1.本发明涉及耐火材料技术领域，特别是一种铁水包用防粘渣热态喷补材料及其制备方法和使用方法。
背景技术：
2.铁水包在使用过程中，因为铁渣随着温度降低凝固粘结在铁水包包沿及包壁（如渣线附近）上，随着铁水包使用时间的延长，严重影响了铁水包的容量以及盛接铁水。铁水包粘渣严重时会使用机械清渣，因为渣和铁水包耐材粘结严重，清渣时会将渣与部分耐火衬一起带下来，损毁铁水包部分耐火材料，严重影响铁水包的使用寿命。针对此种现象，普遍采用的方法是，在铁水包盛接铁水之前，在铁水包渣线、包沿等易粘渣部位提前人工涂抹防粘渣涂料，以预防铁水包粘渣。但是这种方法使用的防粘渣涂料均是需要等到铁水包冷却后，才能人工涂抹在铁水包需要预防粘渣的部位，对于一些需要连续使用的铁水包，可能由于没有冷修时间导致粘渣比较严重，使得铁水包铁口变小以及铁水包容积变小，铁水包不能人工涂覆防粘渣涂料，从而极大的降低了铁水包的使用寿命。
技术实现要素：
3.本发明的目的就是针对目前铁水包防粘渣涂料需要人工涂抹，必须等铁水包冷却至常温才能进行人工涂抹，不能解决目前需要连续使用的铁水包由于没有冷修时间而导致粘渣严重，极大降低铁水包使用寿命的问题，提供一种铁水包用防粘渣热态喷补材料及其制备方法和使用方法。本发明的铁水包用防粘渣热态喷补材料，可以在铁水包高温情况下进行喷涂施工，改善工人的操作环境，提高铁水包的周转效率，节约能源，提高铁水包寿命。
4.本发明的一种铁水包用防粘渣热态喷补材料，是由干粉原料和结合剂组成，所述干粉原料包括颗粒原料、细粉原料和纤维原料，所述干粉原料包括下述重量份的原料：（1）颗粒原料：石英砂
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16-18份
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红柱石
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3-5份高铝矾土
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16-20份
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碳化硅颗粒
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5-8份球状沥青
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1-3份；
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钛铝酸钙
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14-20份（2）细粉原料炭黑
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3-6份
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膨润土
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3-6份刚玉粉
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12.8-18份
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碳化硅细粉
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10-14份αal2o3微粉
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6-10份；
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熟石灰
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0.2-1份（3）纤维原料海泡石
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0.5-1份
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有机防爆纤维
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0.05-0.1份；所述颗粒原料:细粉原料的重量比为55-65:35-45，纤维原料的用量为颗粒原料+细粉原料总重量的0.55-1.1%；所述结合剂是采用钠型硅溶胶，sio2的质量分数为20%，ph为9-11，用量为干粉原
料总重量的9-12%。
5.优选地，本发明的一种铁水包用防粘渣热态喷补材料，是由干粉原料和结合剂组成，所述干粉原料包括颗粒原料、细粉原料和纤维原料，所述干粉原料包括下述重量份的原料：（1）颗粒原料：石英砂
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17份
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红柱石
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5份高铝矾土
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16份
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碳化硅颗粒
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6份球状沥青
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2份；
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钛铝酸钙
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18份（2）细粉原料炭黑
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3份
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膨润土
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3份刚玉粉
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12.8份
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碳化硅细粉
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11份αal2o3微粉
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6份；
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熟石灰
