CN103396134B - 一种以废的铝碳化硅碳砖为骨料的铁沟浇注料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以废的铝碳化硅碳砖为骨料的铁沟浇注料，属于耐火材料技术领域。浇注料中由以下组份及重量百分数组成：50～56%的废的铝碳化硅碳砖颗粒、12～18%的88高铝矾土骨料、2～3%的球状改性高温沥青、11～13%的碳化硅细粉、0～2%的白刚玉细粉、2～3%的纯铝酸钙水泥、12～14%的氧化物微粉、1.7～1.8%的防氧化剂、0.04～0.06%的防爆纤维、0.16～0.24%的分散剂。本发明所制备的铁沟浇注料，具有流动性好、强度高、抗渣性好、快干防爆等特点。废的铝碳化硅碳砖的利用率高、综合成本大幅降低，经济效益与社会效益突出。可广泛应用于高炉出铁场的支沟及渣沟部位。
Description
技术领域
本发明属于不定性耐火材料技术领域；尤其涉及一种以废的铝碳化硅碳砖为骨料的用于出铁场的支沟及渣沟的浇注料。
背景技术
现有技术中，近几年来，随着钢铁行业的持续低迷，各钢铁企业降低成本的压力剧增，耐火材料也成为钢铁行业降本增效的重要环节。高炉出铁场是炼铁工艺的重要一环，出铁场吨铁整体承包的价格一降再降，使供货商长期处于零利润状态，价格的降低也为安全生产埋下了隐患。同时，大中型钢铁企业每年有大量的铝碳化硅碳砖因拆炉被废弃掉。为降低铁沟浇注料的原料成本、响应国家节能减排的号召，将铝碳化硅碳砖拣选、破碎后重新利用到铁沟浇注料中，可大幅度降低出铁场的支沟及渣沟浇注料的原料成本。但是，由于废铝碳化硅碳砖骨料吸水率较高，以废铝碳化硅碳砖为主要原料的浇注料需要的加水量增加、从而导导致烘后强度低，影响了废铝碳化硅碳砖作为浇注料的使用性能。
“一种Al2O3-SiC-C铁沟浇注料的制备方法”（公开号：CN1661117A）阐述了一种利用原位反应生成Sialon基质结合相的铁沟浇注料的制备方法，但其以70～80%的电熔致密刚玉作为骨料，生产成本相对较高；“一种高炉出铁沟用耐火材料浇注料及其制备方法”（公开号：CN1746135A）阐述了一种综合利用高铝粉煤灰的铁沟浇注料的制备方法，但其废旧材料的使用率低，且其制得的浇注料性能尚待提高。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种以废的铝碳化硅碳砖为骨料的铁沟浇注料，本浇注料对废旧材料使用率高、物理性能优良、使用效果良好、综合成本低廉，用于的铁沟浇注料，可大幅度降低出铁场的支沟及渣沟浇注料的原料成本。
本发明的技术方案是：一种以废的铝碳化硅碳砖为骨料的铁沟浇注料，其特别之处在于所述的铁沟浇注料由以下组份及重量百分数组成：
其中，所述废的铝碳化硅碳砖颗粒尺寸为12-1mm；所述球状改性高温沥青颗粒粒度不大于1.5mm；所述氧化物微粉是氧化铝微粉与氧化硅微粉的混合；所述的防氧化剂是金属铝粉与金属硅粉的混合；所述防爆纤维是聚丙烯纤维，其熔点为170±10℃、长度为3-5mm；所述分散剂为聚羧酸与聚乙二醇的混合。
所述的废铝碳化硅碳砖颗粒中12-5mm的颗粒：5-3mm的颗粒：3-1mm的颗粒的比例为5：3：2～3.2。
所述的氧化铝微粉中Al2O3＞99%、Na2O＜0.2%；所述的硅微粉中SiO2＞92%。
所述的金属铝粉粒度≤74μm，Al＞99%；所述的金属硅粉粒度≤45μm，Si＞98%。
所述的球状改性高温沥青颗粒是指以树脂、高分子聚合物或其他外掺剂作为改性剂而改性的煤焦油沥青，市场有成品的商品出售，本申请中选用其软化点为95～180℃，结焦值为55～65%的商品。
