含合成鎂橄欖石的永久層澆注料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含合成鎂橄欖石的永久層澆注料?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002] 鐵水罐、鋼包、中間包是運(yùn)輸、冶煉或澆注鐵水/鋼水的容器，鐵水/鋼水的溫度普 遍在1400~160(TC，甚至更高。這些高溫鐵水/鋼水具有很高的危險(xiǎn)性，一旦泄露，輕則燒 毀設(shè)備，重則發(fā)生重大人身安全事故，造成重大損失。這些鋼鐵冶煉容器的內(nèi)襯耐火材料配 置方案一般是：最內(nèi)層接觸鋼水的工作層使用性能較好的耐火材料；再外一層用永久層； 最外面靠近鋼殼的一層用纖維板或絕熱板，以降低鋼殼溫度。永久層的重要作用是，當(dāng)工作 層一旦失效，致使鋼水到達(dá)永久層時(shí)，永久層能在一段時(shí)間內(nèi)抵擋住高溫鋼水，防止高溫鋼 水燒穿鋼殼造成鋼水泄露。這就要求永久層必須耐高溫，高溫下的體積穩(wěn)定性要好。永久 層的另一個(gè)作用是隔熱功能，減少鋼水溫降，降低鋼殼溫度，減少鋼殼變形及散熱量，對(duì)降 低煉鋼能耗有重要作用，因此希望永久層的導(dǎo)熱率越低越好。
[0003]目前，永久層一般為鋁硅質(zhì)的澆注料或耐火磚，主要原料使用優(yōu)質(zhì)高鋁礬土或莫 來石，為改善性能有時(shí)還要加入剛玉和氧化鋁微粉等，澆注料以高鋁水泥或純鋁酸鈣水泥 為結(jié)合劑。近年來，隨著鋁工業(yè)的快速發(fā)展，優(yōu)質(zhì)的高鋁礬土資源被鋁工業(yè)大量占用，資源 越來越少，價(jià)格越來越高，致使永久層的成本越來越高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種含合成鎂橄欖石的永久層澆注 料，具有原料成本低，節(jié)約優(yōu)質(zhì)資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境的特點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明所述的含合成鎂橄欖石的永久層澆注料，由如下重量百分?jǐn)?shù)的原料制成：
[0006] 合成鎂橄欖石顆粒8-15mm 0~25%; 合成鎂橄欖石顆粒〇.l-8mm25~75%; 合成鎂橄欖石細(xì)粉 5 ~22%; 石英顆粒 0,5-]mm 2~ 10%； 石英細(xì)粉 0~7%; 鎂砂細(xì)粉 10~16%; 二氧化硅微粉 0.5~7.5%; 減水劑 0.1~0.5%。
[0007] 其中，所述的永久層澆注料優(yōu)選的原料配方如下所示：
[0008] 合成鎂橄欖石顆粒8_-l:5_mni 10%； 合成鎊橄欖石顆粒0.1-8mm 55%； 合成鎂橄欖石細(xì)粉 9%; 石英顆粒0.5-1mm 3.5%； 石英細(xì)粉200目 3,5%: 鎂砂細(xì)粉200目 16%; 二氧化硅微粉 2.8%; 減水劑 0.2%。
[0009] 所述合成鎂橄欖石由如下重量百分?jǐn)?shù)的原料制成：
[0010] 菱鎂礦 60~90%;
[0011]石英 10 ~40%。
[0012] 所述合成鎂橄欖石制備方法如下：
[0013] 將菱鎂礦、石英研磨至150~800目，混合均勻，加入結(jié)合劑和水后，再次混合均 勻；機(jī)壓成坯或擠泥成坯后進(jìn)行干燥，煅燒，冷卻得所述的合成鎂橄欖石。
[0014] 結(jié)合劑為亞硫酸紙漿廢液，加入量為菱鎂礦與石英總質(zhì)量的0. 5~3%，最佳加入 量為2%。
[0015] 所述干燥為干燥至水分小于3%。
[0016]所述煅燒溫度為1500°C~1650°C，煅燒時(shí)間為1~10小時(shí)。
[0017] 所述合成鎂橄欖石的原料和制備方法，優(yōu)選的技術(shù)方案如下：
[0018]菱鎂礦 75% ;
[0019]石英 25%。
[0020] 將菱鎂礦、石英研磨至500目，篩余小于5%，混合均勻，加入亞硫酸紙漿廢液和水 后，再次混合均勻；用壓力機(jī)以lOOMPa的壓力壓成磚坯，干燥至水分小于1%。1600°C下煅 燒3小時(shí)，冷卻后得所述的合成鎂橄欖石。亞硫酸紙漿廢液的加入量為菱鎂礦與石英總質(zhì) 量的2%，水的加入量為菱鎂礦與石英總質(zhì)量的6%。
