本發(fā)明屬于耐火澆注料技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種高鋁質(zhì)耐火澆注料及其制備方法。
背景技術(shù)：
高鋁質(zhì)耐火澆注料是以al2o3為主要成分的不定形耐火材料，一般以礬土熟料、高嶺土、剛玉細(xì)粉和活性氧化鋁微粉等為主要原料，并輔以結(jié)合劑和減水劑，經(jīng)混合和澆注后成型制得。由于al2o3耐高溫、抗沖刷磨損和抗熔渣侵蝕性好，且高鋁質(zhì)耐火材料的原料來(lái)源廣泛，制備成本較低，因而廣泛應(yīng)用于高爐、鐵水包、熱風(fēng)爐和鍋爐等工作襯。
“一種鐵水包包壁用不燒al2o3-cr7c3磚及其制備方法（cn201510878620.x）”專利技術(shù)，公開了以al2o3為主要組成成分的不燒磚，雖所制制品的抗熔渣侵蝕性強(qiáng)和熱震穩(wěn)定性好，但該技術(shù)工藝復(fù)雜，且制品強(qiáng)度較差，進(jìn)而降低了其抗磨損性能。
“一種高鋁質(zhì)高溫耐火澆注料及制備方法（cn201210247677.6）”專利技術(shù)，公開了以高鋁料、特級(jí)高嶺土、黑泥、輝綠巖、粘結(jié)劑、促凝粉、剛玉粉、鋯英砂等為原料制備的高鋁質(zhì)高溫耐火澆注料，雖工藝簡(jiǎn)單，但組分復(fù)雜，體系內(nèi)反應(yīng)多變，在高溫條件下易降低高鋁質(zhì)耐火澆注料的體積穩(wěn)定性，進(jìn)而降低了高鋁質(zhì)耐火澆注料的耐磨性和強(qiáng)度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的在于提供一種成本低廉和工藝簡(jiǎn)單的高鋁質(zhì)耐火澆注料的制備方法，用該方法制備的高鋁質(zhì)耐火澆注料的體積穩(wěn)定性好、耐磨性強(qiáng)和強(qiáng)度大。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案的具體步驟是：
步驟一、按棕剛玉︰鈦鐵渣的質(zhì)量比為1︰(0.5~1)，將所述棕剛玉和所述鈦鐵渣加入混煉機(jī)中，混合3~6分鐘，制得混合骨料。
步驟二、按ρ-氧化鋁微粉︰蘇州土︰cr7c3微粉的質(zhì)量比為1︰(0.2~0.4)︰(0.05~0.1)，將所述ρ-氧化鋁微粉、所述蘇州土和所述cr7c3微粉加入攪拌機(jī)中，攪拌5~8分鐘，制得混合粉料。
步驟三、按所述混合骨料︰所述混合粉料的質(zhì)量比為1︰(0.40~0.45)，將所述混合骨料和所述混合粉料加入攪拌機(jī)中，攪拌均勻，制得混合坯料。
步驟四、向所述混合坯料中依次加入占所述混合坯料0.01~0.04wt%的聚丙烯酸鈉和7~10wt%的硅溶膠，攪拌4~5分鐘，加入模具中振動(dòng)成型，在30~35℃條件下養(yǎng)護(hù)6~8小時(shí)，然后在90~110℃條件下保溫3~5小時(shí)，即得高鋁質(zhì)耐火澆注料。
所述棕剛玉的粒度為0.088~6mm；所述棕剛玉的al2o3含量≥96wt%，fe2o3含量≤1wt%。
所述鈦鐵渣的粒度為0.088~6mm；所述鈦鐵渣為冶煉鈦鐵合金所產(chǎn)生的爐渣，所述鈦鐵渣的主要化學(xué)成分是：al2o3含量為75~80wt%，tio2含量為5~8wt%，cao含量為5~8wt%，fe2o3含量≤2wt%。
所述ρ-氧化鋁微粉的粒度為60~70μm；所述ρ-氧化鋁微粉的al2o3含量≥99wt%。
所述蘇州土的粒度為60~70μm；所述蘇州土的主要化學(xué)成分是：al2o3含量為35~45wt%，sio2含量為45~50wt%，tio2含量≤1wt%，fe2o3含量≤1wt%。
所述cr7c3微粉的粒度為60~70μm；所述cr7c3微粉的cr7c3含量≥98wt%。
所述聚丙烯酸鈉為化學(xué)純。
所述硅溶膠的sio2含量為15~20wt%。
由于采取上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果：
1、本發(fā)明以工業(yè)廢渣為主要原料，成本低廉，且制備工藝簡(jiǎn)單，降低了高鋁質(zhì)耐火澆注料的開發(fā)成本。
