用于低氧铜杆生产中延长流槽寿命的99浇注料及制备方法与流程

本发明涉及浇注材料，具体是涉及用于低氧铜杆生产中延长流槽寿命的99浇注料及制备方法。

背景技术：

1、流槽是低氧铜杆生产中用于输送熔融的功能耐火材料，它具有承接、导向、分流、输送、分类控制等关键作用，与闸板配合使用可以实现高温熔液流向及流速控制，以满足低氧铜杆的生产需求。由于流槽直接与熔液进行接触，因此，其质量好坏直接决定了生产能否顺利进行、低氧铜杆的质量。

2、流槽是生产过程中的消耗性材料，需要定期更换。目前低氧铜杆生产中的流槽在使用过程中经频繁的急冷急热以及熔液的冲击，导致流槽表面开裂，流槽蚀损较快破损严重；因此，现设计一种抗热震性强的用于低氧铜杆生产中延长流槽寿命的99浇注料及制备方法。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了用于低氧铜杆生产中延长流槽寿命的99浇注料及制备方法。

2、本发明的技术方案是：用于低氧铜杆生产中延长流槽寿命的99浇注料，所述99浇注料的原料按重量百分比计包括：7～15％的电熔白刚玉粉，5～11％的α-al2o3超微粉，5～11％的电熔尖晶石细粉，1～4％的辅助剂，6～15％结合剂，0.1～0.4％的减水剂，余量为烧结板状刚玉颗粒。

3、说明：电熔白刚玉粉化学稳定性较好，抗酸碱的能力强，在各种金属液中不会发生化学反应和变化，烧结板状刚玉颗粒具有耐冲刷性、耐热震稳定性、强度高、韧性好、化学性能稳定等优点，使产品的抗渣渗透和热震稳定性能明显增强；α-al2o3超微粉在高温下可以部分转化为刚玉相，改善产品组织结构，使原料液相粘性升高，能够有效抑制渣的渗透，可以优化浇注料的组织结构又可以保证浇注料的中、低温强度；电熔尖晶石细粉具有抗剥落能力强和抗热震稳定性好等优良性能；采用氧化铝含量极高的电熔白刚玉粉以及烧结板状刚玉颗粒为基料，加入α-al2o3超微粉、电熔尖晶石细粉、辅助剂以及结合剂，提高了浇注料的强度、抗热震性以及抗剥落性，使浇注料制备的流槽内存在一定数量的气孔，并有效的降低弹性模量，增强了流槽抵抗不断地温度波动而变形的能力，提高流槽的抗热震性以及抗开裂性，进而提高流槽的使用寿命。

4、进一步地，所述结合剂由组分a以及组分b构成，按重量比组分a：组分b＝3:1；

5、所述组分a按重量百分比计包括：50～60％的电熔镁砂细粉，20～30％的sio2微粉，0.5～1.5％的氧化钇微粉，余量为热固性酚醛树脂；

6、所述组分b按重量百分比计包括：30～40％的水玻璃，40～50％的硅灰超微粉，余量为secar71水泥。

7、说明：组分a中，电熔镁砂细粉与sio2微粉结合通过sio2在水化过程中与mgo发生反应,逐渐在浇注料表面形成mgo-sio2-h2o,在浇注料表面形成镁氧硅链状网络结构，提高浇注料的抗热震性以及抗冲刷性；氧化钇具有耐热性好、抗腐蚀性强的优点；热固性酚醛树脂能够有效降低弹性模量，弹性模量越小，能缓解和释放热应力，进而能显著的提高浇注料的抗热震稳定性。组分b中，水玻璃硬化体的结构致密、强度高；硅灰超微粉它可以显著的改善浇注料的流动性能，并具有极好的减水性，凝结性、良好的高温性能，secar71水泥能够提高浇注料的烧前强度，促进产品凝固。

8、进一步地，所述减水剂为三聚磷酸钠。

9、说明：三聚磷酸钠中的分子可吸附在各原料颗粒表面，通过吸附发生相互作用而破坏颗粒间的絮凝状，得到分散性和流动性好的浆体，通过钠离子减少水化层分子数，从而释放出多余吸附的水，增加泥浆中自由水的含量，达到减水效果；同时，三聚磷酸钠可以提高水玻璃的硬化强度，降低水玻璃的高温残留强度，改善其溃散性，易溶于水玻璃，可以提高水玻璃粘性。

