本發(fā)明屬于中頻爐用耐火材料技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種中頻爐爐襯修補(bǔ)用可塑料及其制備方法。
背景技術(shù)：
中頻爐具有熔化速度快、生產(chǎn)效率高、使用靈活、污染小、電磁攪拌效果好和高效節(jié)能等特點(diǎn)，近年來(lái)被廣泛的應(yīng)用于不銹鋼、特鋼和鑄造行業(yè)，并且不斷向大功率、快速熔化和大容量方向發(fā)展。中頻爐爐襯材料是中頻爐的重要組成部分，在中頻爐熔煉過(guò)程中，由于受到金屬熔體和熔渣的侵蝕及頻繁的溫度變化所帶來(lái)的熱沖擊，爐襯局部會(huì)出現(xiàn)裂紋或剝落的情況。修補(bǔ)用可塑料涂覆在裂紋或剝落的部位，可形成與爐襯結(jié)合為一體的修補(bǔ)層，以提高爐襯的使用壽命和減少耐火材料的消耗。
中頻爐爐襯以剛玉（礬土）-尖晶石質(zhì)搗打料應(yīng)用最為廣泛，修補(bǔ)剛玉（礬土）-尖晶石質(zhì)搗打料爐襯時(shí)用的可塑料，要求具有粘結(jié)性強(qiáng)、耐高溫、抗熱震和耐沖刷等特點(diǎn)。目前，常見(jiàn)的修補(bǔ)用可塑料主要存在問(wèn)題：1）粘結(jié)性較差，修補(bǔ)時(shí)易脫落；2）常溫硬化慢、早期強(qiáng)度低；3）修補(bǔ)后使用壽命短；4）保存時(shí)間短；5）不易施工、修補(bǔ)時(shí)工作效率低。尤其是保存期短，極大地影響了修補(bǔ)用可塑料的使用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種生產(chǎn)成本低的中頻爐爐襯修補(bǔ)用可塑料的制備方法，用該方法制備的中頻爐爐襯修補(bǔ)用可塑料早期強(qiáng)度高、保存時(shí)間長(zhǎng)、易于施工和使用性能優(yōu)良。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括以下步驟：以18～30wt%的氧化鋁粉、10～20wt%的藍(lán)晶石、2～7wt%的氧化鉻粉、2～5wt%的增塑劑為基質(zhì)料，以50～65wt%的礬土顆粒為骨料，基質(zhì)料和骨料之和為原料；先將所述基質(zhì)料在混料機(jī)中混合1~1.5h，再將所述骨料和混合后的基質(zhì)料加入混碾機(jī)，外加所述原料3～5wt%的磷酸和3～5wt%的水，混碾8~10min，得到半干泥料。
將所述半干泥料裝入密封容器中，困料24~48h，再將困料后的半干泥料加入混碾機(jī)中，外加所述原料2～3wt%的磷酸、0.05～0.15wt%的緩蝕劑、0.1～0.5wt%的保濕劑和3~5wt%的水，混碾5～8min，得到混碾泥料，將混碾泥料擠泥成型，制得中頻爐爐襯修補(bǔ)用可塑料。
所述氧化鋁粉的粒徑級(jí)配是：粒徑為0.044~0.023mm占氧化鋁粉30～50wt%；粒徑為5~2μm占所述氧化鋁粉50～70wt%。
所述藍(lán)晶石的粒徑級(jí)配是：粒徑為0.425~0.212mm占藍(lán)晶石30～70wt%；粒徑為0.088~0.044mm占藍(lán)晶石30～70wt%。
所述氧化鉻粉的粒徑為0.2~8μm。
所述增塑劑為50wt%的膨潤(rùn)土、20wt%的羧甲基纖維素和30wt%的聚丙烯酰胺的混合物。
所述礬土顆粒的徑級(jí)配是：粒徑為5～3mm占礬土顆粒20～40wt%；粒徑小于3mm且大于等于1mm占礬土顆粒10～50wt%；粒徑小于1 mm且大于等于0.5mm占礬土顆粒10～30wt%；粒徑小于0.5 mm且大于等于0.088mm占礬土顆粒10～45wt%。
所述緩蝕劑為60wt%的丙烯酸為和40wt%異丙烯膦酸的混合物。
所述保濕劑為2-丙烯酸胺基-2-甲基丙磺酸和草酸中的一種以上。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下積極效果：
（1）本發(fā)明制備的中頻爐爐襯修補(bǔ)用可塑料采用了膨潤(rùn)土、羧甲基纖維素和聚丙烯酰胺作為復(fù)合型增塑劑，減少了細(xì)粉料的加入量，提高了修補(bǔ)料的可塑性。
（2）本發(fā)明采用2-丙烯酸胺基-2-甲基丙磺酸和草酸作為保濕劑，能有效延長(zhǎng)可塑料的保存時(shí)間。
（3）本發(fā)明采用高鋁礬土作為主要原料，其價(jià)格相對(duì)剛玉低廉，降低了生產(chǎn)成本。