2、本發(fā)明采用溶膠包覆增強(qiáng)各組分間的結(jié)合，并通過(guò)服役過(guò)程各物相的原位反應(yīng)促進(jìn)燒結(jié)，增強(qiáng)了高鋁質(zhì)耐火澆注料的強(qiáng)度和耐磨性，進(jìn)而提升了體積穩(wěn)定性。
本發(fā)明制備的高鋁質(zhì)耐火澆注料經(jīng)測(cè)定：1500℃×2h燒后線膨脹率為0.10~0.15%，耐磨性試驗(yàn)?zāi)p量為0.9~1.4cm3，耐壓強(qiáng)度為80~85mpa。
因此，本發(fā)明具有成本低廉和工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)；所制備的高鋁質(zhì)耐火澆注料的體積穩(wěn)定性好、耐磨性強(qiáng)和強(qiáng)度大。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，并非對(duì)其保護(hù)范圍的限制。
為避免重復(fù)，先將本具體實(shí)施方式所涉及的物料統(tǒng)一描述如下，實(shí)施例中不再贅述：
所述棕剛玉的粒度為0.088~6mm；所述棕剛玉的al2o3含量≥96wt%，fe2o3含量≤1wt%。
所述鈦鐵渣的粒度為0.088~6mm；所述鈦鐵渣為冶煉鈦鐵合金所產(chǎn)生的爐渣，所述鈦鐵渣的主要化學(xué)成分是：al2o3含量為75~80wt%，tio2含量為5~8wt%，cao含量為5~8wt%，fe2o3含量≤2wt%。
所述ρ-氧化鋁微粉的粒度為60~70μm；所述ρ-氧化鋁微粉的al2o3含量≥99wt%。
所述蘇州土的粒度為60~70μm；所述蘇州土的主要化學(xué)成分是：al2o3含量為35~45wt%，sio2含量為45~50wt%，tio2含量≤1wt%，fe2o3含量≤1wt%。
所述cr7c3微粉的粒度為60~70μm；所述cr7c3微粉的cr7c3含量≥98wt%。
所述聚丙烯酸鈉為化學(xué)純。
所述硅溶膠的sio2含量為15~20wt%。
實(shí)施例1
一種高鋁質(zhì)耐火澆注料及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法是：
步驟一、按棕剛玉︰鈦鐵渣的質(zhì)量比為1︰(0.5~0.7)，將所述棕剛玉和所述鈦鐵渣加入混煉機(jī)中，混合3~6分鐘，制得混合骨料。
步驟二、按ρ-氧化鋁微粉︰蘇州土︰cr7c3微粉的質(zhì)量比為1︰(0.2~0.28)︰(0.05~0.07)，將所述ρ-氧化鋁微粉、所述蘇州土和所述cr7c3微粉加入攪拌機(jī)中，攪拌5~8分鐘，制得混合粉料。
步驟三、按所述混合骨料︰所述混合粉料的質(zhì)量比為1︰(0.40~0.42)，將所述混合骨料和所述混合粉料加入攪拌機(jī)中，攪拌均勻，制得混合坯料。
步驟四、向所述混合坯料中依次加入占所述混合坯料0.01~0.03wt%的聚丙烯酸鈉和7~9wt%的硅溶膠，攪拌4~5分鐘，加入模具中振動(dòng)成型，在30~35℃條件下養(yǎng)護(hù)6~8小時(shí)，然后在90~110℃條件下保溫3~5小時(shí)，即得高鋁質(zhì)耐火澆注料。
本實(shí)施例制備的高鋁質(zhì)耐火澆注料經(jīng)測(cè)定：1500℃×2h燒后線膨脹率為0.10~0.12%；耐磨性試驗(yàn)?zāi)p量為0.9~1.1cm3；耐壓強(qiáng)度為80~82mpa。
實(shí)施例2
一種高鋁質(zhì)耐火澆注料及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法是：
步驟一、按棕剛玉︰鈦鐵渣的質(zhì)量比為1︰(0.6~0.8)，將所述棕剛玉和所述鈦鐵渣加入混煉機(jī)中，混合3~6分鐘，制得混合骨料。
步驟二、按ρ-氧化鋁微粉︰蘇州土︰cr7c3微粉的質(zhì)量比為1︰(0.24~0.32)︰(0.06~0.08)，將所述ρ-氧化鋁微粉、所述蘇州土和所述cr7c3微粉加入攪拌機(jī)中，攪拌5~8分鐘，制得混合粉料。
步驟三、按所述混合骨料︰所述混合粉料的質(zhì)量比為1︰(0.41~0.43)，將所述混合骨料和所述混合粉料加入攪拌機(jī)中，攪拌均勻，制得混合坯料。
步驟四、向所述混合坯料中依次加入占所述混合坯料0.01~0.03wt%的聚丙烯酸鈉和7~9wt%的硅溶膠，攪拌4~5分鐘，加入模具中振動(dòng)成型，在30~35℃條件下養(yǎng)護(hù)6~8小時(shí)，然后在90~110℃條件下保溫3~5小時(shí)，即得高鋁質(zhì)耐火澆注料。
