技术摘要：
本发明涉及一种大高炉抗侵蚀铁沟浇注料，按照重量百分比，包括致密棕刚玉颗粒58～64份、白刚玉颗粒2～5份、碳化硅16～23份、三氧化二铝微粉5～7份、纯铝酸钙水泥2～3份、二氧化硅微粉2～3份、球状沥青颗粒1.5～2.5份、炭黑粉0.5～1.2份、金属硅粉1.5～3.5份、碳化硼0.2 全部
背景技术：
近年来，钢铁企业逐渐追求大型化，包括大钢包、大转炉、大高炉，对炼铁领域的高 炉追求大炉容的同时，冶炼工艺也不断强化，高炉出铁场铁沟是炼铁工艺的重要部分，其中 主铁沟的检修周期的长短对钢铁公司有着非常重要的意义。如何在保证安全使用的前提 下，保证铁沟材料的使用寿命，延长高炉的定修周期，是一个重要课题。高炉出铁沟是高温 铁水和熔渣自高炉炉内流出的通道，主要由主铁沟、支铁沟、渣沟、撇渣器组成，出铁沟材料 的耐用性直接影响高炉炼铁的正常生产，其中以主铁沟用耐火材料最为关键。为适应现代 化高炉出铁沟日益苛刻的使用条件，提高出铁沟使用寿命，降低耐火材料消耗和人工劳动 强度，各国耐火材料工作者对高炉出铁沟衬体材料、种类以及施工方法进行了系列的研制 工作，我国也相继开发出了免烘烤铁沟捣打料、快干型铁沟浇注料，其特点是迅速出铁，可 节约炉前烘烤时间，但缺点就是使用寿命低，后又研制出Al2O3～SiC～C质浇注料，但使用 寿命及通铁量得不到明显提高，因此，大高炉耐侵蚀高炉用铁沟料的研发显得愈发重要。 高炉主铁沟料损毁的主要部分是铁沟侧壁和落铁点，主要表现为机械性损毁(出 铁口喷溅渣铁、粘渣引起的机械清理损毁)、化学侵蚀性损毁和机械热应力损毁三种现象。 另外，主沟下线维修前要用沟机对主沟残衬进行整体拆除，拆沟强度大，大功率沟机的巨大 的机械力和震动力经常会把主沟残衬震裂震酥松，因此需要对铁沟料的抗氧化性及致密度 提出较高的要求。为了减轻上述主铁沟料耐材损毁现象的发生，要求主铁沟耐火材料具有 耐高温冲刷性能、耐铁水及铁渣化学侵蚀性、抗氧化性、抗热震性能且致密度高强度好等特 点，为此申请人亟需提供一种新型Al2O3～SiC～C质的炼铁高炉主铁沟耐火浇注料。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种大高炉抗侵蚀铁沟浇注料，以满足耐高温冲刷、耐铁 水及铁渣化学侵蚀、抗氧化、抗热震、致密性性好等要求，从而延长主沟一代沟役的使用寿 命，提高铁沟安全运行的稳定性。 为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是： 一种大高炉抗侵蚀铁沟浇注料，按照重量百分比，包括致密棕刚玉颗粒58～64份、白刚 玉颗粒2～5份、碳化硅16～23份、三氧化二铝微粉5～7份、纯铝酸钙水泥2～3份、二氧化硅 微粉2～3份、球状沥青颗粒1.5～2.5份、炭黑粉0.5～1.2份、金属硅粉1.5～3.5份、碳化硼 0.2～0.6份、金属铝粉0.1～0.2份、减水剂0.15～0.2份、抗侵蚀剂0.6～1份、防爆纤维0.05 ～0.08份。 作为本发明的一些优选实施方案，所述致密棕刚玉颗粒含Al2O3＞95％，Fe2O3＜ 0.2％，级配比为：粒径为8～15mm的致密棕刚玉颗粒14～16份、粒径为5～8mm的致密棕刚玉 颗粒14～16份、粒径为3～5mm的致密棕刚玉颗粒15～16份、粒径为1～3m的致密棕刚玉颗粒 3 CN 111574206 A 说 明 书 2/7 页 15～16份。 作为本发明的一些优选实施方案，所述减水剂为ABC，抗侵蚀剂为ACAO。 作为本发明的一些优选实施方案，所述碳化硅含量≥98％，Fe2O3＜0.2％，级配比 如下：粒径0～1mm的碳化硅颗粒5～8份、碳化硅粉粒径200目的碳化硅粉5～6份、粒径325目 的碳化硅粉4～6份，粒径＜5µm的碳化硅超微粉2～3份。 作为本发明的一些优选实施方案，所述三氧化二铝微粉含Al2O3＞99.5％、Na2O＜ 0.1％，粒径≤2µm。 