CN117800746B - 一种适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料及其制备方法，中间包挡渣墙浇注料按照质量份数计算，其制备原料包括以下组分：白刚玉60‑70份、MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相27‑35份、减水剂0.1‑0.3份、防爆剂1‑1.5份、促硬剂3‑4份。该中间包挡渣墙浇注料具有好的抗渣侵蚀性能，并且线变化率较小，同时浇注料的强度性好，满足低碳低硅等洁净钢的生产需求。

Description

一种适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料及其制备方法

技术领域

本发明属于中间包用浇注料技术领域，具体涉及一种适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料及其制备方法。

背景技术

中间包是整个炼钢流程中连铸作业浇钢的重要环节，近些年来越来越多的学者针对连铸用中间包进行过非常深入且广泛的研究。其中为了充分利用中间包的容积，促进夹杂物的去除，在中间包内设置了挡渣墙以消除中间包内死区，改善钢水的流向，使钢水沿着钢渣界面运动，缩短夹杂物上浮的距离；同时，设置了挡渣墙可将钢包注流钢水限制在局部区域（冲击区位置），防止紊流扩散引起的夹渣、卷渣，可一定程度上洁净钢水。

挡渣墙的两端固定在工作衬上，墙的两面直接与钢水接触，受到钢水长时间的浸泡，冲刷、挤压。如今，各耐材厂家所用的挡渣墙材质大部分为高铝质、铝镁质、镁碳质、铝镁碳质等，可适应大部分的钢种。但是，目前，对钢种的纯净度的要求越来越高，尤其是低碳低硅等洁净钢的需求日益扩大，现有的中间包挡渣墙，由于其采用的材料与熔渣、钢液有一定润湿性，抗渣侵蚀性差，会向钢水中释放氧化铝夹杂物，向钢水中增碳，从而污染钢液，并且线膨胀严重，无法满足低碳低硅等洁净钢的要求。此外，目前已有的中间包挡渣墙的强度性能也有待提高。公开号为CN106431438B的中国专利文献公开了一种中包挡渣墙用浇注料及其制备方法，浇注料包含45～75％的电熔白刚玉和/或板状刚玉、5～15％的电熔致密刚玉、1～10％的电熔镁砂粉、1～5％的尖晶石颗粒、2～10％的尖晶石微粉、2～10％的活性氧化铝粉、3～6％的铝酸钙水泥以及0.2～2％的硅微粉、减水剂和防爆有机纤维。该浇注料具备较高的常温强度与高温热态强度，但是其抗渣侵蚀性能仍较差，强度性能也有待于进一步提高。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料及其制备方法，该中间包挡渣墙浇注料具有好的抗渣侵蚀性能，并且线变化率较小，同时浇注料的强度性好，满足低碳低硅等洁净钢的生产需求。

为了解决上述问题，本发明的一方面提供一种适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，按照质量份数计算，其制备原料包括以下组分：

白刚玉60-70份、MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相27-35份、减水剂0.1-0.3份、防爆剂1-1.5份、促硬剂3-4份。

优选地，MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相的制备原料包括MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉和镁砂；MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉、镁砂的质量比为（6-10）：（14-18）：（4-8）：（3-5）。

优选地，MgO·Al₂O₃尖晶石的粒径为＞0μm且≤44μm，MgO·Al₂O₃尖晶石中Al₂O₃含量≥70wt%，MgO含量≥20wt%；

α-Al₂O₃微粉的粒径为＞0μm且≤44μm，α-Al₂O₃微粉中Al₂O₃含量≥99wt%；

金属铝粉的堆积密度≥1.03g/cm³，金属铝粉中Al含量≥99wt%；

镁砂的粒径为＞0μm 且≤74μm，镁砂中MgO含量≥97.2wt%。

优选地，白刚玉包括粒径为＞3mm且≤5mm的白刚玉颗粒、粒径为＞1mm且≤3mm的白刚玉颗粒、粒径为＞0mm且≤1mm的白刚玉细粉；粒径为＞3mm且≤5mm的白刚玉颗粒、粒径为＞1mm且≤3mm的白刚玉颗粒、粒径为＞0mm且≤1mm的白刚玉细粉的质量比为3:5-6:4-5；