[0021] 鎂橄欖石屬硅酸鹽礦物，化學(xué)式為2Mg0 ?Si02，熔點(diǎn)為1890°C，從常溫到熔點(diǎn)之間 無晶型轉(zhuǎn)變，是Mg0-Si02系中穩(wěn)定的耐火相，高溫性能優(yōu)良，化學(xué)性能穩(wěn)定，不易水化，高溫 收縮小。同時(shí)，鎂橄欖石的導(dǎo)熱率較低，只有鎂砂的1/3~1/4。因此適合用于熱工設(shè)備特 別是鐵水罐、鋼包、中間包的永久層。鎂橄欖石有天然和人工合成之分。我國(guó)是世界上少有 的幾個(gè)擁有橄欖石礦的國(guó)家之一，我國(guó)天然鎂橄欖石礦分布在湖北、河南、陜西、內(nèi)蒙古、新 疆、四川、河北等地。但天然鎂橄欖石氧化鐵含量高，特別是我國(guó)的鎂橄欖石，氧化鐵含量約 為7~10%，并且一些鐵是以游離態(tài)的氧化鐵存在，會(huì)嚴(yán)重降低澆注料的耐火性能，高溫下 產(chǎn)生收縮、出現(xiàn)裂紋等，會(huì)給鐵水罐、鋼包、中間包等的安全運(yùn)行帶來極大隱患。同時(shí)，氧化 鐵的導(dǎo)熱率較高，不利于澆注料的隔熱保溫，能耗升高，還會(huì)使包殼溫度升高、易產(chǎn)生變形。
[0022] 本發(fā)明采用合成鎂橄欖石作為澆注料的原料，而不用天然鎂橄欖石，具有雜質(zhì)少、 高溫性能良好、導(dǎo)熱率低等優(yōu)點(diǎn)。為了降低合成鎂橄欖石的成本，并合理利用有限的寶貴資 源，合成鎂橄欖石的原料可以選用品位較低特別是Si02含量較高的菱鎂礦，也可以選用精 選菱鎂礦后的尾礦，來源廣泛且價(jià)格均較低，同時(shí)也解決了菱鎂礦尾礦的堆放污染環(huán)境問 題。合成鎂橄欖石Si02成分的帶入，除菱鎂礦帶入的以外，剩余部分以石英的形式加入。我 國(guó)石英礦儲(chǔ)量豐富、分布廣、價(jià)格低，因此合成的鎂橄欖石成本較低。
[0023] 所述合成鎂橄欖石細(xì)粉的粒徑為150~500目。
[0024] 所述減水劑為三聚磷酸鈉。
[0025] 本發(fā)明所述的含合成鎂橄欖石的永久層澆注料采用如下工藝流程進(jìn)行制備：
[0026] 原料破粉碎、篩分、細(xì)磨一配料一攪拌一出料包裝一永久層澆注料。
[0027] 綜上所述，本發(fā)明的有益效果如下：
[0028] (1)本發(fā)明在澆注料配方中加入純度高、耐火性能好、不收縮、導(dǎo)熱系數(shù)低的合成 鎂橄欖石，代替常規(guī)的鐵水罐、鋼包、中間包永久層常用的致密高鋁礬土、莫來石等原料，具 有生產(chǎn)成本較低的優(yōu)勢(shì)，具有節(jié)約優(yōu)質(zhì)資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的意義。
[0029] (2)本發(fā)明所述的永久層澆注料適用于鐵水罐、鋼包和中間包，成本低、耐火性能 好。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0031 ] 實(shí)施例中用到的所有原料除特殊說明外，均為市購(gòu)。
[0032] 實(shí)施例1-3采用的合成鎂橄欖石，所用的原料為：
[0033] 菱鎂礦 75% ;
[0034] 石英 25%。
[0035] 制備方法為：將菱鎂礦、石英研磨至500目，篩余小于5%，混合均勻，加入亞硫 酸紙漿廢液和水后，再次混合均勻；用壓力機(jī)以l〇〇MPa的壓力壓成磚坯，干燥至水分小于 1%。1600°C下煅燒3小時(shí)，冷卻后得所述的合成鎂橄欖石。亞硫酸紙漿廢液的加入量為菱 鎂礦與石英總質(zhì)量的2%，水的加入量為菱鎂礦與石英總質(zhì)量的6%。
[0036] 實(shí)施例1-3所述的含合成鎂橄欖石的永久層澆注料的原料配方見表1。
[0037] 表1實(shí)施例1-3所述的含合成鎂橄欖石的永久層澆注料的原料配方
[0038]
[0039]
[0040] 制備過程：
[0041 ] 在攪拌機(jī)中先把所有顆粒原料攪拌2分鐘，再加入所有細(xì)粉料，再攪拌8分鐘后出 料，將該耐火材料包裝，成為鐵水罐、鋼包、中間包永久層澆注料。
