[發明專利]一種含碳纖維的高爐出鐵溝用澆注料及其制備方法

無效

• 申請號: 201410338747.8
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN104072177A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 李遠兵;繆黎燕;李淑靜;向若飛;繆黎麗;徐娜娜;李亞偉;桑紹柏
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學;宜興市飛舟高新科技材料有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明屬于澆注料技術領域。具體涉及一種含碳纖維的高爐出鐵溝用澆注料及其制備方法。

技術背景

高爐出鐵溝是引導高溫鐵水和熔渣的通道。高爐出鐵溝內襯在使用過程中直接受到鐵水和渣的高溫沖刷、機械磨損、化學侵蝕和急冷急熱的頻繁交替。因此，高爐出鐵鉤用耐火材料應具有良好的高溫力學強度、耐化學侵蝕性和熱震穩定性。

目前，高爐出鐵溝耐火材料普遍采用Al₂O₃-SiC-C質澆注料，Al₂O₃-SiC-C質澆注料質量的好壞主要表現在其使用壽命的長短。隨著高爐冶煉技術的不斷發展，高爐向大型化、高效化、自動化和長壽命方向發展，這對高爐出鐵溝用耐火材料提出了更加苛刻的要求，傳統的Al₂O₃-SiC-C質澆注料已經很難滿足其要求。

“一種Al₂O₃-SiC-C質鐵溝澆注料及其制備方法”(CN103011868A)專利技術公開了一種添加催化劑的鐵溝澆注料的制備方法，此方法利用高溫下催化劑的作用原位生成碳晶須從而提高鐵溝料的高溫使用性能，碳晶須具有強度和彈性模量高、耐高溫、耐腐蝕等優點，能夠提高鐵溝澆注料的使用性能以及延長使用壽命，但其主要缺陷在于碳晶須的生成量有限，催化劑的價格昂貴，不利于實現工業化生產。“一種大于2500m³高爐主鐵溝澆注料”(ZL201210281186.3)專利技術公開了一種以板狀剛玉、氧化鋯空心球和硅酸鋯為主要原料制備鐵溝澆注料的方法，提高了澆注料的熱震穩定性，但其原料價格過高且添加鋅鋁尖晶石粉和金屬鋁粉會影響澆注料的高溫性能。“一種環保型高性價比長壽型出鐵溝澆注料及其制造方法”(ZL201210160793.4)專利技術公開了一種以回收剛玉顆粒為主要原料制備出鐵溝澆注料的方法，雖性價比高和環保，但其使用的是回收的剛玉顆粒，無法保證制品的穩定性，添加金屬鋁粉亦會影響澆注料的高溫性能。

發明內容

本發明旨在克服現有技術缺陷，目的在于提供一種使用過程中高溫力學強度好、耐化學侵蝕、熱震穩定性好和使用壽命長的含碳纖維的高爐出鐵溝用澆注料及其制備方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：先以55～76wt％的剛玉、12～35wt％的碳化硅、4～10wt％的α-氧化鋁微粉、2～5wt％的硅微粉、1～5wt％的單質硅粉、1～4wt％的球狀瀝青和2～4wt％的鋁酸鈣水泥為原料，混合，再外加所述原料0.1～0.3wt％的減水劑和0.2～0.6wt％的碳纖維，攪拌均勻，即得含碳纖維的高爐出鐵溝用澆注料。

所述剛玉為致密剛玉、棕剛玉和白剛玉中的一種，所述剛玉的Al₂O₃含量≥94wt％；所述剛玉的顆粒級配為：小于8mm且大于等于5mm為25～45wt％，小于5mm且大于等于3mm為10～15wt％，小于3mm且大于等于1mm為10～15wt％，小于1mm且大于等于0.088mm為25～30wt％，小于0.088mm為10～15wt％。

所述碳化硅的SiC含量≥97wt％；碳化硅的顆粒級配是：1～0.088mm為30～50wt％，小于0.088mm為50～70wt％。

所述α-氧化鋁微粉的Al₂O₃含量≥98wt％；α-氧化鋁微粉的粒徑≤2μm。

所述單質硅粉的Si含量≥97wt％；單質硅粉的粒徑≤0.075mm。

所述球狀瀝青的C含量≥50wt％；球狀瀝青的粒徑為0.2～1mm。

所述減水劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、聚丙烯酸鈉和三聚氰胺中的一種或兩種。

所述所述碳纖維是經纖維開纖工藝制成碳纖維單絲，碳纖維單絲在惰性氣氛下經TiO₂溶膠浸漬，得到碳纖維；碳纖維的C含量≥95wt％，碳纖維的長度≤10mm。

由于采用上述技術方案，本發明與現有技術相比具有如下積極效果：