白刚玉中Al₂O₃含量≥99wt%。

优选地，所述减水剂为聚羧酸与六偏磷酸钠的混合；聚羧酸与六偏磷酸钠的质量比为4:1；所述减水剂的pH为7-8.5。

优选地，所述防爆剂为钢纤维与聚丙烯纤维的混合；钢纤维与聚丙烯纤维的质量比为2:1；

所述钢纤维为镍铬合金耐热钢，耐火度为1450℃，规格为0.3×1×25/30mm；

所述聚丙烯纤维的规格为：长度2.5-3.5mm，直径20-40μm，熔点为173℃-178℃。

优选地，所述促硬剂为70G水泥与硅微粉的混合，70G水泥与硅微粉的质量比为3:2；

所述70G水泥中CaO含量为28wt%-30wt%，Al₂O₃含量为68 wt%-70wt%；所述硅微粉中SiO₂含量≥92wt%，所述硅微粉的粒径为＞0μm 且≤0.620μm，所述硅微粉的比表面积为10-15m²/g。

本发明的另一方面提供一种上述的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料的制备方法，包括以下步骤：

按照选定质量份数将白刚玉、MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相、减水剂、防爆剂、促硬剂混合，并加入水，得到混合物料；将所述混合物料放入模具中，振动成型，然后进行养护，再进行烘烤，得到所述的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料。

优选地，MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相的制备方法包括：

将MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉、镁砂混合，于氮气氛围中1600℃-1700℃的温度下保温1-5h，得到MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相。

优选地，所述养护的温度为60-80℃，时间为16-18h；

所述烘烤的温度为240-260℃，时间为6-8h。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，加入了MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相，镁阿隆是氧化镁固溶到阿隆相中形成的一种材料。一方面，MgO·Al₂O₃尖晶石本身对熔渣具有很好的抗渗透性能，而镁阿隆也具有对钢渣良好的不润湿性，并且镁阿隆进入熔渣玻璃相后会增加玻璃相的粘度，降低熔渣的渗透性，同时镁阿隆在与渣中的FeO反应时会有气体产生，部分气体存在于试样气孔中阻止了熔渣进一步向浇注料内部渗透从而能显著提高浇注料的抗渗透性，因此，加入MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相可提高浇注料的抗渣侵蚀性，有效提高钢中夹杂物的上浮和去除，降低外来夹杂的来源；另一方面，由于镁阿隆和镁铝尖晶石有相似的晶体结构，两者能够互相固溶，二者固溶后利于浇注料的致密化复合，浇注料的线变化率较小，使浇注料的强度性能提高。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例的一方面提供一种适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，按照质量份数计算，其制备原料包括以下组分：

白刚玉60-70份、MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相27-35份、减水剂0.1-0.3份、防爆剂1-1.5份、促硬剂3-4份。

本发明实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，加入了MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相，镁阿隆是氧化镁固溶到阿隆相中形成的一种材料。一方面，MgO·Al₂O₃尖晶石本身对熔渣具有很好的抗渗透性能，而镁阿隆也具有对钢渣良好的不润湿性，并且镁阿隆进入熔渣玻璃相后会增加玻璃相的粘度，降低熔渣的渗透性，同时镁阿隆在与渣中的FeO反应时会有气体产生，部分气体存在于试样气孔中阻止了熔渣进一步向浇注料内部渗透从而能显著提高浇注料的抗渗透性，因此，加入MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相可提高浇注料的抗渣侵蚀性，有效提高钢中夹杂物的上浮和去除，降低外来夹杂的来源；另一方面，由于镁阿隆和镁铝尖晶石有相似的晶体结构，两者能够互相固溶，二者固溶后利于浇注料的致密化复合，浇注料的线变化率较小，使浇注料的强度性能提高。