（4）本發(fā)明采用的藍(lán)晶石在高溫下的莫來(lái)石化會(huì)伴隨一定的體積膨脹，能有效的抵消可塑料在燒結(jié)過(guò)程中所產(chǎn)生的收縮。
因此，本發(fā)明生產(chǎn)成本低；所制備的中頻爐爐襯修補(bǔ)用可塑料具有早期強(qiáng)度高、保存時(shí)間長(zhǎng)、易于施工和使用性能優(yōu)良的特點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
為避免重復(fù)，先將本具體實(shí)施方式所涉及的原料統(tǒng)一描述如下，實(shí)施例中不再贅述：
所述氧化鋁粉的粒徑級(jí)配是：粒徑為0.044~0.023mm占氧化鋁粉30～50wt%；粒徑為5~2μm占所述氧化鋁粉50～70wt%。
所述藍(lán)晶石的粒徑級(jí)配是：粒徑為0.425~0.212mm占藍(lán)晶石30～70wt%；粒徑為0.088~0.044mm占藍(lán)晶石30～70wt%。
所述氧化鉻粉的粒徑為0.2~8μm。
所述增塑劑為50wt%的膨潤(rùn)土、20wt%的羧甲基纖維素和30wt%的聚丙烯酰胺的混合物。
所述礬土顆粒的徑級(jí)配是：粒徑為5～3mm占礬土顆粒20～40wt%；粒徑小于3mm且大于等于1mm占礬土顆粒10～50wt%；粒徑小于1 mm且大于等于0.5mm占礬土顆粒10～30wt%；粒徑小于0.5 mm且大于等于0.088mm占礬土顆粒10～45wt%。
所述緩蝕劑為60wt%的丙烯酸為和40wt%異丙烯膦酸的混合物。
實(shí)施例1
一種中頻爐爐襯修補(bǔ)用可塑料及其制備方法。包括以下步驟：
以27～30wt%的氧化鋁粉、12～16wt%的藍(lán)晶石、3～5wt%的氧化鉻粉、2～3wt%的增塑劑為基質(zhì)料，以50～55wt%的礬土顆粒為骨料，基質(zhì)料和骨料之和為原料；先將所述基質(zhì)料在混料機(jī)中混合1~1.5h，再將所述骨料和混合后的基質(zhì)料加入混碾機(jī)，外加所述原料3～5wt%的磷酸和3～5wt%的水，混碾8~10min，得到半干泥料。
將所述半干泥料裝入密封容器中，困料24~48h，再將困料后的半干泥料加入混碾機(jī)中，外加所述原料2～3wt%的磷酸、0.05～0.15wt%的緩蝕劑、0.1～0.5wt%的保濕劑和3~5wt%的水，混碾5～8min，得到混碾泥料，將混碾泥料擠泥成型，制得中頻爐爐襯修補(bǔ)用可塑料。
本實(shí)例中所述保濕劑為草酸。
實(shí)施例2
一種中頻爐爐襯修補(bǔ)用可塑料及其制備方法。包括以下步驟：
以21～24wt%的氧化鋁粉、18～20wt%的藍(lán)晶石、2～4wt%的氧化鉻粉、2～3wt%的增塑劑為基質(zhì)料，以50～55wt%的礬土顆粒為骨料，基質(zhì)料和骨料之和為原料；先將所述基質(zhì)料在混料機(jī)中混合1~1.5h，再將所述骨料和混合后的基質(zhì)料加入混碾機(jī)，外加所述原料3～5wt%的磷酸和3～5wt%的水，混碾8~10min，得到半干泥料。
將所述半干泥料裝入密封容器中，困料24~48h，再將困料后的半干泥料加入混碾機(jī)中，外加所述原料2～3wt%的磷酸、0.05～0.15wt%的緩蝕劑、0.1～0.5wt%的保濕劑和3~5wt%的水，混碾5～8min，得到混碾泥料，將混碾泥料擠泥成型，制得中頻爐爐襯修補(bǔ)用可塑料。
本實(shí)例中所述保濕劑為草酸。
實(shí)施例3
一種中頻爐爐襯修補(bǔ)用可塑料及其制備方法。包括以下步驟：
以23～27wt%的氧化鋁粉、11～14wt%的藍(lán)晶石、3～5wt%的氧化鉻粉、3～4wt%的增塑劑為基質(zhì)料，以55～60wt%的礬土顆粒為骨料，基質(zhì)料和骨料之和為原料；先將所述基質(zhì)料在混料機(jī)中混合1~1.5h，再將所述骨料和混合后的基質(zhì)料加入混碾機(jī)，外加所述原料3～5wt%的磷酸和3～5wt%的水，混碾8~10min，得到半干泥料。
將所述半干泥料裝入密封容器中，困料24~48h，再將困料后的半干泥料加入混碾機(jī)中，外加所述原料2～3wt%的磷酸、0.05～0.15wt%的緩蝕劑、0.1～0.5wt%的保濕劑和3~5wt%的水，混碾5～8min，得到混碾泥料，將混碾泥料擠泥成型，制得中頻爐爐襯修補(bǔ)用可塑料。
