本發(fā)明涉及耐磨材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高爐礦槽耐磨料及制造方法。

背景技術(shù)：

高爐礦槽用于收集存儲礦石碎料，在礦石碎料下落到高爐礦槽的過程中，大塊的礦石會連續(xù)刮擦和碰撞高爐礦槽的槽面，現(xiàn)有的高爐礦槽采用鑄鐵板作為槽面的材料，鑄鐵板本身的硬度有限，其實際的使用壽命有限，通常一個現(xiàn)有的高爐礦槽的使用壽命的3年左右，其陶瓷表面容易被下落的礦石擊碎，且具體實施時需要進(jìn)行單塊黏貼施工，速度慢，無整體性；同時棕剛玉是耐火材料中常用到的一種原材料，采用高鋁礬土熟料、碳素材料和鐵屑三種原料混勻加入電弧爐中經(jīng)過高溫熔化和雜質(zhì)還原后冷卻從而獲得結(jié)晶且質(zhì)量符合要求、氧化鋁含量大于95％的棕剛玉。棕剛玉在熔煉過程中由于會加入一部分鐵屑，會產(chǎn)生部分含鐵量比較高的共熔體，沉積在冶煉爐的底部，該部分材料由于鐵含量高、耐火度底從而在耐火材料行業(yè)中無法得到有效使用，通常作為冶煉棕剛玉的廢棄物被處理；同時光伏產(chǎn)業(yè)中用到的主要原材料中的98級sic細(xì)粉，細(xì)度為180目-320目，超過320目的細(xì)粉在脈沖除塵回收后作為廢舊物資被處理。

又有公開號為cn107099721b的中國發(fā)明專利一種基于碳化物形成元素促進(jìn)碳遷移的金屬陶瓷耐磨材料制備方法，依次包含以下步驟：(1)含碳化物形成元素的金屬陶瓷坯體制備；(2)含氫滲碳介質(zhì)配制；(3)生坯在含氫滲碳介質(zhì)中的裝填；(4)金屬陶瓷耐磨材料制備。該技術(shù)方案最終形成的金屬陶瓷耐磨材料在耐磨性和抗沖擊性上無法達(dá)到高爐礦槽的使用要求，且使用原料價格高昂，不利于推廣使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種高爐礦槽耐磨料及制造方法，本發(fā)明采用棕剛玉下腳料、碳化硅除塵粉為主體材料，525水泥、硅微粉為結(jié)合劑，通過利用碳化硅、棕剛玉的高莫氏硬度，同時利用碳化硅除塵粉的高比表面積進(jìn)行強度增強，采用高強結(jié)合劑做膠結(jié)材料的一種材料，使用過程中添加鋼纖維增強、減水劑、混凝土滲透劑等外加劑，使材料的強度以及與原始襯體結(jié)合性能大幅提高以到達(dá)高爐礦槽的使用要求。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：一種高爐礦槽耐磨料，包括棕剛玉下腳料、硅微粉、碳化硅除塵粉、硅酸鹽水泥、鋼纖維、聚羧酸；所述的棕剛玉下腳料的質(zhì)量占比為10-50％，硅微粉的質(zhì)量占比為3-8％，碳化硅除塵粉的質(zhì)量占比為5-12％，硅酸鹽水泥的質(zhì)量占比為20-35％，鋼纖維的質(zhì)量占比為1-3％，聚羧酸的質(zhì)量占比為0.3％，所述的棕剛玉下腳料包括質(zhì)量占比大于等于10％的fe2o3，所述的棕剛玉下腳料體積密度大于等于3.5g/cm3。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述的棕剛玉下腳料的顆粒級為0.1-3.0mm，所述的35-50％。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述的棕剛玉下腳料的顆粒級為3.0-5.0mm，所述的10-25％。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述的碳化硅除塵粉中碳化硅的質(zhì)量占比大于等于97％，細(xì)度為350目-1200目，比表面積為6m2/g。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述的棕剛玉下腳料還包括質(zhì)量占比大于等于80％的al2o3以及質(zhì)量占比小于等于10％的sio2，所述的棕剛玉下腳料的莫氏硬度大于等于9.0。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述的硅酸鹽水泥為525水泥，且所述的鋼纖維的纖維長度為20-30mm。

