得中頻爐爐襯修補用可塑料。
本實例中所述保濕劑為2-丙烯酸胺基-2-甲基丙磺酸和草酸的混合物。
實施例6
一種中頻爐爐襯修補用可塑料及其制備方法。包括以下步驟：
以18～20wt%的氧化鋁粉、10～13wt%的藍晶石、3～5wt%的氧化鉻粉、4～5wt%的增塑劑為基質料，以60～65wt%的礬土顆粒為骨料，基質料和骨料之和為原料；先將所述基質料在混料機中混合1~1.5h，再將所述骨料和混合后的基質料加入混碾機，外加所述原料3～5wt%的磷酸和3～5wt%的水，混碾8~10min，得到半干泥料。
將所述半干泥料裝入密封容器中，困料24~48h，再將困料后的半干泥料加入混碾機中，外加所述原料2～3wt%的磷酸、0.05～0.15wt%的緩蝕劑、0.1～0.5wt%的保濕劑和3~5wt%的水，混碾5～8min，得到混碾泥料，將混碾泥料擠泥成型，制得中頻爐爐襯修補用可塑料。
本實例中所述保濕劑為2-丙烯酸胺基-2-甲基丙磺酸和草酸的混合物。
本具體實施方式與現有技術相比具有以下積極效果：
（1）本具體實施方式制備的中頻爐爐襯修補用可塑料采用了膨潤土、羧甲基纖維素和聚丙烯酰胺作為復合型增塑劑，減少了細粉料的加入量，提高了修補料的可塑性。
（2）本具體實施方式采用2-丙烯酸胺基-2-甲基丙磺酸和草酸作為保濕劑，能有效延長可塑料的保存時間。
（3）本具體實施方式采用高鋁礬土作為主要原料，其價格相對剛玉低廉，降低了生產成本。
（4）本具體實施方式采用的藍晶石在高溫下的莫來石化會伴隨一定的體積膨脹，能有效的抵消可塑料在燒結過程中所產生的收縮。
（5）本具體實施方式中的各實施例制備的中頻爐爐襯修補用可塑料的性能指標如表1所示，從表1可知，各項性能優良。
表1 各實施例的性能指標。
因此，本具體實施方式生產成本低；所制備的中頻爐爐襯修補用可塑料具有早期強度高、保存時間長、易于施工和使用性能優良的特點。