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0.2份（3）纤维原料海泡石
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0.5份
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有机防爆纤维
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0.05份；所述结合剂是采用钠型硅溶胶，sio2的质量分数为20%，ph为10，用量为干粉原料总重量的9%。
6.所述石英砂sio2的质量百分含量≥99%，粒径为0.1-3mm；所述红柱石中al2o3的质量分数＞55%，sio2的质量分数＜35%，fe2o3的质量分数＜1.2%，粒径为0.1-1mm；所述高铝矾土中al2o3的质量分数＞80%，fe2o3的质量分数＜1.6%，粒径为0.1-3mm；所述碳化硅颗粒中sic的质量分数≥92%，粒径为0.1-1mm；所述球状沥青中固定碳的质量分数≥45%，熔点高于150℃，粒径为0.1-1mm；所述钛铝酸钙中al2o3的质量分数＞70%，sio2的质量分数＞70%，tio2的质量分数＞12%，cao的质量分数＜11%，粒径为3-0.1mm；所述炭黑中c的质量分数≥99%，粒径为300-400目；所述膨润土中al2o3的质量分数＞12%，sio2的质量分数＞70%，fe2o3的质量分数＜3.5%，h2o的质量分数＜5%，粒径为300-350目；所述刚玉细粉中al2o3的质量分数＞99%，na2o的质量分数＜0.5%，粒径为320目；所述碳化硅细粉中sic的质量分数≥90%，粒径为≤0.088mm；所述αal2o3微粉中al2o3的质量分数＞99%，中位粒径为5微米；所述熟石灰中ca(oh)2的质量分数＞90%，粒径为≤0.088mm；所述海泡石中mgo的质量分数为54-60%，sio2的质量分数为21-25%，h2o的质量分数＜4%，纤维长度为2-4mm，所述有机防爆纤维熔点为110℃，纤维长度为3-5mm。
7.本发明的一种铁水包用防粘渣热态喷补材料的制备方法，包括下述步骤：（1）将颗粒原料按配方比例，依次加入混料机中，混合2-3min；（2）将纤维原料按配方比例，依次加入混料机中，混合1-2min；（3）将细粉原料按配方比例，依次加入混料机中，混合8-10min；（4）将上述步骤（3）混合好的干粉原料按重量分装，并按干粉原料的重量给每份干粉原料配装相应重量比的结合剂硅溶胶，即得。
8.本发明的一种铁水包用防粘渣热态喷补材料的使用方法，包括下述步骤：先根据铁水包的大小选用合适的喷涂机大小，再向喷涂机中装入干粉原料，在喷涂机出口处混合加入结合剂硅溶胶，在铁水包温度降至1200℃以下时对铁水包需修补凹坑或需喷涂防粘渣涂料的位置进行热态喷补，喷补完的铁水包，待喷涂料干燥凝固后即可投入使用，无需等待
铁水包彻底冷却。
9.优选地，所述铁水包温度下降至800-1000℃时对铁水包进行热态喷补时效果最好（轮转使用效率更高），当然铁水包温度继续下降至400-800℃或者更低温度时也可以采用热态喷补，只要热态喷补后，喷补料干燥凝固后即可投入使用。
10.本发明的铁水包用防粘渣热态喷补材料配方中，各原料的作用如下：本发明中所述石英砂(sio2≥99%)，粒径为0.1-3mm，在喷涂料中主要起到耐火骨料的作用，可以抵抗熔渣的侵蚀以及铁水的冲刷。所述红柱石粒径为0.1-1mm，在喷涂料中可以起到提高材料的热震稳定性，在高温使用中会有莫来石的晶型转化，产生一定的体积膨胀，增加喷涂料的致密性，提高抗熔渣侵蚀性。所述高铝矾土，粒径为0.1-3mm，在喷涂料中主要起到耐火骨料的作用，抵抗熔渣的侵蚀熔损。所述碳化硅颗粒(sic≥92%)粒径为0.1-1mm，用于提高材料基质抗熔渣侵蚀性能，减少熔渣的粘附。所述球状沥青中（固定碳≥45%，熔点高于150℃），粒径为0.1-1mm，用于增加基质耐材的抗熔渣侵蚀，减低熔渣的粘附。所述钛铝酸钙（al2o3＞70%，sio2＞70%，tio2＞12%，cao＜11%，），粒径为0.1-3mm，用于改善喷涂料的烧结性能，增加喷涂料的高温抗渣冲刷强度。所述炭黑中(c≥99%)，粒径为300-400目，用于增加基质耐材的碳含量，减低熔渣对喷涂料的粘附。所述膨润土中（al2o3＞12%，sio2＞70%，fe2o3＜3.5%，h2o＜5%，）粒径为300-350目，用于改善喷料施工性能，增加喷涂料施工时的附着性。所述刚玉中（al2o3＞99%，na2o＜0.5%），粒径为200-250目，用于提高材料基质抗熔渣侵蚀性能。所述碳化硅细粉中sic的质量分数≥90%，粒径为≤0.088mm，用于提高基质的抗渣侵蚀性能。所述αal2o3微粉中al2o3的质量分数＞99%，中位粒径为5微米，用于提高喷涂料基质的烧结性能、改善喷涂料的附着性。所述熟石灰中(ca(oh)2＞95%)粒径为≤0.088mm，提高喷涂料附着性能、促进喷涂料快速固化。所述海泡石中(mgo：54-60%，sio2：21-25%，h2o＜4%，)纤维长度2-4mm，用于提高喷涂料附着性能，改善喷涂料急速烘烤是的防爆性能。所述有机防爆纤维熔点为110℃，纤维长度为3-5mm，用于提高喷涂料喷涂附着性能，有利于喷涂料急速烘烤时形成水汽排出的微细通道，提高喷涂料的防爆性能。
11.本发明的铁水包用防粘渣热态喷补材料，制备时，需要先将颗粒原料混匀再加入海泡石和有机纤维进行混匀，最后再加入细粉原料，这样做是因为颗粒料混合均匀后，再加入纤维原料以及细粉原料，依靠颗粒的混合搅拌作用，比较容易将细粉及纤维打散，进而混合均匀，制得的干粉喷涂料，加入喷涂机后，随着喷涂机出口处混合加入硅溶胶结合剂，通过高压风将干粉以及喷涂料混合，硅溶胶会和材料中的氧化钙产生反应，进而自身固化，硅溶胶含有部分水分，也会对喷涂料的基质进行润湿作用，进而产生一定的结合性。硅溶胶在高温时也会脱水固化，具有很强的结合性能。由于本发明喷补材料施工后基本不含影响材料高温性能的氧化钠等低熔点材料，具有很好的抗熔渣侵蚀及抗熔渣粘附性能，高温强度优良，可以很好的将高温熔渣与铁水包耐火材料隔离，提高铁水包的使用寿命。
12.本发明的有益效果如下：1.提供一种新型铁水包热态喷补材料，对于铁水渣具有良好的抗粘结作用，铁水渣不易粘结，而粘结到铁水包的渣易于清理，保护铁水包的耐火材料不会在清渣时破坏掉。可以极大提高铁水包的使用效率以及使用寿命；2.采用水基涂料，使用专用喷枪可以在出铁水后不用等铁水包冷却及时喷补需要处理的部位，提高铁水包周转效率、节约能源。
具体实施方式
13.为了更好地解释本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明，下述实施例仅仅是示例性的说明本发明的技术方案，并不以任何形式限制本发明。
14.实施例1本实施例的一种铁水包用防粘渣热态喷补材料，是由干粉原料和结合剂组成，所述干粉原料包括颗粒原料、细粉原料和纤维原料，所述干粉原料包括下述重量份的原料：（1）颗粒原料：石英砂
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17份
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红柱石