本實(shí)施例制備的高鋁質(zhì)耐火澆注料經(jīng)測(cè)定：1500℃×2h燒后線膨脹率為0.11~0.13%；耐磨性試驗(yàn)?zāi)p量為1.0~1.2cm3；耐壓強(qiáng)度為81~83mpa。
實(shí)施例3
一種高鋁質(zhì)耐火澆注料及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法是：
步驟一、按棕剛玉︰鈦鐵渣的質(zhì)量比為1︰(0.7~0.9)，將所述棕剛玉和所述鈦鐵渣加入混煉機(jī)中，混合3~6分鐘，制得混合骨料。
步驟二、按ρ-氧化鋁微粉︰蘇州土︰cr7c3微粉的質(zhì)量比為1︰(0.28~0.36)︰(0.07~0.09)，將所述ρ-氧化鋁微粉、所述蘇州土和所述cr7c3微粉加入攪拌機(jī)中，攪拌5~8分鐘，制得混合粉料。
步驟三、按所述混合骨料︰所述混合粉料的質(zhì)量比為1︰(0.42~0.44)，將所述混合骨料和所述混合粉料加入攪拌機(jī)中，攪拌均勻，制得混合坯料。
步驟四、向所述混合坯料中依次加入占所述混合坯料0.02~0.04wt%的聚丙烯酸鈉和8~10wt%的硅溶膠，攪拌4~5分鐘，加入模具中振動(dòng)成型，在30~35℃條件下養(yǎng)護(hù)6~8小時(shí)，然后在90~110℃條件下保溫3~5小時(shí)，即得高鋁質(zhì)耐火澆注料。
本實(shí)施例制備的高鋁質(zhì)耐火澆注料經(jīng)測(cè)定：1500℃×2h燒后線膨脹率為0.12~0.14%；耐磨性試驗(yàn)?zāi)p量為1.1~1.3cm3；耐壓強(qiáng)度為82~84mpa。
實(shí)施例4
一種高鋁質(zhì)耐火澆注料及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法是：
步驟一、按棕剛玉︰鈦鐵渣的質(zhì)量比為1︰(0.8~1)，將所述棕剛玉和所述鈦鐵渣加入混煉機(jī)中，混合3~6分鐘，制得混合骨料。
步驟二、按ρ-氧化鋁微粉︰蘇州土︰cr7c3微粉的質(zhì)量比為1︰(0.32~0.4)︰(0.08~0.1)，將所述ρ-氧化鋁微粉、所述蘇州土和所述cr7c3微粉加入攪拌機(jī)中，攪拌5~8分鐘，制得混合粉料。
步驟三、按所述混合骨料︰所述混合粉料的質(zhì)量比為1︰(0.43~0.45)，將所述混合骨料和所述混合粉料加入攪拌機(jī)中，攪拌均勻，制得混合坯料。
步驟四、向所述混合坯料中依次加入占所述混合坯料0.02~0.04wt%的聚丙烯酸鈉和8~10wt%的硅溶膠，攪拌4~5分鐘，加入模具中振動(dòng)成型，在30~35℃條件下養(yǎng)護(hù)6~8小時(shí)，然后在90~110℃條件下保溫3~5小時(shí)，即得高鋁質(zhì)耐火澆注料。
本實(shí)施例制備的高鋁質(zhì)耐火澆注料經(jīng)測(cè)定：1500℃×2h燒后線膨脹率為0.13~0.15%；耐磨性試驗(yàn)?zāi)p量為1.2~1.4cm3；耐壓強(qiáng)度為83~85mpa。
本具體實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果：
1、本具體實(shí)施方式以工業(yè)廢渣為主要原料，成本低廉，且制備工藝簡(jiǎn)單，降低了高鋁質(zhì)耐火澆注料的開發(fā)成本。
2、本具體實(shí)施方式采用溶膠包覆增強(qiáng)各組分間的結(jié)合，并通過(guò)服役過(guò)程各物相的原位反應(yīng)促進(jìn)燒結(jié)，增強(qiáng)了高鋁質(zhì)耐火澆注料的強(qiáng)度和耐磨性，進(jìn)而提升了體積穩(wěn)定性。
本具體實(shí)施方式制備的高鋁質(zhì)耐火澆注料經(jīng)測(cè)定：1500℃×2h燒后線膨脹率為0.10~0.15%，耐磨性試驗(yàn)?zāi)p量為0.9~1.4cm3，耐壓強(qiáng)度為80~85mpa。
因此，本具體實(shí)施方式具有成本低廉和工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)；所制備的高鋁質(zhì)耐火澆注料的體積穩(wěn)定性好、耐磨性強(qiáng)和強(qiáng)度大。