一種金屬結合高強度長壽命耐火材料及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種金屬結合高強度長壽命耐火材料及制備方法，其特征在于所述的耐火材料質量百分組成為：剛玉或者鎂砂20?30％，石英砂10?20％，藍晶石5?10％，氧化鋁微粉或氧化鎂微粉20?30％，硅微粉和水泥10?20％，外加①鋼纖維為總物料的30?45wt％，②添加劑為總物料的0.2?0.4％。本發明采用澆注工藝制備以提高耐火材料中鋼纖維的含量。本發明提供的耐火材料中鋼纖維含量高達45wt％，顯示出優異的物化性能。
【專利說明】
-種金屬結合高強度長壽命耐火材料及其制備方法
技術領域
[0001 ]本發明設及一種金屬結合高強度長壽命耐火材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著國家政策"供給側、去產能、補短板、降成本"的戰略調整，發展高品質、高技術 含量的鋼品是鋼鐵行業的一個必然趨勢。作為與鋼鐵相輔相成的耐火材料，高性能的產品 也就成為其中的一個關鍵環節。目前為了提高耐火材料的強度、熱導性、抗熱震性等，主要 的方法是添加不誘鋼鋼纖維，關于不誘鋼鋼纖維應用于耐火材料的效果已有大量的報導， 也已經在實際中得到普遍使用，并取得了顯著效果。添加不誘鋼鋼纖維的耐火材料強度增 大，燒成后鋼纖維氧化成氧化鐵和氧化銘，運促進了燒結和鋼纖維與基體之間的結合，使耐 火材料的剛性增加，抗熱震性上升和高溫抗折強度增加。并且隨著鋼纖維含量的增加，鋼纖 維逐漸轉變成主體材料，其熱導性、強度、熱震性、耐磨性、抗渣性都能得到很大的提升。
[0003] 國內雖有大量的鋼纖維耐火材料的報導，但一般鋼纖維加入量僅為%~ 6.5wt%左右。對于高含量鋼纖維耐火材料，則鮮有報導。鋼纖維的特性，工藝上的復雜性， 特別是成型的困難，因此至今形成產業化的很少。本發明欲提供的一種金屬結合高強度長 壽命耐火材料。
[0004] CN 101734934 A公開了一種高強度鋼纖維誘注料，它包含50~60wt%的侶抓±、 20~30wt%的棟剛玉、5wt%氧化侶、5~lOwt%的碳化娃、5~lOwt%的水泥、2wt%的鋼纖 維。材料耐壓強度1 OOMPa、抗折強度1 OMPa、線變化《0.4 %、體積密度2.85g/cm3。
[000引又如，CN 104446268 A公開了一種魚雷罐罐口鋼纖維誘注料，含有8~5mm高侶骨 料15~25%，5~3mm高侶骨料20~30%，3~0mm高侶骨料20~30%，高侶粉10~15%，白剛 玉粉5~10%，娃微粉3~8%，氧化侶粉2~5%和不誘鋼纖維0.2~1%。產品耐高溫，抗破損 能力強，熱穩定好，不僅提高魚雷罐的使用壽命，降低耐材生產成本。
[0006] US 043662552公開了一種鋼纖維增強誘注料，含有35目的抓±粉、侶酸巧水泥，糞 橫酸甲醒高效減水劑、4%的鋼纖維，通過注漿工藝成型。提高產品的體積穩定型和抗破損 能力。
[0007] 綜上所述，當前誘注料采用鋼纖維補強，鋼纖維的含量<5%，而高鋼纖維耐火材 料稀有報道。鋼纖維的加入增加耐火材料剛性，提高抗熱震性和高溫抗折強度，所W本申請 擬根據行業對高效耐火材料的需求，提供了一種高鋼纖維含量的高性能金屬結合高強度長 壽命耐火材料及其制備方法，通過預鋪設鋼纖維(310#、波紋型），再結合材料注漿方法制備 本產品。
【發明內容】
[000引本發明的目的在于，提供一種金屬結合高強度長壽命耐火材料及其制造方法，克 服現有技術中存在的缺陷，為了敘述方便起見，本發明特作W下定義:所述的金屬結合高強 度長壽命耐火材料是指按本發明所述的材料組成注漿成型后得到的目標物。
[0009] 本發明設及一種金屬結合高強度長壽命耐火材料的制造方法，其特征在于，所述 金屬結合高強度長壽命耐火材料由包括下列步驟的制備方法制得：
[0010] (1)將包括氧化侶質、氧化儀質、氧化娃質、增強結合劑等原料分別稱量；
[0011] (2)根據模具類型定時定量的加入鋼纖維，震搗密實。
[0012] (3)將稱量好的原料加入攬拌機中，再加入水、添加劑等攬拌均勻，加水量一般為 物料總重的14-15wt %。
[OOU] (4)將混合好后的料漿誘注至模具中，自然干燥24h.，脫模110°〇2地.，得到目標 物。
