本发明涉及耐火材料制造技术领域，尤其是涉及一种铁沟浇铸用不定形耐火材料的制备方法。
背景技术：
在传统意义上，耐火材料是指耐火度不低于1580℃的无机非金属材料，它是为高温技术服务的基础材料，是用作高温窑炉等热工设备的结构材料，以及工业高温容器和部件的材料，并且能够承受相应的物理化学变化及机械作用。
大部分耐火材料是以天然矿石（如耐火粘土、硅石、菱镁矿、白云石）为原料制造的，采用某些工业原料和人工合成原料（如工业氧化铝、碳化硅、合成莫来石、合成尖晶石等）也日益增多，因此，耐火材料的种类很多。耐火材料按照矿物组成可以分为氧化硅质、硅酸铝质、镁质、白云石质、橄榄石质、尖晶石质、含碳质、含锆质耐火材料及特殊耐火材料；按照制造方法可以分为天然矿石和人造制品；按其方式可分为块状制品和不定形耐火材料；按照热处理方式可分为不烧制品、烧成制品和熔铸制品；按照耐火度可分为普通、高级和特级耐火制品；按照化学性质可分为酸性、中性及碱性耐火材料；按照其密度可分为轻质及重质耐火材料；按照其制品的形状和尺寸可分为标准砖、异形砖、特异形砖、管和耐火器皿；还可以按其应用分为高炉用、水泥窑用、玻璃窑用、陶瓷窑用耐火材料等。
高炉铁沟在炼铁/炼钢高炉中的一个重要部件，是钢水的出水口，但是由于钢水中钢渣的侵蚀作用，现有技术中的铁沟寿命较短，有些铁沟甚至进行一次生产后就得进行维修或更换，无形中增加了生产成本，同时现有技术中铁沟维修和施工的周期较长，影响生产，因此现在出现一些铁沟预制件，虽然可以解决铁沟维修施工周期长的问题，但是现实生产中，不同的钢厂不同的高炉，铁沟的形状尺寸往往不一致，同时铁沟预制件安装施工过程中需要用到与预制件材质不一样的粘结材料，材料不一致会造成铁沟使用过程中耗损不均匀，进而还是会对生产带来不利影响；因此，一种具有较好抗渣性能，施工时间短的铁沟浇铸材料和相应的制备方法具有较大的市场需求。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明提供了一种工艺步骤简单、制得的不定形耐火材料具有优良抗渣性能、早强快干特性的铁沟浇铸用不定形耐火材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种铁沟浇铸用不定形耐火材料的制备方法，由以下步骤组成：
a）备料：按以下重量份的组分备料：
刚玉砂120份，石英砂40～50份，粉煤灰120～130份，碳化硅微粉15～19份，铝酸钙水泥25～29份，酚醛树脂6～9份，鳞片石墨10～12份，石膏13～19份，三乙醇胺4～8份，生石灰6～8份；
b）原料粉碎：将刚玉砂粉碎成粒径为80～140目、d50为100～120目，将石英砂粉碎成粒径为140～190目、d50为150～175目，将粉煤灰研磨成粒径为200～320目，d50为220～300目；
c）预混：将刚玉砂粗骨料、石英砂细骨料、粉煤灰和碳化硅微粉球磨干混后在500～700℃下煅烧40～80分钟，煅烧完成后加入铝酸钙水泥以1200～1400rpm转速球磨粉碎15～30分钟，制得预混料；
d）添加剂配混：将鳞片石墨、石膏和生石灰在400～600rpm在转速下干混20～30分钟，制得混合添加剂
e）混料：将预混料、混合添加剂、酚醛树脂和三乙醇胺混合并球磨混料，球磨转速为1600～2000rpm，球磨混料时间为2～3小时，完成后制得铁沟浇铸用不定形耐火材料。
因为高炉铁沟的特殊使用环境，其长时间处于高温和钢渣的双重作用下，极易被侵蚀损坏，现有技术中的铁沟需要经常进行更换，甚至每经历一次生产都需要进行维修甚至完全更换，因此本发明旨在提高铁沟浇铸用不定形耐火材料的抗渣性能和缩减更换使用的时间。粗骨料和细骨料分别采用刚玉和石英砂，这两种原料都是具有相当优良耐火性能的无机矿物原料，同时两者在高温下还能形成具有更优性能的莫来石，莫来石具有优良的耐火性能和抗渣性能；粉料采用粉煤灰，一来是粉煤灰成本低廉，能够极大的缩减生产成本，二来粉煤灰主要由氧化铝和二氧化硅组成，其含量分别高达26～35wt%和50～60wt%，粉煤灰粉料可以嵌于粗骨料和细骨料之间并能相应的形成莫来石；碳化硅是一种人工合成的无机微粉，其具有良好的耐高温性能，同时其也是一种良好的磨料，加入骨料和粉料中，其可以辅助起到研磨剂的作用，使骨料能够获得良好的球形形貌，更利于之后的施工，此外碳化硅也具有良好的抗渣性能；铝酸钙水泥作为不定形耐火材料的粘结剂加入，其具有快硬早强的特性，能够缩短施工时间，同时其还具有微膨胀性，施工后能够缩小施工连接缝；酚醛树脂作为粘结剂加入配方辅助铝酸钙水泥进行施工时的硬化作用；鳞片石墨，增加耐火材料的抗渣性能，同时也增进耐火材料施工时的流动性；石膏、三乙醇胺、生石灰作为早强剂添加，同时石膏作为缓凝剂可以对耐火材料的凝结速度进行调节，使得凝结速度和强度能够达到一个良好的平衡。