10、进一步地，所述辅助剂由不锈钢纤维与氧化铈微粉混合而成，按重量分数计不锈钢纤维：氧化铈微粉＝3:2。

11、说明：不锈钢纤维具有高强度耐高温、抗冲击、抗热震、耐磨性能好等特点，氧化铈具有极低的线膨胀系数，抗热震性；加入此辅助剂能够提高制备的浇注料抗热震性，使得浇注料制备的流槽具有良好的气孔率。

12、进一步地，所述水玻璃模数为2.4-3.2。

13、说明：水玻璃模数越大，氧化硅含量越多，水玻璃黏度增大，易于分解硬化，粘结力增大，使得浇注料结构致密、强度高。

14、进一步地，所述烧结板桩刚玉颗粒的粒径为1-3mm，所述电熔白玉刚粉的粒径为0.5-1mm，所述电熔尖晶石细粉、电熔镁砂细粉的粒径均为0.064-0.1mm，所述sio2微粉、氧化钇微粉的粒径均为0.002-0.064mm，所述α-al2o3超微粉、硅灰超微粉的粒径均为0.001-0.002mm。

15、说明：不同系不同配比中原料的粒径分布必须综合考虑确定最佳加入量，原料的粒度及其分布对浇注料的流动性和物理性能影响较大，选用上述粒径的原料所制备的浇注料物理性能更优。

16、进一步地，氧化铈微粉的粒径为0.002-0.064mm。

17、说明：选用与本技术其他微粉相同粒径的氧化铈，更易于提升浇注料的室温韧性。

18、进一步地，所述组分a的制备方法为：

19、将组分a的原料混合均匀后，在1300-1600℃下烧结2-3小时，然后将烧结产物破碎、研磨，得到粒径为0.064-0.1mm的组分a。

20、说明：上述制备的组分a高温体积稳定性好，抗热震稳定性能。

21、进一步地，所述99浇注料的制备方法为：

22、s1、预制

23、将电熔白刚玉粉、α-al2o3超微粉、电熔尖晶石细粉、烧结板状刚玉颗粒以及80％的组分b干混均匀得到混合体造粒，在1550-1650℃下热处理2-3小时，筛分得到粒径为3-5mm的a颗粒以及粒径为1-3mm的b颗粒；

24、s2、初次混合

25、将a颗粒、组分a以及辅助剂混合均匀，置于110-140mpa下压制成型，随后在1400-1500℃下热处理2-3小时，最后经破碎、研磨到粒径为0.064-0.1mm的c颗粒；

26、向剩余20％的b组分中加入水制成浆液，将b颗粒加入浆液中充分混合，得到包裹浆液的d颗粒；

27、s3、混料制备：

28、将c颗粒、d颗粒以及减水剂混合均匀，振动成型，在温度为95-105℃下保温15-35小时，得到99浇注料。

29、说明：将烧结一次的组分a与、辅助剂以及a颗粒进行混合热处理，通过对组分a二次烧结有利于改善浇注料制备的流槽的气孔率以及提高热导率，并减少在流槽使用过程中产生的裂纹，提高流槽的使用寿命；上述方法制备的c颗粒以及d颗粒，具有优良的抗热震性高以及重烧线变化率低的优良特性；通过严格的控制各步骤原料种类、粒度及热处理制度等工序，使得原料颗粒之间的能够紧密接触，同时利用了不同材料的结构特征和不同粒度的原料之间的颗粒级配优点，依次方法制备的浇注料具有常温耐压强度大、抗热震性高等优点。

30、进一步地，步骤s2中，制备的浆液质量浓度为2-7％。

31、说明：控制浆液浓度在2-7％之间，使得黏性足够将组分b粘附在b颗粒表面。

32、本发明的有益效果是：

33、(1)本发明制备浇注料，通过严格的控制各步骤原料种类、粒度及热处理制度等工序，使得原料颗粒之间的能够紧密接触，同时利用了不同材料的结构特征和不同粒度的原料之间的颗粒级配优点，使得所制备的浇注料具有常温耐压强度大、抗热震性高等优点。

34、(2)将烧结一次的组分a与、辅助剂以及a颗粒进行混合热处理，通过对组分a二次烧结有利于改善浇注料制备的流槽的气孔率以及提高热导率，并减少在流槽使用过程中产生的裂纹，提高流槽的使用寿命。