作为本发明的一些优选实施方案，所述二氧化硅微粉含SiO2＞95％，pH值小于4。 作为本发明的一些优选实施方案，所述纯铝酸钙水泥含Al2O3≥70％，CaO≥25％， 粒径＜6µm。 作为本发明的一些优选实施方案，所述球状沥青颗粒的固定碳含量≥65%，粒径为 0.5～1mm；所述炭黑为N330型的固定碳，含量大于99%，粉粒径＜0.6µm。 作为本发明的一些优选实施方案，所述金属硅粉中Si＞98％，级配比为：粒径325 目的金属硅粉0.5～1.5份、粒径1000目的金属硅粉1～2份。 作为本发明的一些优选实施方案，所述白刚玉颗粒的粒径为0～1mm；所述碳化硼 的粒径为325目，含B4C＞90％；所述金属铝粉的粒径为200目。 采用上述技术方案所产生的有益效果在于： （1）本发明通过致密棕刚玉和白刚玉提供主要Al2O3，氧化铝与浇注料中的微硅粉高温 下反应生成莫来石相，莫来石相为针柱状，反应产生体积膨胀，能有效阻止熔渣的渗透，同 时降低浇注料的显气孔率，提高浇注料耐压强度及热震稳定性。 （2）碳化硅是一种性能优异的耐火材料，具有耐高温、耐侵蚀、高强度、耐磨、热膨 胀系数小、导热系数高等优点。本发明采用4种不同级配的碳化硅搭配，使浇注料中的SiC分 布更均匀，反应更充分，可有效增加浇注料抗剥落性以及抗渣侵蚀性能。 （3）本发明使用的是球沥青及炭黑的复合碳源，通过炭黑及球沥青提供固定C，碳 具有良好的抗渗透性和抗剥落性，其渗入浇注料基质形成弥散分布，均匀分布抑制碳化硅 往铁水中的损失，还能抑制浇注料的烧结，防止烧结层过厚而剥落，增强沟料的抗侵蚀性， 但是N330型纳米炭黑作为一种增素剂，会使铁沟浇注料流动性变差或者增大浇注料的加水 量，使用铁沟浇注料性能劣化，发明人通过使用减水剂ABC，可以很好的使炭黑均匀分散，减 少加水量，使浇注料更加致密。 （4）碳化硼粉、不同级配的金属硅粉及斯曼生产的ACAO抗侵蚀剂组成复合防氧化 混合物，碳化硼的加入能降低渣的熔点，缓解浇注料粘渣的现象，同时碳化硼可以促进烧 结、提高浇注料抗渣侵蚀及抗中温氧化性能；发明采用两种不同级配的金属硅粉配合使用， 来改善抗氧化剂的反应活性，可以更好的提高浇注料高温强度及抗高温氧化性能；使用斯 曼的ACAO可以很好的提高抗侵蚀性，其粒度很小，在基质中分散后，由于其单位耗氧量大， 可以很快的与氧气反应，改善浇注料的及抗氧化及抗侵蚀性。 （5）铝酸钙系水泥可有效提升常温机械性能，提供前期施工强度；CL370氧化铝微 粉是一种双峰活性氧化铝，其纯度高，活性大，钠含量低,其细度为d50＜2微米，原晶的晶体 直径控制在0.5um左右，可以有效的填充气孔，降低加水量，流动性及强度发展好，促进坯体 的致密化与烧结。硅微粉使用951硅微粉，其体积平均粒径D50＜8微米，比表面积大，活性 4 CN 111574206 A 说 明 书 3/7 页 高，可以降低铁沟浇注料的加水量，提高铁沟浇注料的体积密度、冷态强度和热态抗折强 度，改善施工性能，降低了渣对浇注料的侵蚀。防爆纤维为中空结构，其为细小纤维状物质， 可贯穿于浇注料的各个缝隙中，其熔点为110℃，提升烘烤过程中水蒸气的输导，能在铁沟 烘烤过程中促进水蒸气的排出。 （6）金属铝粉为氮气雾化工艺生产的，细度为200目，通过铁沟浇注料中的金属铝 粉产生氢气，在浇注料没有产生固化强度的时候发气，打开排气孔，保证了浇注料发气的均 匀性及材料高致密程度下的抗爆裂性能；将上述原料进行称量、搅拌、包装即制得到本发明 所述的炼铁高炉主铁沟耐火浇注料。 （7）本发明所提供的主铁沟耐火材料具有耐高温冲刷性能、耐铁水及铁渣化学侵 蚀性、抗氧化性、抗热震性能且致密度高强度好等特点，延长主沟一代沟役的使用寿命，提 高铁沟安全运行的稳定性。经过使用试验，能达到快速烘烤不开裂、抗冲刷侵蚀、抗氧化、抗 沾渣以及通铁量的要求，不经修补通铁量达18万吨以上，具有良好的应用前景。
