[发明专利]一种用于高炉水渣沟的高强耐磨材料

说明书

本发明公开了一种用于高炉水渣沟的高强耐磨材料，通过硬度高的刚玉、复合微粉、SiC晶须和超硬磨料等几种材料组合，提高材料的整体硬度、强度，改善流动性，增加致密性、耐磨性；提高材料的抗冲蚀、疲劳磨损能力；超硬磨料碳化硼、硼化钛颗粒和SiC晶须等材料一起相互交错连接，形成晶体‑颗粒‑凝胶体网络结构，将耐火料体系中的颗粒、纤维联结起来，形成颗粒增强和纤维增强的双增强机制，进一步改善材料的韧性和强度；本发明用于高炉水渣沟的高强耐磨材料具有强度高、韧性好、耐磨、耐腐蚀、耐冲蚀、界面结合强度高的特点，可以取代传统的高炉水渣沟材料，大幅延长水渣沟的使用寿命，提高高炉产能，经济效益和社会效益显著。

技术领域

本发明涉及耐磨材料技术领域，尤其涉及一种用于高炉水渣沟的高强耐磨材料。

背景技术

随着环境保护和可持续发展战略的实施，生产过程中对工业废料的再生利用日益重要，高炉渣作为一种工业废料，其成分接近于硅酸盐水泥，可作为一种水泥辅助材料，降低水化热，增加后期强度，减少坍塌度，在此基础上，矿渣水泥应运而生，广泛应用在水利大坝、机场等方面。高炉炉渣经过水淬处理，由水渣沟流向沉淀池，水淬炉渣硬度提高，对沟衬材料冲蚀度磨损增加，传统的沟衬材料有钢材、混凝土材料、耐火浇注料，在实际生产过程中，钢材材料硬度低，对水渣耐冲蚀性不足，磨料磨损严重；混凝土材料强度低，形成冲蚀、气蚀、磨料磨损；耐火浇注料气孔率高、强度低、韧性差，受冲蚀、疲劳磨损严重；现有技术中，这些传统材料硬度低、强度差，界面结合不牢固，耐冲蚀、耐磨损性较差，故水渣沟的寿命大幅下降，往往不足一年，检修频繁，成本增加，产能不足，严重制约高炉产量和经济效益的提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于高炉水渣沟的高强耐磨材料，通过添加复合微粉、超硬磨料、晶须材料等来提高材料整体硬度、强度，增加韧性，提高水渣沟耐磨材料的抗冲蚀、抗疲劳磨损能力，以解决现有高炉水渣沟用耐磨材料硬度低、耐冲蚀性不足、容易磨损、使用寿命短等问题。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种用于高炉水渣沟的高强耐磨材料，原始料组分为：刚玉、板状刚玉粉、氧化铝微粉、双峰氧化铝微粉、纳米硅灰、SiC晶须、硅微粉、超硬磨料、铝酸盐水泥；

原始料加入的重量份数为：刚玉50-80份，氧化铝微粉或双峰氧化铝微粉5-10份；纳米硅灰1-3份；铝酸盐水泥8-25份；SiC晶须1-5份；硅微粉0-5份；超硬磨料2-7份；板状刚玉粉0-20份；高效分散剂加入量占原始料总重量的0.2-0.5%；

其中，刚玉为铬刚玉或稀土镨钕刚玉；铬刚玉：5-3mm粒度的25-40份，3-1mm粒度的10-20份，1-0mm粒度的15-25份，320目粒度的5-15份；稀土镨钕刚玉：5-3mm粒度的20-40份，3-1mm粒度的10-25份，1-0mm粒度的15-30份；

其中，氧化铝微粉粒度d50≤1.0μm ；

其中，纳米硅灰粒度≤100nm ；

其中，铝酸钙水泥为CA670水泥或CA270水泥，粒度≤0.074mm ；

其中，SiC晶须长度≤10μm ；硅微粉粒度≤1.0μm；

其中，超硬磨料至少为硼化钛、碳化硼、硼化锆、硼化钛、立方氮化硼、氮化硅其中的一种；碳化硼粒度为320目；硼化钛颗粒粒度≤0.044mm ；

其中，板状刚玉粉粒度为320目；

其中，高效分散剂为有机分散剂和无机分散剂相结合的复合分散剂，有机分散剂为萘磺酸盐甲醛、三聚氰胺磺酸甲醛、聚丙烯酸盐、烷基磺酸盐其中的一种或几种，无机分散剂为三聚磷酸纳、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、碳酸钠其中的一种或几种。

本发明的生产按照一般浇注料工艺即可。

其中，刚玉的硬度较高，体积密度大，具有良好的抗酸碱侵蚀性，以其作为主要材料，增加材料的耐磨性，提高材料的整体强度，增加耐蚀性，减少化学腐蚀形成的冲蚀磨损；铬刚玉、稀土镨钕刚玉采用三级或四级粒度级配，不同粒径分布的颗粒和粉末匹配使得材料紧密堆积，提高致密性和流动性。