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5份高铝矾土
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16份
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碳化硅颗粒
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6份球状沥青
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2份；
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钛铝酸钙
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18份（2）细粉原料炭黑
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3份
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膨润土
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3份刚玉粉
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12.8份
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碳化硅细粉
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11份αal2o3微粉
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6份；
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熟石灰
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0.2份（3）纤维原料海泡石
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0.5份
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有机防爆纤维
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0.05份；所述结合剂是采用钠型硅溶胶，sio2的质量分数为20%，ph为10，用量为干粉原料总重量的9%。
15.本实施例中所述石英砂sio2的质量百分含量≥99%，粒径为0.1-3mm；所述红柱石中al2o3的质量分数＞55%，sio2的质量分数＜35%，fe2o3的质量分数＜1.2%，粒径为0.1-1mm；所述高铝矾土中al2o3的质量分数＞80%，fe2o3的质量分数＜1.6%，粒径为0.1-3mm；所述碳化硅颗粒中sic的质量分数≥92%，粒径为0.1-1mm；所述球状沥青中固定碳的质量分数≥45%，熔点高于150℃，粒径为0.1-1mm；所述钛铝酸钙中al2o3的质量分数＞70%，sio2的质量分数＞70%，tio2的质量分数＞12%，cao的质量分数＜11%，粒径为0.1-3mm；所述炭黑中c的质量分数≥99%，粒径为300-400目；所述膨润土中al2o3的质量分数＞12%，sio2的质量分数＞70%，fe2o3的质量分数＜3.5%，h2o的质量分数＜5%，粒径为300-350目；所述刚玉细粉中al2o3的质量分数＞99%，na2o的质量分数＜0.5%，粒径为320目；所述碳化硅细粉中sic的质量分数≥90%，粒径为≤0.088mm；所述αal2o3微粉中al2o3的质量分数＞99%，中位粒径为5微米；所述熟石灰中ca(oh)2的质量分数＞90%，粒径为≤0.088mm；所述海泡石中mgo的质量分数为54-60%，sio2的质量分数为21-25%，h2o的质量分数＜4%，纤维长度为2-4mm，所述有机防爆纤维熔点为110℃，纤维长度为3-5mm。
16.本实施例的铁水包用防粘渣热态喷补材料的制备方法，包括下述步骤：（1）将颗粒原料按配方比例，依次加入混料机中，混合2-3min；（2）将纤维原料按配方比例，依次加入混料机中，混合1-2min；（3）将细粉原料按配方比例，依次加入混料机中，混合8-10min；（4）将上述步骤（3）混合好的干粉原料按重量分装，并按干粉原料的重量给每份干粉原料配装相应重量比的结合剂硅溶胶，即得。
17.本实施例以追踪一批次新投入的5吨无冷修热态轮转使用的铁水包为例，来说明
采用本实施例的铁水包用防粘渣热态喷补材料的使用方法及使用效果，本批次铁水包总共有2个，用于感应炉冶炼承接铸造铁水轮转使用。
18.首先，根据本实施例中所需喷补的铁水包为5t容量铁水包，选用湖南鼎峰机械有限公司制造的dfpz-0.5型喷涂机（所选喷涂机的具体型号，生产厂家，是根据喷涂需求进行选择的，也可以选择其他满足本实施例喷涂需求的喷涂机），在每次喷补之前，观察铁水包需要喷补的面积，估算需要使用的喷补材料的量，将本实施例制备的喷补材料的干粉原料装入喷涂机中，在喷涂机出口处加入结合剂硅溶胶，待铁水包温度降至800-1000℃时，对着铁水包需修补凹坑和需要喷涂防粘渣涂料的位置进行热态喷补，经过喷补后的铁水包，等待30-40分钟，铁水包上的喷涂材料干燥凝固，即可直接热态投入轮转使用，重复上述使用方法，上述铁水包平均轮转400次，使用6月后，才彻底报废，比无热态喷补的铁水包使用寿命延长3月。
19.实施例2本实施例的一种铁水包用防粘渣热态喷补材料，是由干粉原料和结合剂组成，所述干粉原料包括颗粒原料、细粉原料和纤维原料，所述干粉原料包括下述重量份的原料：（1）颗粒原料：石英砂
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16份
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红柱石
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3份高铝矾土
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18份
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碳化硅颗粒
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6份球状沥青
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3份；
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钛铝酸钙
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19份（2）细粉原料炭黑
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3份