一種高爐礦槽耐磨料的制造方法，至少包括以下步驟，

棕剛玉下腳料選取步驟，從耐火材料生產(chǎn)用冶煉爐中獲取底部沉積物，對沉淀物進(jìn)行分離得到所述棕剛玉下腳料；

碳化硅除塵粉選取步驟，從98級碳化硅細(xì)粉收集超過320目的脈沖除塵產(chǎn)物得到碳化硅除塵粉。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，還包括以下步驟，

分級步驟，將所述棕剛玉下腳料進(jìn)行破碎，并進(jìn)行分級處理得到顆粒級0-3mm的細(xì)料與3-5mm的粗料；

配料步驟，按硅微粉的質(zhì)量占比為3-8％，碳化硅除塵粉的質(zhì)量占比為5-12％，硅酸鹽水泥的質(zhì)量占比為20-35％，鋼纖維的質(zhì)量占比為1-3％，聚羧酸的質(zhì)量占比為0.3％，所述的細(xì)粉的質(zhì)量占比為35-50％或所述的粗粉的質(zhì)量占比為10-25％的配比進(jìn)行配料形成初級料；

攪拌步驟，對所述初級料進(jìn)行均勻攪拌以形成耐磨材料。

施工步驟，按照加水量約5-8％對所述耐磨材料進(jìn)行加水?dāng)嚢栊纬缮皾{料，在使用件表面進(jìn)行涂抹或者噴涂，晾干或烘干后形成耐磨面。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述的分級步驟中，使用400目篩網(wǎng)對所述碳化硅除塵粉進(jìn)行篩分，得到400目以上細(xì)粉以及320目～400目粗粉，而后控制粗粉在細(xì)粉中的比例小于等于5％進(jìn)行重新混合。

綜上所述，本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明技術(shù)方案形成的耐磨料的耐磨性好，同時其屬于砂漿材質(zhì)，相對現(xiàn)有技術(shù)的鑄鐵板更加具有韌性，礦石掉落過程中不會被砸碎，砂漿材質(zhì)在施工過程中采用涂抹或者噴涂工藝，施工速度塊，整體性好，且相對現(xiàn)有技術(shù)采用的膠水表貼的實施方案，砂漿材質(zhì)施工不會受到膠水的保質(zhì)期限制，這樣就使得本技術(shù)方案不受使用時間限制。

2、本發(fā)明使用的原材料中棕剛玉下腳料、碳化硅除塵粉為耐火材料與光伏材料生產(chǎn)過程中的廢料，對廢料回收利用，其成本更低，且有利于耐火材料與光伏材料生產(chǎn)過程的環(huán)保處理

附圖說明

圖1為棕剛玉下腳料成分標(biāo)準(zhǔn)表；

圖2為本發(fā)明方法實施例配比表；

圖3為碳化硅除塵粉的成分標(biāo)準(zhǔn)表；

圖4為本發(fā)明產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)；

圖5為本發(fā)明方法實施例流程示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明材料實施例包括棕剛玉下腳料、硅微粉、碳化硅除塵粉、硅酸鹽水泥、鋼纖維、聚羧酸；棕剛玉下腳料的質(zhì)量占比為10-50％，硅微粉的質(zhì)量占比為3-8％，碳化硅除塵粉的質(zhì)量占比為5-12％，硅酸鹽水泥的質(zhì)量占比為20-35％，鋼纖維的質(zhì)量占比為1-3％，聚羧酸的質(zhì)量占比為0.3％。

棕剛玉下腳料包括質(zhì)量占比大于等于10％的fe2o3，棕剛玉下腳料體積密度大于等于3.5g/cm3，棕剛玉下腳料還包括質(zhì)量占比大于等于80％的al2o3以及質(zhì)量占比小于等于10％的sio2，棕剛玉下腳料的莫氏硬度大于等于9.0。其中如果采用的棕剛玉下腳料的顆粒級為0.1-3.0mm，則棕剛玉下腳料的質(zhì)量占比為35-50％；如果采用的棕剛玉下腳料的顆粒級為3.0-5.0mm，棕剛玉下腳料的質(zhì)量占比為10-25％，具體含量如圖1所示。