本发明的浇注料充分利用了废旧材料，从而大幅降低了本浇注料的综合成本；而同时，本发明的浇注料具有优良的物理性能与良好的使用效果，完全能适用于出铁场的支沟及渣沟的应用。本发明将50～56%（重量百分比）的废铝碳化硅碳砖颗粒作为骨料加入到铁沟浇注料中，使废铝碳化硅碳砖颗粒在浇注料中占比超过50%，大大提高了废旧材料的利用率，采用超低水泥与微粉复合的方法，一方面利用微粉填充气孔、降低加水量、增加致密度，另一方面通过降低水泥加入量来减少低熔相的产生，从而使浇注料获得优良的物理性能与良好的使用效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
实施例1：
一种以废的铝碳化硅碳砖为骨料的铁沟浇注料，将50%（重量百分比，以下同）的废的铝碳化硅碳砖颗粒、18%的88高铝矾土骨料、2%的球状改性高温沥青颗粒、12%的碳化硅细粉、1%的白刚玉细粉、2%的纯铝酸钙水泥、13%的氧化物微粉（其中：10%的氧化铝微粉与3%的氧化硅微粉）、1.8%的防氧化剂（其中：1.75%的金属硅粉与0.05%的金属铝粉）、0.04%的防爆纤维、0.16%的分散剂（其中：0.08%的聚羧酸与0.08%的聚乙二醇）进行充分混合；外加浇注料总重量6.6%的水搅拌均匀后振动成型。成型后的试样经自然干燥24h后在110℃下再进行热处理24h，制得以废的铝碳化硅碳砖为骨料的铁沟浇注料试样。
本实施例1所制得的以废的铝碳化硅碳砖为骨料的铁沟浇注料试样，检测性能结果为表1所示。所述检测按照现行国家标准或行业标准进行，所得检测结果为三次的平均检测结果（以下同）。
表1实施例1浇注料检测结果
| 110℃×24h后的体积密度 | 2.53g/cm-3 |
| 110℃×24h后的常温抗折强度 | 8.7Mpa |
| 110℃×24h后的常温耐压强度 | 31Mpa |
| 1450℃×3h后的线变化率 | +0.08% |
| 1450℃×3h后的常温抗折强度 | 13.4Mpa |
| 1450℃×3h后的常温耐压强度 | 98Mpa |
| 1520℃×6h下进行渣侵蚀试验 | 与以88高铝矾土为骨料的同类型浇注料无明显差别 |
实施例2：
一种以废的铝碳化硅碳砖为骨料的铁沟浇注料及其制备方法，将53%（重量百分比，以下同）的废的铝碳化硅碳砖颗粒、14%的88高铝矾土骨料、3%的球状改性高温沥青颗粒、13%的碳化硅粉、3%的纯铝酸钙水泥、12%的氧化物微粉（其中：10%的氧化铝微粉与2%的氧化硅微粉）、1.75%的防氧化剂（其中：1.7%的金属硅粉与0.05%的金属铝粉）、0.05%的防爆纤维（聚丙烯纤维）、0.2%的分散剂（其中：0.1%的聚羧酸与0.1%的聚乙二醇），进行充分混合，外加浇注料总重量6.8%的水搅拌均匀后振动成型。成型后的试样经自然干燥24h后在110℃下再进行热处理24h，制得以废的铝碳化硅碳砖为骨料的铁沟浇注料试样。
本实施例2所制得的以废的铝碳化硅碳砖为骨料的铁沟浇注料试样，检测性能结果为表2所示。
表2实施例2浇注料检测结果
| 110℃×24h后的体积密度 | 2.52g/cm-3 |
| 110℃×24h后的常温抗折强度 | 8.3Mpa |
| 110℃×24h后的常温耐压强度 | 28Mpa |
| 1450℃×3h后的线变化率 | +0.13% |
| 1450℃×3h后的常温抗折强度 | 12.1Mpa |
| 1450℃×3h后的常温耐压强度 | 85Mpa |
| 1520℃×6h下进行渣侵蚀试验 | 与以88高铝矾土为骨料的同类型浇注料无明显差别 |