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膨润土
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3份刚玉粉
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12.8份
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碳化硅细粉
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10份αal2o3微粉
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6份；
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熟石灰
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0.2份（3）纤维原料海泡石
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1份
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有机防爆纤维
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0.1份；所述结合剂是采用钠型硅溶胶，sio2的质量分数为20%，ph为9，用量为干粉原料总重量的10%。
20.本实施例中上述原料的要求同实施例1。
21.本实施例的铁水包用防粘渣热态喷补材料的制备方法同实施例1。
22.本实施例的铁水包用防粘渣热态喷补材料的使用方法，包括下述步骤：先根据铁水包的大小选用合适的喷涂机大小，再向喷涂机中装入干粉原料，在喷涂机出口处混合加入结合剂硅溶胶，在铁水包温度降至1200℃以下时对铁水包需修补凹坑或需喷涂防粘渣涂料的位置进行热态喷补，喷补完的铁水包，待喷涂料干燥凝固后即可投入使用，无需等待铁水包彻底冷却。
23.实施例3本实施例的一种铁水包用防粘渣热态喷补材料，是由干粉原料和结合剂组成，所述干粉原料包括颗粒原料、细粉原料和纤维原料，所述干粉原料包括下述重量份的原料：（1）颗粒原料：石英砂
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18份
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红柱石
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4份高铝矾土
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20份
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碳化硅颗粒
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8份
球状沥青
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1份；
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钛铝酸钙
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14份（2）细粉原料炭黑
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3份
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膨润土
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3份刚玉粉
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12.8份
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碳化硅细粉
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10份αal2o3微粉
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6份；
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熟石灰
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0.2份（3）纤维原料海泡石
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0.8份
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有机防爆纤维
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0.08份；所述结合剂是采用钠型硅溶胶，sio2的质量分数为20%，ph为10，用量为干粉原料总重量的12%。
24.本实施例中上述原料的要求同实施例1。
25.本实施例的铁水包用防粘渣热态喷补材料的制备方法同实施例1，使用方法同实施例2。
26.实施例4本实施例的一种铁水包用防粘渣热态喷补材料，是由干粉原料和结合剂组成，所述干粉原料包括颗粒原料、细粉原料和纤维原料，所述干粉原料包括下述重量份的原料：（1）颗粒原料：石英砂
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16份
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红柱石
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3份高铝矾土
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16份
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碳化硅颗粒
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5份球状沥青
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1份；
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钛铝酸钙
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20份（2）细粉原料炭黑
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6份
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膨润土
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3份刚玉粉