[0042] 對(duì)采用實(shí)施例1-3配方原料制備得到的澆注料分別進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表 2。表格中所述的測(cè)試均采用耐火材料行業(yè)通用的國(guó)標(biāo)或冶標(biāo)。
[0043] 表2采用實(shí)施例1-3配方原料制備得到的澆注料的性能測(cè)試結(jié)果
[0044]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含合成鎂橄欖石的永久層澆注料，其特征在于：由如下重量百分?jǐn)?shù)的原料制 成：2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含合成鎂橄欖石的永久層澆注料，其特征在于：由如下重量 百分?jǐn)?shù)的原料制成：3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含合成鎂橄欖石的永久層澆注料，其特征在于：所述合成鎂 橄欖石細(xì)粉的粒徑為150~500目。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含合成鎂橄欖石的永久層澆注料，其特征在于：所述合成鎂 橄欖石由如下重量百分?jǐn)?shù)的原料制成： 菱儀礦 60~90 % ; 石英 10~40%。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的含合成鎂橄欖石的永久層澆注料，其特征在于：所述合成鎂 橄欖石由如下重量百分?jǐn)?shù)的原料制成： 菱鎂礦 75% ; 石英 25%。6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的含合成鎂橄欖石的永久層澆注料，其特征在于：所述合 成鎂橄欖石制備方法如下： 將菱鎂礦、石英研磨至150~800目，混合均勻，加入結(jié)合劑和水后，再次混合均勻；機(jī) 壓成坯或擠泥成坯后進(jìn)行干燥，煅燒，冷卻得所述的合成鎂橄欖石。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的含合成鎂橄欖石的永久層澆注料，其特征在于：所述結(jié)合劑 為亞硫酸紙漿廢液，加入量為菱鎂礦與石英總質(zhì)量的0. 5~3%。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的含合成鎂橄欖石的永久層澆注料，其特征在于：所述煅燒溫 度為1500°C~1650°C，煅燒時(shí)間為1~10小時(shí)。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含合成鎂橄欖石的永久層澆注料，其特征在于：所述減水劑 為三聚磷酸鈉。
【專利摘要】本發(fā)明屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含合成鎂橄欖石的永久層澆注料。所述澆注料由如下重量百分?jǐn)?shù)的原料制成：合成鎂橄欖石顆粒8-15mm？0～25％；合成鎂橄欖石顆粒0.1-8mm？25～75％；合成鎂橄欖石細(xì)粉5～22％；石英顆粒0.5-1mm？2～10％；石英細(xì)粉0～7％；鎂砂細(xì)粉10～16％；二氧化硅微粉0.5～7.5％；減水劑0.1～0.5％。本發(fā)明在澆注料配方中加入純度高、耐火性能好、不收縮、導(dǎo)熱系數(shù)低的合成鎂橄欖石，代替常規(guī)的鐵水罐、鋼包、中間包永久層常用的致密高鋁礬土、莫來石等原料，具有生產(chǎn)成本較低的優(yōu)勢(shì)，具有節(jié)約優(yōu)質(zhì)資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的意義。
【IPC分類】C04B35/66
【公開號(hào)】CN105130473
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510582284
【發(fā)明人】李振, 解西軍, 林佩玉, 徐文相, 曲信正, 石磊, 王敬蘭
【申請(qǐng)人】山東耐火材料集團(tuán)有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月14日