在一些实施方式中，MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相的制备原料包括MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉和镁砂；MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉、镁砂的质量比为（6-10）：（14-18）：（4-8）：（3-5）。在氮气氛围及高温的反应条件下，镁砂中的MgO和α-Al₂O₃微粉中的Al₂O₃反应形成MgAl₂O₄，进一步在镁砂的MgO基体中形成富镁尖晶石，在α-Al₂O₃微粉的Al₂O₃基体中形成富铝尖晶石，随着反应温度的升高和氧分压的降低，MgO基体中MgO 不稳定，分解为Mg(g)和O₂(g)，在Al₂O₃基体中，MgO分解量较小，Al 转变为 Al(g)，与体系内的N₂(g)、Mg(g)和 O₂(g)发生反应生成MgAlON（即镁阿隆），MgAlON与MgO·Al₂O₃尖晶石都是尖晶石结构，二者可发生固溶，生成MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相。由此可以看出，MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉、镁砂的质量比决定反应产物中MgO·Al₂O₃尖晶石生成量、镁阿隆生成量，及固溶相中二者的比例，而MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆相的含量都不可过多或过少，其中一相过少都会使浇注料的抗渣侵蚀性能降低，而其中一相过多会使二者无法更好的形成固溶体，无法更好的致密化复合，从而使浇注料的线变化率较大，浇注料强度性能降低。经实验尝试发现，采用上述范围的比例时，可使MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆含量适宜，浇注料同时具有好的抗渣侵蚀性能、小的线变化率和高的强度性能。最优选地，MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉、镁砂的质量比为10：18：4：3。

在一些实施方式中，MgO·Al₂O₃尖晶石的粒径为＞0μm且≤44μm，MgO·Al₂O₃尖晶石中Al₂O₃含量≥70wt%，MgO含量≥20wt%。

在一些实施方式中，α-Al₂O₃微粉的粒径为＞0μm且≤44μm，α-Al₂O₃微粉中Al₂O₃含量≥99wt%。

在一些实施方式中，金属铝粉的堆积密度≥1.03g/cm³，金属铝粉中Al含量≥99wt%。

在一些实施方式中，镁砂的粒径为＞0μm 且≤74μm，镁砂中MgO含量≥97.2wt%。

在一些实施方式中，白刚玉的粒度级配可进行调整。为提高浇注料的体积密度，提高浇注料强度性能，优选地，白刚玉包括粒径为＞3mm且≤5mm的白刚玉颗粒、粒径为＞1mm且≤3mm的白刚玉颗粒、粒径为＞0mm且≤1mm的白刚玉细粉；粒径为＞3mm且≤5mm的白刚玉颗粒、粒径为＞1mm且≤3mm的白刚玉颗粒、粒径为＞0mm且≤1mm的白刚玉细粉的质量比为3:5-6:4-5；

白刚玉中Al₂O₃含量≥99wt%。

在一些实施方式中，减水剂可采用目前已有的各种种类的减水剂，例如聚羧酸、六偏磷酸钠等。优选地，所述减水剂为聚羧酸与六偏磷酸钠的混合。采用该两种类型的减水剂相配合，可大大减少浇注料的加水量，从而使浇注料强度提高。优选地，聚羧酸与六偏磷酸钠的质量比为3-5:1；进一步优选地，聚羧酸与六偏磷酸钠的质量比为4:1。优选地，所述减水剂的pH为7-8.5。

在一些实施方式中，所述防爆剂为钢纤维、聚丙烯纤维中的一种或两种混合。优选地，防爆剂为钢纤维、聚丙烯纤维的混合。钢纤维能够增强浇注料韧性，提高浇注料抗热震稳定性能，提高材料抗开裂与剥落性；同时抑制浇注料在养护、干燥及热处理后的线收缩。聚丙烯纤维碳化后在浇注料内部形成细小气孔通道，有利于浇注料中水分排除。两者复合使用可进一步提升浇注料的防爆性能。优选地，钢纤维、聚丙烯纤维的质量比为1-3:1；进一步优选地，钢纤维、聚丙烯纤维的质量比为2:1。钢纤维为镍铬合金耐热钢，耐火度为1450℃，规格为0.3×1×25/30mm；聚丙烯纤维的规格为：长度2.5-3.5mm，直径20-40μm，熔点为173℃-178℃。

在一些实施方式中，所述促硬剂为70G水泥与硅微粉的混合。单独加入水泥时，浇注料中刚玉与水泥中的组分反应后生产大量的CA6，体积膨胀较大，导致浇注料内部气孔率增加，降低浇注料抗侵蚀性能与高温体积稳定性，加入硅微粉后，在高温下浇注料内部有少量液相生成，可缓解水泥与刚玉反应发生的体积膨胀。单独加入少量硅微粉时，浇注料强度低，硅微粉加入量增加时浇注料高温下生成液相较多，抗侵蚀性能下降，因此采用两种促硬剂复合加入，既可有效控制浇注料高温下体积膨胀，又能避免高温下生成液相较多导致浇注料抗侵蚀性能下降。优选地，70G水泥与硅微粉的质量比为3:1-3；进一步优选地，70G水泥与硅微粉的质量比为3:2。