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13份
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碳化硅细粉
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10份αal2o3微粉
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6份；
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熟石灰
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1份（3）纤维原料海泡石
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0.7份
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有机防爆纤维
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0.06份；所述结合剂是采用钠型硅溶胶，sio2的质量分数为20%，ph为11，用量为干粉原料总重量的11%。
27.本实施例中上述原料的要求同实施例1。
28.本实施例的铁水包用防粘渣热态喷补材料的制备方法同实施例1，使用方法同实施例2。
29.实施例5本实施例的一种铁水包用防粘渣热态喷补材料，是由干粉原料和结合剂组成，所述干粉原料包括颗粒原料、细粉原料和纤维原料，所述干粉原料包括下述重量份的原料：（1）颗粒原料：石英砂
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16份
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红柱石
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3份高铝矾土
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20份
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碳化硅颗粒
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8份球状沥青
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1份；
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钛铝酸钙
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14份（2）细粉原料炭黑
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3份
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膨润土
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3份
刚玉粉
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13.5份
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碳化硅细粉
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10份αal2o3微粉
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8份；
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熟石灰
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0.5份（3）纤维原料海泡石
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0.5份
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有机防爆纤维
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0.05份；所述结合剂是采用钠型硅溶胶，sio2的质量分数为20%，ph为10，用量为干粉原料总重量的10%。
30.本实施例中上述原料的要求同实施例1。
31.本实施例的铁水包用防粘渣热态喷补材料的制备方法同实施例1，使用方法同实施例2。
32.实施例6本实施例的一种铁水包用防粘渣热态喷补材料，是由干粉原料和结合剂组成，所述干粉原料包括颗粒原料、细粉原料和纤维原料，所述干粉原料包括下述重量份的原料：（1）颗粒原料：石英砂
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16份
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红柱石
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3份高铝矾土
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16份
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碳化硅颗粒
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5份球状沥青
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1份；
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钛铝酸钙
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14份（2）细粉原料炭黑
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6份
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膨润土
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3份刚玉粉
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15.5份
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碳化硅细粉
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10份αal2o3微粉
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10份；
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熟石灰
