專利名稱：：銅陽(yáng)極爐用耐火澆注料及流槽預(yù)制件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種耐火澆注料，尤其是關(guān)于銅陽(yáng)極爐流槽用耐火澆注料及預(yù)制件。技術(shù)背景銅陽(yáng)極爐熔煉后的高溫(1300°C1400°C)銅水澆注，需經(jīng)中間包、流槽、擺動(dòng)中間包，最后充注入模型內(nèi)澆注成銅板。由于是間斷性出銅，中間包、流槽、擺動(dòng)中間包用耐火材料需要具有優(yōu)良的高溫抗沖刷性，優(yōu)良的抗熱震穩(wěn)定性；不粘銅水及銅渣，不被熔銅所侵蝕，便于清理。目前銅陽(yáng)極爐中間包、固定流槽、擺動(dòng)中間包用耐火材料，常用有鎂鉻質(zhì)、Al203-SiC質(zhì)的搗打料和涂抹料。然而鎂鉻質(zhì)、Al203-SiC質(zhì)耐火材料，容易粘銅，因而每次出銅后需清理除銅，再涂抹修補(bǔ)、烘烤，勞動(dòng)強(qiáng)度大；其次，鎂鉻質(zhì)、Ab03-SiC質(zhì)耐火材料，強(qiáng)度低，出銅過(guò)程中易發(fā)生剝落，易造成冷銅，冷銅發(fā)生量約1.5t/爐，回爐熔煉增加了生產(chǎn)成本；再就是，搗打料使用壽命短，只能受銅210爐；涂抹料使用壽命更短，受銅1~3爐，使用成本較高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種不粘銅，抗高溫沖刷性及熱震穩(wěn)定性好，使用壽命長(zhǎng)的銅陽(yáng)極爐用耐火澆注料。本發(fā)明的另一目的在于提供一種強(qiáng)度更高，使用方便，可簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)施工的銅陽(yáng)極爐用流槽預(yù)制件。本發(fā)明第一目的實(shí)現(xiàn)，主要改變材質(zhì)，采用SiC作為主原料，并添加微粉、C、Si，以及水泥結(jié)合劑組成的澆注料。具體說(shuō)，本發(fā)明銅陽(yáng)極爐用耐火澆注料，其特征在于基本組成為50-80wt%SiC，0-40wt%含A1203耐火原料，l一20wt。/。微粉，l一4wt。/。C，l一3wt。/。Si，0.5—5wt。/。水泥結(jié)合劑，混合后化學(xué)成分為SiC4878wt%，A120310~40wt%，Si024~8wt%，C《6wt%，CaO《3wt%，Si《3wt%。本發(fā)明中SiC為構(gòu)成耐火澆注料的主要材料，采用SiC有利于提高耐火澆注料的抗熱震穩(wěn)定性，粒徑為耐火澆注料通常用顆粒級(jí)配，一般為46個(gè)級(jí)配，例如8~5mm、53mm、3lmm、l~0mm、180目的細(xì)粉；含Al2Cb耐火原料，當(dāng)SiC加入量較低時(shí)，作為一種輔助原料。它可以采用八1203含量85%以上的耐火原料，如特級(jí)高鋁砜土，棕剛玉、白剛玉等，有利于提高澆注料的耐火度，及確保主原料足夠量。微粉，為澆注料通?；|(zhì)，同時(shí)微粉還具有復(fù)合結(jié)合劑作用，可以提高澆注料成型后強(qiáng)度，以及提高耐火材料燒結(jié)性能，此外微粉填充基質(zhì)孔隙，還可提高成型體致密度?？梢圆捎猛ǔＤ突饾沧⒘匣|(zhì)用微粉，試驗(yàn)表明，本發(fā)明中優(yōu)選采用A1203微粉和/或Si02微粉和/或莫來(lái)石微粉，具有常溫、中溫、高溫強(qiáng)度好，不僅具有更好的抗熱震穩(wěn)定性，和優(yōu)良的抗高溫沖刷性能，而且還有較好的抗氧化作用。所說(shuō)微粉，為耐火材料通用概念，指中位徑D50不超過(guò)5um的細(xì)粉。C，對(duì)銅水具有不侵和性，可使組成耐火材料不粘銅水，可以釆用通常耐火材料加入料如瀝清、石墨、電極粉等物料。Si，一種耐火材料抗氧化劑，同時(shí)在使用高溫狀態(tài)下，與材料中C結(jié)合生成SiC，有利于提高高溫下抗沖刷性能；水泥結(jié)合劑，為澆注料常用結(jié)合劑，可以采用各種耐火水泥；試驗(yàn)表明，本發(fā)明澆注料中加入0.1—0.5wt%減水劑和/或0.52wt%的高溫膨脹劑。加入減水劑，可以起到減水及分散作用，可以減少澆注成型時(shí)加水量，對(duì)提高強(qiáng)度有利的；加入高溫膨脹劑，可以抵消在高溫下耐火材料產(chǎn)生的收縮，對(duì)防止高溫開(kāi)裂是有利的，同時(shí)還可提高熱震穩(wěn)定性。所說(shuō)減水劑，可以是耐火材料常用的各種減水劑，例如磷酸鹽類三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉等；高溫膨脹劑，可以是耐火澆注料常用高溫膨脹劑，例如藍(lán)晶石、硅線石。減水劑、高溫膨脹劑可采用外加形式。此外，為防止?jié)沧⒘铣尚秃蠛婵菊?