其中碳化硅除塵粉中碳化硅的質(zhì)量占比大于等于97％，細(xì)度為350目-1200目，比表面積為6m2/g，優(yōu)選范圍為400目-1200目。

其中硅酸鹽水泥為525水泥，且鋼纖維的纖維長度為20-30mm。

本發(fā)明的耐磨料的技術(shù)指標(biāo)如圖4所示。

如圖5所示，本發(fā)明方法實施例包括順序執(zhí)行的以下步驟，

取料步驟，從耐火材料生產(chǎn)步驟中取料得到棕剛玉下腳料，從光伏材料生產(chǎn)過沖中取料得到碳化硅除塵粉；

分級步驟，使用鄂式破碎機將棕剛玉下腳料進(jìn)行破碎，并使用3mm的分離網(wǎng)篩對破碎后的棕剛玉下腳料進(jìn)行分級處理得到顆粒級0-3mm的細(xì)料與3-5mm的粗料；

配料步驟，按硅微粉的質(zhì)量占比為3-8％，碳化硅除塵粉的質(zhì)量占比為5-12％，硅酸鹽水泥的質(zhì)量占比為20-35％，鋼纖維的質(zhì)量占比為1-3％，聚羧酸的質(zhì)量占比為0.3％，細(xì)粉的質(zhì)量占比為35-50％或粗粉的質(zhì)量占比為10-25％的配比進(jìn)行配料形成初級料，本步驟中對棕剛玉下腳料的使用中，僅使用粗粉或僅使用細(xì)粉進(jìn)行配比，排除使用粗粉和細(xì)粉參合的方式進(jìn)行配比的情況，具體配比表如圖2所示；

攪拌步驟，在常溫下使用攪拌設(shè)備對初級料進(jìn)行均勻攪拌以形成耐磨材料。

施工步驟，按照加水量約5-8％對耐磨材料進(jìn)行加水?dāng)嚢栊纬缮皾{料，在使用件表面進(jìn)行涂抹或者噴涂，晾干或烘干后形成耐磨面。

取料步驟包括棕剛玉下腳料選取步驟以及碳化硅除塵粉選取步驟；其中棕剛玉下腳料選取步驟為從耐火材料生產(chǎn)用冶煉爐中獲取底部沉積物，對沉淀物進(jìn)行分離得到棕剛玉下腳料；其中碳化硅除塵粉選取步驟為從98級碳化硅細(xì)粉收集超過320目的脈沖除塵產(chǎn)物得到碳化硅除塵粉。

分級步驟中，使用400目篩網(wǎng)對碳化硅除塵粉進(jìn)行篩分，得到400目以上細(xì)粉以及320目～400目粗粉，而后控制粗粉在細(xì)粉中的比例小于等于5％進(jìn)行重新混合，該步驟控制了粗粉在碳化硅除塵粉中的占比，使得碳化硅除塵粉的比表面積可以控制在6m2/g，保證了28天活性指數(shù)大于等于85％，如果粗粉量大于了5％，則會使得比表面積過大，影響了最終成品的質(zhì)量，具體指標(biāo)如圖3所示。