所述70G水泥中CaO含量为28 wt%-30wt%，Al₂O₃含量为68 wt%-70wt%；所述硅微粉中SiO₂含量≥92wt%，所述硅微粉的粒径为＞0μm 且≤0.620μm，所述硅微粉的比表面积为10-15m²/g。

本发明实施例的另一方面提供一种上述的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料的制备方法，包括以下步骤：

按照选定质量份数将白刚玉、MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相、减水剂、防爆剂、促硬剂混合，并加入水，得到混合物料；将所述混合物料放入模具中，振动成型，然后进行养护，再进行烘烤，得到所述的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料。

在一些实施方式中，适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料的制备方法具体包括：

S1.制备MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相；

S2.将MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相、粒径为＞3mm且≤5mm的白刚玉颗粒、粒径为＞1mm且≤3mm的白刚玉颗粒混合，得到颗粒料；

S3.将减水剂、防爆剂、促硬剂混合，得到小料混合物；

S4.按照颗粒料、粒径为＞0mm且≤1mm的白刚玉细粉、小料的顺序依次倒入搅拌机内，进行干混，加入水，搅拌得到混合物料；

S5.将混合物料放入模具中，振动成型；

S6.将成型后的混合物料与模具进行带模具养护，养护完成后拆模得到半成品；

S7.将半成品进行烘烤，得到适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料。

在一些实施方式中，MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相的制备方法包括：

将MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉、镁砂混合，于氮气氛围中1600℃-1700℃的温度下保温1-5h，得到MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相。

在氮气氛围及高温反应条件下，镁砂中的MgO和α-Al₂O₃微粉中的Al₂O₃反应形成MgAl₂O₄，进一步在镁砂的MgO基体中形成富镁尖晶石，在α-Al₂O₃微粉的Al₂O₃基体中形成富铝尖晶石，随着反应温度的升高和氧分压的降低，MgO基体中MgO 不稳定，分解为Mg(g)和O₂(g)，在Al₂O₃基体中，MgO分解量较小，Al 转变为 Al(g)，与体系内的N₂(g)、Mg(g)和 O₂(g)发生反应生成MgAlON（即镁阿隆），MgAlON与MgO·Al₂O₃尖晶石都是尖晶石结构，二者可发生固溶，生成MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相。

在一些实施方式中，所述养护的温度为60-80℃，时间为16-18h。

在一些实施方式中，所述烘烤的温度为240-260℃，时间为6-8h。

以下各实施例中，白刚玉中Al₂O₃含量≥99wt%；MgO·Al₂O₃尖晶石的粒径为＞0μm且≤44μm，MgO·Al₂O₃尖晶石中Al₂O₃含量≥70wt%，MgO含量≥20wt%；α-Al₂O₃微粉的粒径为＞0μm且≤44μm，α-Al₂O₃微粉中Al₂O₃含量≥99wt%；金属铝粉的粒径为＞0μm 且≤74μm；金属铝粉的堆积密度≥1.03g/cm³，金属铝粉中Al含量≥99wt%；镁砂的粒径为＞0μm且≤74μm，镁砂中MgO含量≥97.2wt%；钢纤维为镍铬合金耐热钢，耐火度为1450℃，规格为0.3×1×25/30mm；聚丙烯纤维的规格为：长度2.5-3.5mm，直径20-40μm，熔点为173℃-178℃；70G水泥中CaO含量为28 wt%-30wt%，Al₂O₃含量为68 wt%-70wt%；所述硅微粉中SiO₂含量≥92wt%，所述硅微粉的粒径为＞0μm 且≤0.620μm，所述硅微粉的比表面积为10-15m²/g。

实施例1

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，按照质量份数计算，其制备原料包括以下组分：

粒径为5-3mm的白刚玉15份，粒径为3-1mm的白刚玉25份，粒径为1-0mm的白刚玉20份，MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相35份，减水剂0.3份（聚羧酸0.24份、六偏磷酸钠0.06份），防爆纤维1份（钢纤维0.67份、聚丙烯纤维0.33份）、促硬剂4份（70G水泥2.4份、硅微粉1.6份）。

其中，MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相的制备原料包括MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉和镁砂；MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉和镁砂的质量比为10:18:4:3。