，本發(fā)明中還可以外加一些防爆齊!J，如金屬鋁粉或防爆纖維。如果施工體較厚也可以不加。本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化組成為70-75%wtSiC，2—5wt。/oAl203微粉，2—4wt。/。Si02微粉，5—12wt。/o莫來(lái)石微粉，2—4wt%C，l一3wt。/。Si，0.5一5wt。/。水泥結(jié)合劑，0.1—0.5wt%減水劑，0.5~2wt。/。的高溫膨脹劑，0.020.2wt。/。的防爆劑。此外，本發(fā)明為降低現(xiàn)場(chǎng)施工勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短烘烤時(shí)間，提高澆注制品的強(qiáng)度，提高熱震穩(wěn)定性和抗高溫沖刷性，較好采用預(yù)制件形式，即工廠將上述澆注料，按澆注料施工方式，制成預(yù)制件，運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)即可使用。按照該構(gòu)思，本發(fā)明銅陽(yáng)極爐用流槽預(yù)制件，其特征在于由以下基本組成50-80wt°/。SiC，0-40wt。/。含八1203耐火原料，1一20wt%耐火物料微粉，1—4wt%C，1—3wt%Si，0.5—5wt。/。水泥結(jié)合劑，加水混合，澆注成開(kāi)口溝槽，烘烤后預(yù)制件的化學(xué)成分為SiC48~78wt%，A12031040wt%，Si024~8wt%，C《wt6%，CaO《3wt%，Si《3wt%。此外，本發(fā)明預(yù)制件成型時(shí)，還外加有0.1—0.5wt。/。減水劑和/或0.52wto/。高溫膨脹劑。本發(fā)明澆注料化學(xué)成份含量，為物料混合后自然狀態(tài)下所測(cè)數(shù)據(jù)，或制成預(yù)制件烘烤定型后制品所測(cè)數(shù)據(jù)。本發(fā)明銅陽(yáng)極爐用耐火澆注料及流槽預(yù)制件，較現(xiàn)有技術(shù)使用的鎂鉻質(zhì)、高鋁質(zhì)搗打料、涂抹料，具有抗熱震穩(wěn)性優(yōu)良，抗高溫沖刷性好，不粘銅水及銅渣，方便清理、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。經(jīng)試用，一次性使用壽命達(dá)到受銅20爐以上，而且施工簡(jiǎn)單、工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大幅度降低，只是第一次使用時(shí)進(jìn)行一下快速烘烤，以后就不用烘烤，節(jié)約了烘烤成本，利于銅廠的生產(chǎn)周轉(zhuǎn)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)鎂鉻質(zhì)、Al20rSiC質(zhì)耐火材料，性能及經(jīng)濟(jì)效益比較，見(jiàn)表l、表2。以下結(jié)合幾個(gè)具體實(shí)施方式，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。具體實(shí)施方式實(shí)施例1:銅陽(yáng)極爐流槽用耐火澆注料，由75wt%SiC，3wty。Al203微粉，3wt。/。SiCM敫粉，8wt。/。莫來(lái)石微粉，2wt。/。瀝清，2wt。/。電極粉，3wt%Si，4wt。/。水泥結(jié)合劑，外加O.lWt。/。三聚磷酸鈉組成，測(cè)得澆注料化學(xué)成份SiC73.5wt%，A120311.8wt%，Si025.8wt%，C3,5wt%，Ca01.5wt%，以及其他雜質(zhì)。實(shí)施例2:銅陽(yáng)極爐流槽用耐火澆注料，由64.5wt。/。SiC，18wt。/。剛玉，4wt%SK32微粉，6wt%莫來(lái)石微粉，1wt%瀝清，2.5wt%電極粉，2wt%Si，2wt。/。水泥結(jié)合劑，外加0.06wt。/。三聚磷酸鈉，0.1wt。/。六偏磷酸鈉組成，測(cè)得澆注料化學(xué)成份SiC63.5wt%，Al20324.8wt%，Si026.5wt%，C3wt%，CaO0.8wt%，以及其他雜質(zhì)。實(shí)施例3:銅陽(yáng)極爐流槽用耐火澆注料，50wt%SiC，20wt。/。特級(jí)高鋁礬土，11wt。/。剛玉，5wt。/。Al203微粉，2wt。/。Si02微粉，4wt。/。莫來(lái)石微粉，3wt。/。電極粉，2wt%Si，3wt。/。水泥結(jié)合劑，外加0.12wt。/。六偏磷酸鈉組成，測(cè)得澆注料化學(xué)成份SiC48.5wt%，A120338wt%，Si027.2wt%，C2.5wt%，CaO1.0wt。/。，以及其他雜質(zhì)。實(shí)施例4:銅陽(yáng)極爐用流槽預(yù)制件，由74wt。/。SiC，2wt。/。