本具體實施例僅僅是對本發(fā)明的解釋，其并不是對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。

技術(shù)特征：

1.一種高爐礦槽耐磨料，其特征在于：包括棕剛玉下腳料、硅微粉、碳化硅除塵粉、硅酸鹽水泥、鋼纖維、聚羧酸；所述的棕剛玉下腳料的質(zhì)量占比為10-50％，硅微粉的質(zhì)量占比為3-8％，碳化硅除塵粉的質(zhì)量占比為5-12％，硅酸鹽水泥的質(zhì)量占比為20-35％，鋼纖維的質(zhì)量占比為1-3％，聚羧酸的質(zhì)量占比為0.3％，所述的棕剛玉下腳料包括質(zhì)量占比大于等于10％的fe2o3，所述的棕剛玉下腳料體積密度大于等于3.5g/cm3。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高爐礦槽耐磨料，其特征在于：所述的棕剛玉下腳料的顆粒級為0.1-3.0mm，所述的35-50％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高爐礦槽耐磨料，其特征在于：所述的棕剛玉下腳料的顆粒級為3.0-5.0mm，所述的10-25％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高爐礦槽耐磨料，其特征在于：所述的碳化硅除塵粉中碳化硅的質(zhì)量占比大于等于97％，細(xì)度為350目-1200目，比表面積為6m2/g。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高爐礦槽耐磨料，其特征在于：所述的棕剛玉下腳料還包括質(zhì)量占比大于等于80％的al2o3以及質(zhì)量占比小于等于10％的sio2，所述的棕剛玉下腳料的莫氏硬度大于等于9.0。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高爐礦槽耐磨料，其特征在于：所述的硅酸鹽水泥為525水泥，且所述的鋼纖維的纖維長度為20-30mm。

7.一種高爐礦槽耐磨料的制造方法，其特征在于：至少包括以下步驟，

棕剛玉下腳料選取步驟，從耐火材料生產(chǎn)用冶煉爐中獲取底部沉積物，對沉淀物進(jìn)行分離得到所述棕剛玉下腳料；

碳化硅除塵粉選取步驟，從98級碳化硅細(xì)粉收集超過320目的脈沖除塵產(chǎn)物得到碳化硅除塵粉。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高爐礦槽耐磨料的制造方法，其特征在于：還包括以下步驟，

分級步驟，將所述棕剛玉下腳料進(jìn)行破碎，并進(jìn)行分級處理得到顆粒級0-3mm的細(xì)料與3-5mm的粗料；

配料步驟，按硅微粉的質(zhì)量占比為3-8％，碳化硅除塵粉的質(zhì)量占比為5-12％，硅酸鹽水泥的質(zhì)量占比為20-35％，鋼纖維的質(zhì)量占比為1-3％，聚羧酸的質(zhì)量占比為0.3％，所述的細(xì)粉的質(zhì)量占比為35-50％或所述的粗粉的質(zhì)量占比為10-25％的配比進(jìn)行配料形成初級料；

攪拌步驟，對所述初級料進(jìn)行均勻攪拌以形成耐磨材料。

施工步驟，按照加水量約5-8％對所述耐磨材料進(jìn)行加水?dāng)嚢栊纬缮皾{料，在使用件表面進(jìn)行涂抹或者噴涂，晾干或烘干后形成耐磨面。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高爐礦槽耐磨料的制造方法，其特征在于：所述的分級步驟中，使用400目篩網(wǎng)對所述碳化硅除塵粉進(jìn)行篩分，得到400目以上細(xì)粉以及320目～400目粗粉，而后控制粗粉在細(xì)粉中的比例小于等于5％進(jìn)行重新混合。

技術(shù)總結(jié)

一種高爐礦槽耐磨料及制造方法，其材料包括包括棕剛玉下腳料、硅微粉、碳化硅除塵粉、硅酸鹽水泥、鋼纖維、聚羧酸；棕剛玉下腳料的質(zhì)量占比為10?50％，硅微粉的質(zhì)量占比為3?8％，碳化硅除塵粉的質(zhì)量占比為5?12％，硅酸鹽水泥的質(zhì)量占比為20?35％，鋼纖維的質(zhì)量占比為1?3％，聚羧酸的質(zhì)量占比為0.3％，棕剛玉下腳料包括質(zhì)量占比大于等于10％的Fe2O3，棕剛玉下腳料體積密度大于等于3.5g/cm3。本發(fā)明技術(shù)方案形成的耐磨料的耐磨性好，相對現(xiàn)有技術(shù)的鑄鐵板更加具有韌性，在施工過程中施工速度塊，整體性好，且施工不會受到膠水的保質(zhì)期限制，這樣就使得本技術(shù)方案不受使用時間限制。

技術(shù)研發(fā)人員：胡竹生;吳淑怡

受保護(hù)的技術(shù)使用者：長興南冶冶金材料有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2020.12.17

技術(shù)公布日：2021.04.09