作为优选，步骤a中，按以下重量份的组分备料：刚玉砂120份，石英砂45份，粉煤灰130份，碳化硅微粉19份，铝酸钙水泥25份，酚醛树脂9份，鳞片石墨12份，石膏14份，三乙醇胺4份，生石灰7份。
作为优选，刚玉砂中氧化铝的含量为97wt%及以上，石英砂中二氧化硅的含量为96wt%及以上。
作为优选，粉煤灰中二氧化硅的含量为50～60wt%，氧化铝的含量为25～35wt%。
因此，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明中的制备方法由现有技术改进而来，工艺简单易行，能够采用现有设备进行生产；
（2）通过本制备方法制备而得的铁沟浇铸用不定形耐火材料具有抗渣性好、早强快干等优点；
（3）通过本制备方法获得的铁沟浇铸用不定形耐火材料能够延长铁沟的使用寿命，能够减少铁沟更换/维修的频率。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。
显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种铁沟浇铸用不定形耐火材料的制备方法，由以下步骤组成：
a）备料：按以下重量份的组分备料：
刚玉砂120份，石英砂40份，粉煤灰120份，碳化硅微粉15份，铝酸钙水泥25份，酚醛树脂6份，鳞片石墨10份，石膏13份，三乙醇胺4份，生石灰6份；刚玉砂中氧化铝的含量为97wt%上，石英砂中二氧化硅的含量为96wt%；粉煤灰中二氧化硅的含量为50wt%，氧化铝的含量为25wt%；
b）原料粉碎：将刚玉砂粉碎成粒径为80～140目、d50为100目，将石英砂粉碎成粒径为140～190目、d50为150目，将粉煤灰研磨成粒径为200～320目，d50为220目；
c）预混：将刚玉砂粗骨料、石英砂细骨料、粉煤灰和碳化硅微粉球磨干混后在500℃下煅烧40分钟，煅烧完成后加入铝酸钙水泥以1200rpm转速球磨粉碎15分钟，制得预混料；
d）添加剂配混：将鳞片石墨、石膏和生石灰在400rpm在转速下干混20分钟，制得混合添加剂
e）混料：将预混料、混合添加剂、酚醛树脂和三乙醇胺混合并球磨混料，球磨转速为1600rpm，球磨混料时间为2小时，完成后制得铁沟浇铸用不定形耐火材料。
实施例2
一种铁沟浇铸用不定形耐火材料的制备方法，由以下步骤组成：
a）备料：按以下重量份的组分备料：
刚玉砂120份，石英砂50份，粉煤灰130份，碳化硅微粉19份，铝酸钙水泥29份，酚醛树脂9份，鳞片石墨12份，石膏19份，三乙醇胺8份，生石灰8份；刚玉砂中氧化铝的含量为99.5wt%，石英砂中二氧化硅的含量为99wt%；粉煤灰中二氧化硅的含量为60wt%，氧化铝的含量为35wt%；
b）原料粉碎：将刚玉砂粉碎成粒径为80～140目、d50为120目，将石英砂粉碎成粒径为140～190目、d50为175目，将粉煤灰研磨成粒径为200～320目，d50为300目；
c）预混：将刚玉砂粗骨料、石英砂细骨料、粉煤灰和碳化硅微粉球磨干混后在700℃下煅烧40～80分钟，煅烧完成后加入铝酸钙水泥以1400rpm转速球磨粉碎30分钟，制得预混料；
d）添加剂配混：将鳞片石墨、石膏和生石灰在600rpm在转速下干混30分钟，制得混合添加剂
e）混料：将预混料、混合添加剂、酚醛树脂和三乙醇胺混合并球磨混料，球磨转速为2000rpm，球磨混料时间为3小时，完成后制得铁沟浇铸用不定形耐火材料。
实施例3
一种铁沟浇铸用不定形耐火材料的制备方法，由以下步骤组成：
a）备料：按以下重量份的组分备料：