实施例3：
一种以废的铝碳化硅碳砖为骨料的铁沟浇注料及其制备方法，将56%（重量百分比，下同）的废的铝碳化硅碳砖颗粒、12%的88高铝矾土骨料、2%的球状改性高温沥青颗粒、12%的碳化硅细粉、2%的白刚玉细粉、2%的纯铝酸钙水泥、12%的氧化物微粉（其中：9%的氧化铝微粉与3%的氧化硅微粉）、1.7%的防氧化剂（其中：1.65%的金属硅粉与0.05%的金属铝粉）、0.06%的防爆纤维（聚丙烯纤维）、0.24%的分散剂（其中：0.12%的聚羧酸与0.12%的聚乙二醇）进行充分混合，外加浇注料总重量6.8%的水搅拌均匀后振动成型。成型后的试样经自然干燥24h后在110℃下再进行热处理24h，制得以废的铝碳化硅碳砖为骨料的铁沟浇注料试样。
本实施例3所制得的以废铝碳化硅碳砖为骨料的铁沟浇注料试样，检测性能结果为表3所示。
表3实施例3浇注料检测结果
| 110℃×24h后的体积密度 | 2.50g/cm-3 |
| 110℃×24h后的常温抗折强度 | 8.6Mpa |
| 110℃×24h后的常温耐压强度 | 31Mpa |
| 1450℃×3h后的线变化率 | +0.12% |
| 1450℃×3h后的常温抗折强度 | 13.4Mpa |
| 1450℃×3h后的常温耐压强度 | 98Mpa |
| 1520℃×6h下进行渣侵蚀试验 | 与以88高铝矾土为骨料的同类型浇注料无明显差别 |
实施例4：
一种以废的铝碳化硅碳砖为骨料的铁沟浇注料及其制备方法，将52%（重量百分比，下同）的废的铝碳化硅碳砖颗粒、15%的88高铝矾土骨料、3%的球状改性高温沥青颗粒、11%的碳化硅细粉、1%的白刚玉细粉、2%的纯铝酸钙水泥、14%的氧化物微粉（其中：11%的氧化铝微粉与3%氧化硅微粉）、1.75%的防氧化剂（其中：1.7%的金属硅粉与0.05%的金属铝粉）、0.05%的防爆纤维（聚丙烯纤维）、0.2%的分散剂（其中：0.1%的聚羧酸与0.1%的聚乙二醇），进行充分混合，外加浇注料总重量6.5%的水搅拌均匀后振动成型。成型后的试样经自然干燥24h后在110℃下再进行热处理24h，制得以废的铝碳化硅碳砖为骨料的铁沟浇注料试样。
本实施例4所制得的以废的铝碳化硅碳砖为骨料的铁沟浇注料试样，检测性能结果为表4所示。
表4实施例4浇注料检测结果
| 110℃×24h后的体积密度 | 2.53g/cm-3 |
| 110℃×24h后的常温抗折强度 | 9.0Mpa |
| 110℃×24h后的常温耐压强度 | 31.8Mpa |
| 1450℃×3h后的线变化率 | +0.11% |
| 1450℃×3h后的常温抗折强度 | 12.8Mpa |
| 1450℃×3h后的常温耐压强度 | 102Mpa |
| 1520℃×6h下进行渣侵蚀试验 | 与以88高铝矾土为骨料的同类型浇注料无明显差别 |
实施例5：
一种以废的铝碳化硅碳砖为骨料的铁沟浇注料及其制备方法，将51%（重量百分比，下同）的废的铝碳化硅碳砖颗粒、16%的88高铝矾土骨料、3%的球状改性高温沥青颗粒、11%的碳化硅细粉、1.5%的白刚玉细粉、2.5%的纯铝酸钙水泥、13%的氧化物微粉（其中：10%的氧化铝微粉与3%氧化硅微粉）、1.72%的防氧化剂（其中：1.65%的金属硅粉与0.07%的金属铝粉）、0.06%的防爆纤维（聚丙烯纤维）、0.22%的分散剂（其中：0.12%的聚羧酸与0.1%的聚乙二醇）进行充分混合，外加浇注料总重量6.6%的水搅拌均匀后振动成型。成型后的试样经自然干燥24h后在110℃下再进行热处理24h，制得以废的铝碳化硅碳砖为骨料的铁沟浇注料试样。