本實(shí)例中所述保濕劑為2-丙烯酸胺基-2-甲基丙磺酸。
實(shí)施例4
一種中頻爐爐襯修補(bǔ)用可塑料及其制備方法。包括以下步驟：
以19～21wt%的氧化鋁粉、16～18wt%的藍(lán)晶石、2～4wt%的氧化鉻粉、3～4wt%的增塑劑為基質(zhì)料，以55～60wt%的礬土顆粒為骨料，基質(zhì)料和骨料之和為原料；先將所述基質(zhì)料在混料機(jī)中混合1~1.5h，再將所述骨料和混合后的基質(zhì)料加入混碾機(jī)，外加所述原料3～5wt%的磷酸和3～5wt%的水，混碾8~10min，得到半干泥料。
將所述半干泥料裝入密封容器中，困料24~48h，再將困料后的半干泥料加入混碾機(jī)中，外加所述原料2～3wt%的磷酸、0.05～0.15wt%的緩蝕劑、0.1～0.5wt%的保濕劑和3~5wt%的水，混碾5～8min，得到混碾泥料，將混碾泥料擠泥成型，制得中頻爐爐襯修補(bǔ)用可塑料。
本實(shí)例中所述保濕劑為2-丙烯酸胺基-2-甲基丙磺酸。
實(shí)施例5
一種中頻爐爐襯修補(bǔ)用可塑料及其制備方法。包括以下步驟：
以20～23wt%的氧化鋁粉、10～13wt%的藍(lán)晶石、3～7wt%的氧化鉻粉、2～3wt%的增塑劑為基質(zhì)料，以60～65wt%的礬土顆粒為骨料，基質(zhì)料和骨料之和為原料；先將所述基質(zhì)料在混料機(jī)中混合1~1.5h，再將所述骨料和混合后的基質(zhì)料加入混碾機(jī)，外加所述原料3～5wt%的磷酸和3～5wt%的水，混碾8~10min，得到半干泥料。
將所述半干泥料裝入密封容器中，困料24~48h，再將困料后的半干泥料加入混碾機(jī)中，外加所述原料2～3wt%的磷酸、0.05～0.15wt%的緩蝕劑、0.1～0.5wt%的保濕劑和3~5wt%的水，混碾5～8min，得到混碾泥料，將混碾泥料擠泥成型，制得中頻爐爐襯修補(bǔ)用可塑料。
本實(shí)例中所述保濕劑為2-丙烯酸胺基-2-甲基丙磺酸和草酸的混合物。
實(shí)施例6
一種中頻爐爐襯修補(bǔ)用可塑料及其制備方法。包括以下步驟：
以18～20wt%的氧化鋁粉、10～13wt%的藍(lán)晶石、3～5wt%的氧化鉻粉、4～5wt%的增塑劑為基質(zhì)料，以60～65wt%的礬土顆粒為骨料，基質(zhì)料和骨料之和為原料；先將所述基質(zhì)料在混料機(jī)中混合1~1.5h，再將所述骨料和混合后的基質(zhì)料加入混碾機(jī)，外加所述原料3～5wt%的磷酸和3～5wt%的水，混碾8~10min，得到半干泥料。
將所述半干泥料裝入密封容器中，困料24~48h，再將困料后的半干泥料加入混碾機(jī)中，外加所述原料2～3wt%的磷酸、0.05～0.15wt%的緩蝕劑、0.1～0.5wt%的保濕劑和3~5wt%的水，混碾5～8min，得到混碾泥料，將混碾泥料擠泥成型，制得中頻爐爐襯修補(bǔ)用可塑料。
本實(shí)例中所述保濕劑為2-丙烯酸胺基-2-甲基丙磺酸和草酸的混合物。
本具體實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下積極效果：
（1）本具體實(shí)施方式制備的中頻爐爐襯修補(bǔ)用可塑料采用了膨潤(rùn)土、羧甲基纖維素和聚丙烯酰胺作為復(fù)合型增塑劑，減少了細(xì)粉料的加入量，提高了修補(bǔ)料的可塑性。
（2）本具體實(shí)施方式采用2-丙烯酸胺基-2-甲基丙磺酸和草酸作為保濕劑，能有效延長(zhǎng)可塑料的保存時(shí)間。
（3）本具體實(shí)施方式采用高鋁礬土作為主要原料，其價(jià)格相對(duì)剛玉低廉，降低了生產(chǎn)成本。
（4）本具體實(shí)施方式采用的藍(lán)晶石在高溫下的莫來(lái)石化會(huì)伴隨一定的體積膨脹，能有效的抵消可塑料在燒結(jié)過(guò)程中所產(chǎn)生的收縮。
（5）本具體實(shí)施方式中的各實(shí)施例制備的中頻爐爐襯修補(bǔ)用可塑料的性能指標(biāo)如表1所示，從表1可知，各項(xiàng)性能優(yōu)良。
表1 各實(shí)施例的性能指標(biāo)。
因此，本具體實(shí)施方式生產(chǎn)成本低；所制備的中頻爐爐襯修補(bǔ)用可塑料具有早期強(qiáng)度高、保存時(shí)間長(zhǎng)、易于施工和使用性能優(yōu)良的特點(diǎn)。