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料的制备方法，包括以下步骤：

S1.制备MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相；按照质量比称取MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉、镁砂，混合搅拌均匀，并置于氮气氛围下，于1600℃的温度下保温3h，得到MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相。

S2.按照重量份数称取MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相、粒径为＞3mm且≤5mm的白刚玉颗粒、粒径为＞1mm且≤3mm的白刚玉颗粒，混合搅拌均匀，得到颗粒料；

S3.按照重量份数称取减水剂、防爆剂、促硬剂，混合搅拌均匀后得到小料混合物；

S4.按照颗粒料、粒径为＞0mm且≤1mm的白刚玉细粉、小料的顺序依次倒入搅拌机内，干混4-5分钟后，加入物料总重的4.6%的洁净水，搅拌5分钟后得到混合物料；

S5.将混合物料放入钢制模具中，振动成型，直至浇注料表面翻浆无气体逸出，静至凝固成型；

S6.将成型后的混合物料与模具推至养护窑内，于70℃下进行带模具养护17h，养护完成后拆模得到半成品；

S7.将半成品放置于250℃的烘烤窑内烘烤7h，得到适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料。

实施例2

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，与实施例1的区别为，MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相的制备原料中MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉和镁砂的质量比不同，MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉和镁砂的质量比为10:15:7:3。其余组分及含量与实施例1相同。

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料的制备方法与实施例1相同。

实施例3

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，与实施例1的区别为，MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相的制备原料中MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉和镁砂的质量比不同，MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉和镁砂的质量比为8:14:8:5。其余组分及含量与实施例1相同。

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料的制备方法与实施例1相同。

实施例4

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，按照质量份数计算，其制备原料包括以下组分：

粒径为5-3mm的白刚玉15份，粒径为3-1mm的白刚玉30份，粒径为1-0mm的白刚玉20份，MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相30份，减水剂0.3份（聚羧酸0.24份、六偏磷酸钠0.06份），防爆纤维1份（钢纤维0.67份、聚丙烯纤维0.33份）、促硬剂4份（70G水泥2.4份、硅微粉1.6份）。

其中，MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相的制备原料包括MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉和镁砂；MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉和镁砂的质量比为6:14:5:5。

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料的制备方法与实施例1相同。

实施例5

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，按照质量份数计算，其制备原料包括以下组分：

粒径为5-3mm的白刚玉15份，粒径为3-1mm的白刚玉30份，粒径为1-0mm的白刚玉20份，MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相31份，减水剂0.3份（聚羧酸0.24份、六偏磷酸钠0.06份），防爆纤维1份（钢纤维0.67份、聚丙烯纤维0.33份）、促硬剂4份（70G水泥2.4份、硅微粉1.6份）。

其中，MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相的制备原料包括MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉和镁砂；MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉和镁砂的质量比为8:15:5:3。

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料的制备方法与实施例1相同。

实施例6

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，按照质量份数计算，其制备原料包括以下组分：

粒径为5-3mm的白刚玉15份，粒径为3-1mm的白刚玉30份，粒径为1-0mm的白刚玉25份，MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相27份，减水剂0.3份（聚羧酸0.24份、六偏磷酸钠0.06份），防爆纤维1份（钢纤维0.67份、聚丙烯纤维0.33份）、促硬剂4份（70G水泥2份、硅微粉1份）。

其中，MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相的制备原料包括MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉和镁砂；MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉和镁砂的质量比为6:14:4:3。

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料的制备方法与实施例1相同。

实施例7

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，与实施例1的区别为，MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相的制备原料中MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉和镁砂的质量比不同，MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉和镁砂的质量比为4:13:10:8。其余组分及含量与实施例1相同。

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料的制备方法与实施例1相同。

实施例8

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，与实施例1的区别为，MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相的制备原料中MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉和镁砂的质量比不同，MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉和镁砂的质量比为12:18:3:2。其余组分及含量与实施例1相同。

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料的制备方法与实施例1相同。

实施例9

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，与实施例1的区别为，白刚玉的粒度级配不同。本实施例中，白刚玉为：粒径为5-3mm的白刚玉13份，粒径为3-1mm的白刚玉26份，粒径为1-0mm的白刚玉21份。其余组分及含量与实施例1相同。

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料的制备方法与实施例1相同。

实施例10

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，与实施例1的区别为，白刚玉的粒度级配不同。本实施例中，白刚玉为：粒径为5-3mm的白刚玉10份，粒径为3-1mm的白刚玉25份，粒径为1-0mm的白刚玉25份。其余组分及含量与实施例1相同。