本发明涉及一种大高炉抗侵蚀铁沟浇注料，按照重量百分比，包括致密棕刚玉颗粒58～64份、白刚玉颗粒2～5份、碳化硅16～23份、三氧化二铝微粉5～7份、纯铝酸钙水泥2～3份、二氧化硅微粉2～3份、球状沥青颗粒1.5～2.5份、炭黑粉0.5～1.2份、金属硅粉1.5～3.5份、碳化硼0.2 全部
背景技术：
近年来，钢铁企业逐渐追求大型化，包括大钢包、大转炉、大高炉，对炼铁领域的高 炉追求大炉容的同时，冶炼工艺也不断强化，高炉出铁场铁沟是炼铁工艺的重要部分，其中 主铁沟的检修周期的长短对钢铁公司有着非常重要的意义。如何在保证安全使用的前提 下，保证铁沟材料的使用寿命，延长高炉的定修周期，是一个重要课题。高炉出铁沟是高温 铁水和熔渣自高炉炉内流出的通道，主要由主铁沟、支铁沟、渣沟、撇渣器组成，出铁沟材料 的耐用性直接影响高炉炼铁的正常生产，其中以主铁沟用耐火材料最为关键。为适应现代 化高炉出铁沟日益苛刻的使用条件，提高出铁沟使用寿命，降低耐火材料消耗和人工劳动 强度，各国耐火材料工作者对高炉出铁沟衬体材料、种类以及施工方法进行了系列的研制 工作，我国也相继开发出了免烘烤铁沟捣打料、快干型铁沟浇注料，其特点是迅速出铁，可 节约炉前烘烤时间，但缺点就是使用寿命低，后又研制出Al2O3～SiC～C质浇注料，但使用 寿命及通铁量得不到明显提高，因此，大高炉耐侵蚀高炉用铁沟料的研发显得愈发重要。 高炉主铁沟料损毁的主要部分是铁沟侧壁和落铁点，主要表现为机械性损毁(出 铁口喷溅渣铁、粘渣引起的机械清理损毁)、化学侵蚀性损毁和机械热应力损毁三种现象。 另外，主沟下线维修前要用沟机对主沟残衬进行整体拆除，拆沟强度大，大功率沟机的巨大 的机械力和震动力经常会把主沟残衬震裂震酥松，因此需要对铁沟料的抗氧化性及致密度 提出较高的要求。为了减轻上述主铁沟料耐材损毁现象的发生，要求主铁沟耐火材料具有 耐高温冲刷性能、耐铁水及铁渣化学侵蚀性、抗氧化性、抗热震性能且致密度高强度好等特 点，为此申请人亟需提供一种新型Al2O3～SiC～C质的炼铁高炉主铁沟耐火浇注料。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种大高炉抗侵蚀铁沟浇注料，以满足耐高温冲刷、耐铁 水及铁渣化学侵蚀、抗氧化、抗热震、致密性性好等要求，从而延长主沟一代沟役的使用寿 命，提高铁沟安全运行的稳定性。 为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是： 一种大高炉抗侵蚀铁沟浇注料，按照重量百分比，包括致密棕刚玉颗粒58～64份、白刚 玉颗粒2～5份、碳化硅16～23份、三氧化二铝微粉5～7份、纯铝酸钙水泥2～3份、二氧化硅 微粉2～3份、球状沥青颗粒1.5～2.5份、炭黑粉0.5～1.2份、金属硅粉1.5～3.5份、碳化硼 0.2～0.6份、金属铝粉0.1～0.2份、减水剂0.15～0.2份、抗侵蚀剂0.6～1份、防爆纤维0.05 ～0.08份。 作为本发明的一些优选实施方案，所述致密棕刚玉颗粒含Al2O3＞95％，Fe2O3＜ 0.2％，级配比为：粒径为8～15mm的致密棕刚玉颗粒14～16份、粒径为5～8mm的致密棕刚玉 颗粒14～16份、粒径为3～5mm的致密棕刚玉颗粒15～16份、粒径为1～3m的致密棕刚玉颗粒 3 CN 111574206 A 说 明 书 2/7 页 15～16份。 作为本发明的一些优选实施方案，所述减水剂为ABC，抗侵蚀剂为ACAO。 作为本发明的一些优选实施方案，所述碳化硅含量≥98％，Fe2O3＜0.2％，级配比 如下：粒径0～1mm的碳化硅颗粒5～8份、碳化硅粉粒径200目的碳化硅粉5～6份、粒径325目 的碳化硅粉4～6份，粒径＜5µm的碳化硅超微粉2～3份。 作为本发明的一些优选实施方案，所述三氧化二铝微粉含Al2O3＞99.5％、Na2O＜ 0.1％，粒径≤2µm。 