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0.5份（3）纤维原料海泡石
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0.9份
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有机防爆纤维
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0.09份；所述结合剂是采用钠型硅溶胶，sio2的质量分数为20%，ph为10，用量为干粉原料总重量的12%。
33.本实施例中上述原料的要求同实施例1。
34.本实施例的铁水包用防粘渣热态喷补材料的制备方法同实施例1，使用方法同实施例2。
35.实施例7本实施例的一种铁水包用防粘渣热态喷补材料，是由干粉原料和结合剂组成，所述干粉原料包括颗粒原料、细粉原料和纤维原料，所述干粉原料包括下述重量份的原料：（1）颗粒原料：石英砂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
16份
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红柱石
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3份高铝矾土
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
16份
ꢀꢀꢀꢀꢀ
碳化硅颗粒
ꢀꢀꢀꢀ
5份球状沥青
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1份；
ꢀꢀꢀꢀ
钛铝酸钙
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
14份（2）细粉原料炭黑
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
3份
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膨润土
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6份刚玉粉
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13.2份
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碳化硅细粉
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14份αal2o3微粉
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8份；
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熟石灰
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0.8份（3）纤维原料
海泡石
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0.6份
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有机防爆纤维
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0.06份；所述结合剂是采用钠型硅溶胶，sio2的质量分数为20%，ph为10，用量为干粉原料总重量的10%。
36.本实施例中上述原料的要求同实施例1。
37.本实施例的铁水包用防粘渣热态喷补材料的制备方法同实施例1，使用方法同实施例2。
38.实施例8本实施例的一种铁水包用防粘渣热态喷补材料，是由干粉原料和结合剂组成，所述干粉原料包括颗粒原料、细粉原料和纤维原料，所述干粉原料包括下述重量份的原料：（1）颗粒原料：石英砂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
16份
ꢀꢀꢀꢀꢀ
红柱石
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3份高铝矾土
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16份
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碳化硅颗粒
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5份球状沥青
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1份；
ꢀꢀꢀꢀ
钛铝酸钙
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14份（2）细粉原料炭黑
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
3份
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
膨润土
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3份刚玉粉
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
18份
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碳化硅细粉
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10份αal2o3微粉
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10份；
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熟石灰
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1份（3）纤维原料海泡石
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.7份
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有机防爆纤维
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0.07份；所述结合剂是采用钠型硅溶胶，sio2的质量分数为20%，ph为10，用量为干粉原料总重量的11%。
39.本实施例中上述原料的要求同实施例1。
40.本实施例的铁水包用防粘渣热态喷补材料的制备方法同实施例1，使用方法同实施例2。
41.上述八个实施例仅仅是本发明为解释本发明而例举的具体实例，并不以任何形式限制本发明，任何人根据上述内容和形式做出的不偏离本发明权利要求保护范围的非实质性的改变，均应认为落入本发明权利要求的保护范围。