刚玉砂120份，石英砂45份，粉煤灰130份，碳化硅微粉19份，铝酸钙水泥25份，酚醛树脂9份，鳞片石墨12份，石膏14份，三乙醇胺4份，生石灰7份；刚玉砂中氧化铝的含量为99wt%石英砂中二氧化硅的含量为98wt%；粉煤灰中二氧化硅的含量为53wt%，氧化铝的含量为30wt%；
b）原料粉碎：将刚玉砂粉碎成粒径为80～140目、d50为110目，将石英砂粉碎成粒径为140～190目、d50为160目，将粉煤灰研磨成粒径为200～320目，d50为260目；
c）预混：将刚玉砂粗骨料、石英砂细骨料、粉煤灰和碳化硅微粉球磨干混后在600℃下煅烧60分钟，煅烧完成后加入铝酸钙水泥以1300rpm转速球磨粉碎20分钟，制得预混料；
d）添加剂配混：将鳞片石墨、石膏和生石灰在500rpm在转速下干混25分钟，制得混合添加剂
e）混料：将预混料、混合添加剂、酚醛树脂和三乙醇胺混合并球磨混料，球磨转速为1800rpm，球磨混料时间为2.5小时，完成后制得铁沟浇铸用不定形耐火材料。
实施例4
一种铁沟浇铸用不定形耐火材料的制备方法，由以下步骤组成：
a）备料：按以下重量份的组分备料：
刚玉砂120份，石英砂40份，粉煤灰120份，碳化硅微粉15份，铝酸钙水泥29份，酚醛树脂9份，鳞片石墨12份，石膏19份，三乙醇胺8份，生石灰8份；刚玉砂中氧化铝的含量为99.9wt%，石英砂中二氧化硅的含量为99.5wt%；粉煤灰中二氧化硅的含量为55wt%，氧化铝的含量为30wt%；
b）原料粉碎：将刚玉砂粉碎成粒径为100～120目、d50为115目，将石英砂粉碎成粒径为150～175目、d50为160目，将粉煤灰研磨成粒径为220～300目，d50为260目；
c）预混：将刚玉砂粗骨料、石英砂细骨料、粉煤灰和碳化硅微粉球磨干混后在550℃下煅烧70分钟，煅烧完成后加入铝酸钙水泥以1300rpm转速球磨粉碎25分钟，制得预混料；
d）添加剂配混：将鳞片石墨、石膏和生石灰在500rpm在转速下干混20分钟，制得混合添加剂
e）混料：将预混料、混合添加剂、酚醛树脂和三乙醇胺混合并球磨混料，球磨转速为1700rpm，球磨混料时间为2.5小时，完成后制得铁沟浇铸用不定形耐火材料。
实施例5
一种铁沟浇铸用不定形耐火材料的制备方法，由以下步骤组成：
a）备料：按以下重量份的组分备料：
刚玉砂120份，石英砂50份，粉煤灰130份，碳化硅微粉19份，铝酸钙水泥29份，酚醛树脂6份，鳞片石墨10份，石膏13份，三乙醇胺4份，生石灰6份；刚玉砂中氧化铝的含量为98wt%，石英砂中二氧化硅的含量为99wt%；粉煤灰中二氧化硅的含量为52wt%，氧化铝的含量为27wt%；
b）原料粉碎：将刚玉砂粉碎成粒径为95～115目、d50为105目，将石英砂粉碎成粒径为150～170目、d50为160目，将粉煤灰研磨成粒径为240～260目，d50为250目；
c）预混：将刚玉砂粗骨料、石英砂细骨料、粉煤灰和碳化硅微粉球磨干混后在650℃下煅烧45分钟，煅烧完成后加入铝酸钙水泥以1400rpm转速球磨粉碎30分钟，制得预混料；
d）添加剂配混：将鳞片石墨、石膏和生石灰在400rpm在转速下干混25分钟，制得混合添加剂
e）混料：将预混料、混合添加剂、酚醛树脂和三乙醇胺混合并球磨混料，球磨转速为2000rpm，球磨混料时间为2小时，完成后制得铁沟浇铸用不定形耐火材料。
性能测试：
1.耐火度测试：
耐火度测试采用gb/t7322-2007记载的耐火材料耐火度试验方法；
测试结果显示，上述5个实施例制得耐火材料的耐火度为1850℃及以上；
2.抗渣性测试：
抗渣性测试采用gb/t8931-2007记载的静态坩埚法进行抗渣性测试；
具体如下：按外直径65mm、高65mm，中间空腔直径42mm、高度35mm制备坩埚状试样，炉渣采用高炉钢渣/铁渣，保温时间为1600℃，保温时间3小时，进行测试，并以侵蚀面积百分率和渗透面积百分率表征抗渣性能；
测试结果显示，上述5个实施例制得耐火材料浇铸而得的试样的侵蚀面积百分率小于7%之间，渗透面积百分率小于12%之间，优于现有技术中的铁沟浇铸料；
3.强度测试：
浇铸后进行强度测试，结果显示上述5个实施例制得的不定形耐火材料在浇铸后的40小时强度已达要求强度的60%，64小时强度已达要求强度的80%以上。
应当理解的是，对于本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。