[0014] 其中，W所用原料的總重量為100%計，48目~120目剛玉或者儀砂占20~30wt%， 100目~320目石英砂占10~20wt%，80目~120目藍晶石占5~lOwt%，氧化侶微粉或者氧 化儀微分占20~30wt%，娃微粉和東臺70水泥占10~20wt%。外加的添加劑為總物料重量 的0.2~0.4wt%;外加的鋼纖維為總物料重量的35~45wt%。添加劑為Ξ聚憐酸鋼、六偏憐 酸鋼、Fs-20、巧樣酸、小蘇打或聚徑酸高效減水劑的一種、二種或Ξ種。
[001引所述剛玉的標準為Al203>98%，Fe203《0.4%。
[0016] 所述儀砂的標準為MgO>97%，Fe2〇3《0.8%。
[0017] 所述石英砂的標準為Si〇2>97%，Fe2〇3《0.5%。
[001引所述氧化侶微粉的標準為Al203>98.5%，Fe203《0.3%。
[0019] 所述氧化儀微粉的標準為Mg0>97%，Fe2〇3《0.8%。
[0020] 所述娃微粉的標準為Si化>97%。
[0021] 所述水泥的標準為Al2〇3>69%。
[0022] 所述鋼纖維的標準為型號301拇皮浪型，長度25~30mm>90%，18~22根/克。
[0023] 本發明的優點在于耐壓強度高、抗折強度高、抗熱震穩定性好，熱導性能好、在高 溫下具有微膨脹的性能、耐磨性能優良等優點。隨著誘注料中無機材料含量減少和鋼纖維 含量的增加，鋼纖維逐漸轉變成主體材料，其熱導性、強度、熱震性、耐磨性、抗渣性、使用壽 命都能得到很大的提升。（見表1)
[0024] 表1本發明提供的耐火材料與現有技術對比
[0025]
【具體實施方式】
[0026] 在本發明一個優選的技術方案中，耐材部分可W選擇侶-儀-娃中單種組或者復合 組成；
[0027] 在本發明又一個優選的技術方案中，本發明采用的注漿的制備工藝，W提高耐火 材料中鋼纖維的含量；
[0028] 在本發明另一個優選的技術方案中，所用鋼纖維為圓柱形鋼纖維，減少料漿灌入 阻力；
[0029] W下通過實施例對本發明作進一步闡述，其目的僅在于更好理解本發明的內容。 因此，所舉之例并不限制本發明的保護范圍。
[0030] 實施例1
[0031] 將27wt% (48目~320目）的剛玉、20wt% (100目~320目）的石英砂，8wt% (80目~ 120目）的藍晶石，25wt %的氧化侶微粉，1 Owt %娃微粉、1 Owt %的東臺70水泥，總物料重量 的添加劑(Fs-20、巧樣酸或小蘇打中一種、二種或Ξ種)0.2~0.4wt%精確稱量后預攬拌均 勻。
[0032] 在40*40*160mm的模具中加入鋼纖維(總物料重量的35wt% )振搗密實。
[0033] 本發明耐火材料的施工加水量為15wt%，其他使用方法按照一般注漿料的施工方 法進行，無需經過特殊養護。
[0034] 目標物的體積密度3.2g/cm3、抗折強度>45MPa(1200°C )、耐壓強度> 120M化 (1200 °C)、線變化率0.86 % (1200 °C )、高溫抗折> 8M化、熱震性能好（1100 °C/0.5h. 10次水 冷強度損失6% )和耐磨性能優良（1200°C/5h.體積僅減少4.1 % )。
[0035] 實施例2
[0036] 將20wt %的（40目~320目）97電烙儀砂，5wt %電烙儀砂微粉，20wt% (100目~320 目）石英砂，25wt %氧化侶微粉，1 Owt %娃灰，lOwt %東臺70水泥，lOwt % (80目~120目）藍 晶石，總物料重量的添加劑(六偏、巧樣酸或小蘇打中任一種或二種、Ξ種)0.2~0.4wt %精 確稱量后預攬拌均勻。
[0037] 在40*40*160mm的模具中加入鋼纖維(總物料重量的45wt% )振搗密實。
[0038] 本項發明耐火材料的施工加水量為14~15wt %，其他使用方法按照一般注漿料的 施工方法進行，無需經過特殊養護。
[0039] 目標物的體積密度3.1 g/cm3、1200°C抗折強度>45MPa、1200°C的耐壓強度> 115MPa、線變化0.93%(1300°C)、高溫抗折> 8MPa、熱震性能好（1100 °C /0.5h. 10次水冷強 度損失5% )和耐磨性能優良（1200°C/5h.體積減少3.5% )。
[0040] 所述剛玉的標準為412〇3>98%^62〇3《0.4%;粒徑為48目~320目；
[0041 ] 所述儀砂的標準為1邑0>97%，尸62〇3《0.8%;粒徑為48目~320目；