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料的制备方法与实施例1相同。

实施例11

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，与实施例1的区别为，白刚玉的粒度级配不同。本实施例中，白刚玉为：粒径为5-3mm的白刚玉20份，粒径为3-1mm的白刚玉20份，粒径为1-0mm的白刚玉20份。其余组分及含量与实施例1相同。

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料的制备方法与实施例1相同。

实施例12

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，与实施例1的区别为，减水剂中聚羧酸与六偏磷酸钠的质量比不同。本实施例中，聚羧酸为0.225份，六偏磷酸钠为0.075份。其余组分及含量与实施例1相同。

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料的制备方法与实施例1相同。

实施例13

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，与实施例1的区别为，减水剂中聚羧酸与六偏磷酸钠的质量比不同。本实施例中，聚羧酸为0.25份，六偏磷酸钠为0.05份。其余组分及含量与实施例1相同。

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料的制备方法与实施例1相同。

实施例14

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，与实施例1的区别为，减水剂中聚羧酸与六偏磷酸钠的质量比不同。本实施例中，聚羧酸为0.15份，六偏磷酸钠为0.15份。其余组分及含量与实施例1相同。

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料的制备方法与实施例1相同，步骤S4中，加入物料总重的5%的洁净水。

实施例15

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，与实施例1的区别为，减水剂中聚羧酸与六偏磷酸钠的质量比不同。本实施例中，聚羧酸为0.27份，六偏磷酸钠为0.03份。其余组分及含量与实施例1相同。

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料的制备方法与实施例1相同，步骤S4中，加入物料总重的5%的洁净水。

实施例16

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，与实施例1的区别为，促硬剂中70G水泥与硅微粉的质量比不同。本实施例中，70G水泥为3份，硅微粉为1份。其余组分及含量与实施例1相同。

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料的制备方法与实施例1相同。

实施例17

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，与实施例1的区别为，促硬剂中70G水泥与硅微粉的质量比不同。本实施例中，70G水泥为2份，硅微粉为2份。其余组分及含量与实施例1相同。

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料的制备方法与实施例1相同。

实施例18

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，与实施例1的区别为，促硬剂中70G水泥与硅微粉的质量比不同。本实施例中，70G水泥为3.2份，硅微粉为0.8份。其余组分及含量与实施例1相同。

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料的制备方法与实施例1相同。

实施例19

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，与实施例1的区别为，促硬剂中70G水泥与硅微粉的质量比不同。本实施例中，70G水泥为1份，硅微粉为3份。其余组分及含量与实施例1相同。

本实施例的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料的制备方法与实施例1相同。

对比例1

本对比例的中间包挡渣墙浇注料，按照质量份数计算，其制备原料包括以下组分：

粒径为5-3mm的白刚玉15份，粒径为3-1mm的白刚玉25份，粒径为1-0mm的白刚玉20份，MgO·Al₂O₃尖晶石10份，α-Al₂O₃微粉18份，金属铝粉4份，镁砂3份，减水剂0.3份（聚羧酸0.24份、六偏磷酸钠0.06份），防爆纤维1份（钢纤维0.67份、聚丙烯纤维0.33份）、促硬剂4份（70G水泥2.4份、硅微粉1.6份）。

将上述各实施例及对比例的中间包挡渣墙浇注料制备成试样，进行静态抗渣能力、气孔率、体积密度、抗折强度、耐压强度等性能的测试，测试结果如下表1。

由下表1可以看出，对比例1的中间包挡渣墙浇注料，与本发明实施例1的中间包挡渣墙浇注料相比，区别为，实施例1中，浇注料的制备原料直接加入合成的MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相，而对比例1中加入的是与合成MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相所需质量份数相同的镁铝尖晶石、氧化铝、金属铝、镁砂，由于在浇钢条件下，即测试的1500℃左右未达到反应生成MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相的温度，且无氮气氛围，上述原料无法反应生成MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相，因此，对比例1的浇注料的抗渣侵蚀性能，常温下、高温下抗折、耐压性能均不如本申请各实施例的浇注料。