作为本发明的一些优选实施方案，所述二氧化硅微粉含SiO2＞95％，pH值小于4。 作为本发明的一些优选实施方案，所述纯铝酸钙水泥含Al2O3≥70％，CaO≥25％， 粒径＜6µm。 作为本发明的一些优选实施方案，所述球状沥青颗粒的固定碳含量≥65%，粒径为 0.5～1mm；所述炭黑为N330型的固定碳，含量大于99%，粉粒径＜0.6µm。 作为本发明的一些优选实施方案，所述金属硅粉中Si＞98％，级配比为：粒径325 目的金属硅粉0.5～1.5份、粒径1000目的金属硅粉1～2份。 作为本发明的一些优选实施方案，所述白刚玉颗粒的粒径为0～1mm；所述碳化硼 的粒径为325目，含B4C＞90％；所述金属铝粉的粒径为200目。 采用上述技术方案所产生的有益效果在于： （1）本发明通过致密棕刚玉和白刚玉提供主要Al2O3，氧化铝与浇注料中的微硅粉高温 下反应生成莫来石相，莫来石相为针柱状，反应产生体积膨胀，能有效阻止熔渣的渗透，同 时降低浇注料的显气孔率，提高浇注料耐压强度及热震稳定性。 （2）碳化硅是一种性能优异的耐火材料，具有耐高温、耐侵蚀、高强度、耐磨、热膨 胀系数小、导热系数高等优点。本发明采用4种不同级配的碳化硅搭配，使浇注料中的SiC分 布更均匀，反应更充分，可有效增加浇注料抗剥落性以及抗渣侵蚀性能。 （3）本发明使用的是球沥青及炭黑的复合碳源，通过炭黑及球沥青提供固定C，碳 具有良好的抗渗透性和抗剥落性，其渗入浇注料基质形成弥散分布，均匀分布抑制碳化硅 往铁水中的损失，还能抑制浇注料的烧结，防止烧结层过厚而剥落，增强沟料的抗侵蚀性， 但是N330型纳米炭黑作为一种增素剂，会使铁沟浇注料流动性变差或者增大浇注料的加水 量，使用铁沟浇注料性能劣化，发明人通过使用减水剂ABC，可以很好的使炭黑均匀分散，减 少加水量，使浇注料更加致密。 （4）碳化硼粉、不同级配的金属硅粉及斯曼生产的ACAO抗侵蚀剂组成复合防氧化 混合物，碳化硼的加入能降低渣的熔点，缓解浇注料粘渣的现象，同时碳化硼可以促进烧 结、提高浇注料抗渣侵蚀及抗中温氧化性能；发明采用两种不同级配的金属硅粉配合使用， 来改善抗氧化剂的反应活性，可以更好的提高浇注料高温强度及抗高温氧化性能；使用斯 曼的ACAO可以很好的提高抗侵蚀性，其粒度很小，在基质中分散后，由于其单位耗氧量大， 可以很快的与氧气反应，改善浇注料的及抗氧化及抗侵蚀性。 （5）铝酸钙系水泥可有效提升常温机械性能，提供前期施工强度；CL370氧化铝微 粉是一种双峰活性氧化铝，其纯度高，活性大，钠含量低,其细度为d50＜2微米，原晶的晶体 直径控制在0.5um左右，可以有效的填充气孔，降低加水量，流动性及强度发展好，促进坯体 的致密化与烧结。硅微粉使用951硅微粉，其体积平均粒径D50＜8微米，比表面积大，活性 4 CN 111574206 A 说 明 书 3/7 页 高，可以降低铁沟浇注料的加水量，提高铁沟浇注料的体积密度、冷态强度和热态抗折强 度，改善施工性能，降低了渣对浇注料的侵蚀。防爆纤维为中空结构，其为细小纤维状物质， 可贯穿于浇注料的各个缝隙中，其熔点为110℃，提升烘烤过程中水蒸气的输导，能在铁沟 烘烤过程中促进水蒸气的排出。 （6）金属铝粉为氮气雾化工艺生产的，细度为200目，通过铁沟浇注料中的金属铝 粉产生氢气，在浇注料没有产生固化强度的时候发气，打开排气孔，保证了浇注料发气的均 匀性及材料高致密程度下的抗爆裂性能；将上述原料进行称量、搅拌、包装即制得到本发明 所述的炼铁高炉主铁沟耐火浇注料。 （7）本发明所提供的主铁沟耐火材料具有耐高温冲刷性能、耐铁水及铁渣化学侵 蚀性、抗氧化性、抗热震性能且致密度高强度好等特点，延长主沟一代沟役的使用寿命，提 高铁沟安全运行的稳定性。经过使用试验，能达到快速烘烤不开裂、抗冲刷侵蚀、抗氧化、抗 沾渣以及通铁量的要求，不经修补通铁量达18万吨以上，具有良好的应用前景。