本实施例5所制得的以废的铝碳化硅碳砖为骨料的铁沟浇注料试样，检测性能结果为表5所示。
表5实施例5浇注料检测结果
| 110℃×24h后的体积密度 | 2.52g/cm-3 |
| 110℃×24h后的常温抗折强度 | 8.1Mpa |
| 110℃×24h后的常温耐压强度 | 30Mpa |
| 1450℃×3h后的线变化率 | +0.10% |
| 1450℃×3h后的常温抗折强度 | 13.4Mpa |
| 1450℃×3h后的常温耐压强度 | 98Mpa |
| 1520℃×6h下进行渣侵蚀试验 | 与以88高铝矾土为骨料的同类型浇注料无明显差别 |
实施例6：
一种以废的的铝碳化硅碳砖为骨料的铁沟浇注料及其制备方法，将55%（重量百分比，下同）的废的铝碳化硅碳砖颗粒、13%的88高铝矾土骨料、2%的球状改性高温沥青颗粒、11%的碳化硅细粉、1%的白刚玉细粉、2%的纯铝酸钙水泥、14%的氧化物微粉（其中：12%的氧化铝微粉与2%的氧化硅微粉）、1.75%的防氧化剂（其中：1.7%的金属硅粉与0.05%的金属铝粉）、0.05%的防爆纤维（聚丙烯纤维）、0.2%的分散剂（其中：0.1%的聚羧酸与0.1%的聚乙二醇）进行充分混合，外加浇注料总重量6.8%的水搅拌均匀后振动成型。成型后的试样经自然干燥24h后在110℃下再进行热处理24h，制得以废铝碳化硅碳砖为骨料的铁沟浇注料。
本实施例6所制得的以废铝碳化硅碳砖为骨料的铁沟浇注料试样，检测性能结果为表6所示。
表6实施例6浇注料检测结果
| 110℃×24h后的体积密度 | 2.49g/cm-3 |
| 110℃×24h后的常温抗折强度 | 7.8Mpa |
| 110℃×24h后的常温耐压强度 | 28.6Mpa |
| 1450℃×3h后的线变化率 | +0.08% |
| 1450℃×3h后的常温抗折强度 | 12.6Mpa |
| 1450℃×3h后的常温耐压强度 | 90Mpa |
| 1520℃×6h下进行渣侵蚀试验 | 与以88高铝矾土为骨料的同类型浇注料无明显差别 |
本申请的以废的铝碳化硅碳砖为骨料的铁沟浇注料，具有流动性好、强度高、抗渣性好、快干防爆等特点。本浇注料在唐山建龙钢厂1号高炉上进行试应用，过铁量达到8.1万吨，略超过相同条件下以88高铝矾土为骨料的同类型浇注料的过铁量7.8万吨。本申请的浇注料中废的铝碳化硅碳砖的利用率高、使用效果达到或超过以88高铝矾土为骨料的同类型浇注料、综合成本大幅降低，经济效益与社会效益突出，可广泛应用于高炉出铁场的支沟及渣沟部位。
Claims (1)
1.一种以废的铝碳化硅碳砖为骨料的铁沟浇注料，其特征在于所述的铁沟浇注料由以下组份及重量百分数组成：
其中，所述废的铝碳化硅碳砖颗粒尺寸为12-1mm；所述球状改性高温沥青颗粒粒度不大于1.5mm；所述氧化物微粉是氧化铝微粉与氧化硅微粉的混合；所述的防氧化剂是金属铝粉与金属硅粉的混合；所述防爆纤维是聚丙烯纤维，其熔点为170±10℃、长度为3-5mm；所述分散剂为聚羧酸与聚乙二醇的混合；
所述的废铝碳化硅碳砖颗粒中12-5mm的颗粒：5-3mm的颗粒：3-1mm的颗粒的比例为5：3：2～3.2；
所述的氧化铝微粉中Al2O3＞99％、Na2O＜0.2％；所述的硅微粉中SiO2＞92％；
所述的金属铝粉粒度≤74μm，Al＞99％；所述的金属硅粉粒度≤45μm，Si＞98％。
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