Al203微粉，3wt%Si02微粉，12wt%莫來(lái)石微粉，2wt%瀝清，2wt%電極粉，3wt%Si，2wt。/。水泥結(jié)合劑，外加0.08wt%三聚磷酸鈉，0.08wt%六偏磷酸鈉，1.5wt%的藍(lán)晶石，0.05wt。/。防爆纖維，加水4.8wt。/。混合，經(jīng)振動(dòng)成型，自然養(yǎng)護(hù)，脫模養(yǎng)護(hù)3天以上，經(jīng)50(TC烘烤72小時(shí)?；?yàn)預(yù)制件成份SiC72wt%，A120311.8wt。/。，Si026.8wt。/。，C3.5wt。/。，CaO0.8wt。/。，以及其他雜質(zhì)。檢測(cè)理化指標(biāo)見(jiàn)表3，實(shí)際試用，陽(yáng)極爐固定溜槽23爐次(19天)，固定溜槽褲襠叉后段42爐次(17天)，開(kāi)始投用時(shí)只烘烤一次5小時(shí)，無(wú)冷銅發(fā)生。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1、銅陽(yáng)極爐流槽用耐火澆注料，其特征在于基本組成為50-80wt％SiC，0-40wt％含Al2O3耐火原料，1-20wt％微粉，1-4wt％C，1-3wt％Si，0.5-5wt％水泥結(jié)合劑，混合后化學(xué)成分為SiC48～78wt％，Al2O310～40wt％，SiO24～8wt％，C≤6wt％，CaO≤3wt％，Si≤3wt％。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述銅陽(yáng)極爐流槽用耐火澆注料，其特征在于外加0.1—0.5wt。/。減水劑。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述銅陽(yáng)極爐流槽用耐火澆注料，其特征在于外加0.52wt。/。的高溫膨脹劑。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述銅陽(yáng)極爐流槽用耐火澆注料，其特征在于所說(shuō)微粉為1一8wt%八1203微粉和/或l一6wt。/。Si02微粉和/或1一12wt%莫來(lái)石微粉。5、根據(jù)權(quán)利要求l、2、3或4所述銅陽(yáng)極爐流槽用耐火澆注料，其特征在于組成為70-75%wtSiC，2—5wt%Ab03微粉，2—4wt。/。Si02微粉，5—12wt。/。莫來(lái)石微粉，2—4wt%C，l—3wt%Si，0.5—5wt。/。水泥結(jié)合劑，0.1一0.5wt。/。減水劑，0.52wty。的高溫膨脹劑，0.020.2wty。的防爆劑。6、銅陽(yáng)極爐用流槽預(yù)制件，其特征在于由基本組成50-80wt%SiC，0-40wt。/。含Al203耐火原料，l一20wt。/。微粉，l—4wt%C，l—3wt%Si，0.5—5Wt%水泥結(jié)合劑，加水混合，澆注成型，烘烤后預(yù)制件的化學(xué)成分為SiC4878wt%，A12031040wt%，Si024~8wt%，C《6wt%，CaO《3wt%，Si《3wt%。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述銅陽(yáng)極爐用流槽預(yù)制件，其特征在于澆注預(yù)制件時(shí)，外加有0.1—0.5wt%減水劑和/或0.52wt%高溫膨脹劑和/或0.020.2wt%的防爆劑。全文摘要本發(fā)明是關(guān)于銅陽(yáng)極爐流槽用耐火材料的改進(jìn)，其特征在于基本組成為50-80wt％SiC，0-40wt％含Al₂O₃耐火原料，1-20wt％微粉，1-4wt％C，1-3wt％Si，0.5-5wt％水泥結(jié)合劑，混合后化學(xué)成分為SiC48～78wt％，Al₂O₃10～40wt％，SiO₂4～8wt％，C≤6wt％，CaO≤3wt％，Si≤3wt％。較現(xiàn)有技術(shù)具有抗熱震穩(wěn)性優(yōu)良，抗高溫沖刷性好，不粘銅水及銅渣，方便清理、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。一次性使用壽命達(dá)到受銅20爐以上，而且施工簡(jiǎn)單、工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大幅度降低，只是第一次使用時(shí)進(jìn)行一下快速烘烤，以后就不用烘烤，節(jié)約了烘烤成本，利于銅廠的生產(chǎn)周轉(zhuǎn)。文檔編號(hào)C04B35/66GK101152982SQ20061009620公開(kāi)日2008年4月2日申請(qǐng)日期2006年9月29日優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日發(fā)明者張興華,杰李,楊政宏,湯致奎,峰黃申請(qǐng)人:宜興市振球爐料有限公司