相比之下，本申请实施例1-3、7、8相比，区别为镁铝尖晶石、氧化铝、金属铝、镁砂的配比不同，相比之下，实施例1-3的抗渣性能、强度性能均高于实施例7、8，表明实施例1-3的镁铝尖晶石、氧化铝、金属铝、镁砂质量比为优选的范围；实施例1、9-11相比，区别为白刚玉的粒度级配不同，相比之下，实施例1、9的抗渣性能、强度性能均高于实施例10、11，表明实施例1、9的白刚玉的粒度级配为优选的范围；实施例1、12-15相比，区别为减水剂中聚羧酸与六偏磷酸钠的配比不同，相比之下，实施例14、15需要加入更多的水，其强度性能比实施例1、12、13显著更差，表明实施例1、12、13中聚羧酸与六偏磷酸钠的配比为优选的范围；实施例1、16-19相比，区别为防爆剂中钢纤维与聚丙烯纤维的质量比不同，相比之下，实施例1、16、17的强度性能、抗渣侵蚀性能比实施例18、19显著更好，表明实施例1、16、17中钢纤维与聚丙烯纤维的配比为优选的范围。

表1

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，其特征在于，按照质量份数计算，其制备原料包括以下组分：

白刚玉60-70份、MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相27-35份、减水剂0.1-0.3份、防爆剂1-1.5份、促硬剂3-4份；MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相的制备原料包括MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉和镁砂；MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉、镁砂的质量比为(6-10)：(14-18)：(4-8)：(3-5)；

MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相的制备方法包括：

将MgO·Al₂O₃尖晶石、α-Al₂O₃微粉、金属铝粉、镁砂混合，于氮气氛围中1600℃-1700℃的温度下保温1-5h，得到MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相。

2.根据权利要求1所述的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，其特征在于：

MgO·Al₂O₃尖晶石的粒径为＞0μm且≤44μm，MgO·Al₂O₃尖晶石中Al₂O₃含量≥70wt％，MgO含量≥20wt％；

α-Al₂O₃微粉的粒径为＞0μm且≤44μm，α-Al₂O₃微粉中Al₂O₃含量≥99wt％；

金属铝粉的堆积密度≥1.03g/cm³，金属铝粉中Al含量≥99wt％；

镁砂的粒径为＞0μm且≤74μm，镁砂中MgO含量≥97.2wt％。

3.根据权利要求1所述的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，其特征在于：

白刚玉包括粒径为＞3mm且≤5mm的白刚玉颗粒、粒径为＞1mm且≤3mm的白刚玉颗粒、粒径为＞0mm且≤1mm的白刚玉细粉；粒径为＞3mm且≤5mm的白刚玉颗粒、粒径为＞1mm且≤3mm的白刚玉颗粒、粒径为＞0mm且≤1mm的白刚玉细粉的质量比为3:5-6:4-5；

白刚玉中Al₂O₃含量≥99wt％。

4.根据权利要求1所述的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，其特征在于：

所述减水剂为聚羧酸与六偏磷酸钠的混合；聚羧酸与六偏磷酸钠的质量比为4:1；所述减水剂的pH为7-8.5。

5.根据权利要求1所述的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，其特征在于：

所述防爆剂为钢纤维与聚丙烯纤维的混合；钢纤维与聚丙烯纤维的质量比为2:1；

所述钢纤维为镍铬合金耐热钢，耐火度为1450℃，规格为0.3×1×25/30mm；

所述聚丙烯纤维的规格为：长度2.5-3.5mm，直径20-40μm，熔点为173℃-178℃。

6.根据权利要求1所述的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料，其特征在于：

所述促硬剂为70G水泥与硅微粉的混合，70G水泥与硅微粉的质量比为3:2；

所述70G水泥中CaO含量为28wt％-30wt％，Al₂O₃含量为68wt％-70wt％；所述硅微粉中SiO₂含量≥92wt％，所述硅微粉的粒径为＞0μm且≤0.620μm，所述硅微粉的比表面积为10-15m²/g。

7.一种如权利要求1-6中任一项所述的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

按照选定质量份数将白刚玉、MgO·Al₂O₃尖晶石与镁阿隆的固溶相、减水剂、防爆剂、促硬剂混合，并加入水，得到混合物料；将所述混合物料放入模具中，振动成型，然后进行养护，再进行烘烤，得到所述的适用于低碳钢的中间包挡渣墙浇注料。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：

所述养护的温度为60-80℃，时间为16-18h；

所述烘烤的温度为240-260℃，时间为6-8h。