[0042] 所述石英砂的標準為Si化>97%，Fe2化《0.5%;粒徑為100目~320目；
[0043] 所述藍晶石的粒徑為80目~120目；
[0044] 所述氧化侶微粉的標準為Al2〇3>98.5%，Fe2〇3《0.3%;
[0045] 所述氧化儀微粉的標準為Mg0>97%，Fe2〇3《0.8% ;
[0046] 所述娃微粉的標準為Si化>97%;
[0047] 所述水泥的標準為Al2〇3>69% ;牌號為東臺70;
[004引所述的鋼纖維的標準型號為301拇皮浪型，長度25-30mn>90% ;
[0049]外加添加劑為Ξ聚、六偏、Fs-20、巧樣酸、小蘇打或聚徑酸高效減水劑的一種、二 種或Ξ種。
【主權項】
1. 一種金屬結合高強度長壽命耐火材料，其特征在于所述的耐火材料質量百分組成 為： 剛玉或者儀砂 20-30% 石英砂 10-20% 藍晶石 5-10% 氧化鉛微粉或氧化鎮微粉 20-30% 娃微粉和水泥 10-20% 外加①鋼纖維為總物料的 30-45wt% (D添加劑為總物料的 0.2-0.4%。2. 按權利要求所述的耐火材料，其特征在于： 所述剛玉的標準為412〇3>98%，尸62〇3《0.4%;粒徑為48目~320目； 所述儀砂的標準為Mg0>97%，Fe2〇3《0.8% ;粒徑為48目~320目； 所述石英砂的標準為Si化>97%，Fe2化《0.5% ;粒徑為100目~320目； 所述藍晶石的粒徑為80目~120目； 所述氧化侶微粉的標準為Al2〇3>98.5%，Fe2〇3《0.3%; 所述氧化儀微粉的標準為Mg0>97%，Fe2化《0.8% ; 所述娃微粉的標準為Si化>97% ; 所述水泥的標準為Al2〇3 >69 %;牌號為東臺70; 所述的鋼纖維的標準型號為301拇皮浪型，長度25-30皿>90 %; 外加添加劑為Ξ聚憐酸鋼、六偏憐酸鋼、Fs-20、巧樣酸、小蘇打或聚徑酸減水劑的一 種、二種或Ξ種。3. 按權利要求1所述的耐火材料，其特征在于所述的耐火材料質量百分組成為： 剛玉 27% 巧英砂 20% 避轟石 S% 氧化鉛微粉 25% 珪微粉 10% 東臺70水泥 10% 外加鋼纖維為總物料質量的35wt% W及0.2~0.4wt%的添加劑。4. 按權利要求1所述的耐火材料，其特征在于所述的耐火材料質量百分組成為： 電烙儀砂 20% 電烙儀砂微粉 5% 石英砂 20% 氧化鉛微粉 25% 藍晶石 10% 娃微粉 10% 東合70水游 10% 外加總物料質量45wt %的波浪型鋼纖維和總物料重量的添加劑0.2~0.4wt %。5. 按權利要求1、3或4所述的耐火材料，其特征在于所述的外加鋼纖維型號為301拇皮浪 型、446#鋼纖維或圓柱型鋼纖維。6. 按權利要求5所述的耐火材料，其特征在于301#波浪型鋼纖維的長度為25~30mm> 90%，18~22根/克。7. 按權利要求3所述的耐火材料，其特征在于體積密度為3.2g/cm3，1200°C時的抗折強 度> 45MPa，1200 °C耐壓強度> 120MPa，1200 °C時的線變化率0.86 %，高溫抗折> 8MPa，1100 °C0.化10次水冷強度隨時6%，1200°C經化研磨后體積僅減少4.1 %。8. 按權利要求4所述的耐火材料，其特征在于體積密度為3. Ig/cm3，1200°C時的抗折強 度> 45MPa，1200 °C耐壓強度> 115MPa，1300 °C時的線變化率0.93 %，高溫抗折> 8MPa，1100 °C0.化10次水冷強度損失5%，1200°C經化研磨后體積減少3.5%。9. 制備如權利要求1-6中任一項所述的耐火材料的方法，其特征在于采用注漿制備工 藝，W提高耐火材料中鋼纖維含量。10. 按權利要求9所述的方法，其特征在于制備步驟為： (1) 將包括氧化侶質、氧化儀質、氧化娃質、添加劑原料分別稱量； (2) 根據模具類型在模具中加入鋼纖維，震搗密實； (3) 將稱量好的原料加入攬拌機中，再加入水、添加劑攬拌均勻； (4) 將混合好后的料漿誘注至模具中，自然干燥2地，再經110°〇2地烘干脫模后，得到 目標物。
【文檔編號】C04B35/66GK106083079SQ201610403831
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月8日
【發明人】吳朝齊, 藍振華, 王禮瑋, 趙玲娣
【申請人】上海柯瑞冶金爐料有限公司, 上海彭浦特種耐火材料廠有限公司