本申请涉及炮泥技术领域，具体而言，涉及一种sic/c质均化料、炮泥及其制备方法。
背景技术：
炮泥是一种用来堵高炉出铁口的耐火材料，主要是封堵出铁口，保护炉壁和炉缸。为了保证出铁口稳定，要求炮泥的作业性，体积稳定性，烧结性和开口性能要好，同时要具有抗渣，铁水侵蚀和冲刷，抗氧化的特性。目前炮泥一般由矾土熟料、刚玉质原料、碳化硅、氮化硅、焦粉、结合粘土等为主要原料，按照准确配料→顺序搅拌→加油碾压等工艺程序进行制备，制备得到的炮泥显微结构和成分不均匀，稳定性无法保证。
技术实现要素：
本申请提供了一种sic/c质均化料、炮泥及其制备方法，改善了现有的炮泥稳定性差的问题，且炮泥具有较好的抗侵蚀和抗氧化性能。
本申请的实施例是这样实现的：
在第一方面，本申请示例提供了一种sic/c质均化料，其由原料焙烧而成，原料包括：氧化铝、二氧化硅、碳化硅、焦炭、硅粉以及铁粉，且sic/c质均化料包括莫来石相、石墨、碳化硅晶须和部分的焦炭。
在上述技术方案中，上述原料经过焙烧，氧化铝和二氧化硅反应形成稳定的莫来石相，硅粉在铁粉的催化作用下容易与焦炭反应生成sic晶须，促进均化料的烧结，焦炭经焙烧后部分石墨化，最终形成以莫来石相为主相，碳化硅晶须、石墨和焦炭为主要成分的高度均匀的sic/c质均化料。由于碳化硅本身易氧化，很难烧结，而本申请中采用硅粉与焦炭在铁粉的催化下进行焙烧，能够容易得到碳化硅晶须，使得sic/c质均化料结构更稳定，同时，提高了均化料的抗侵蚀性和强度。部分焦炭石墨化后，增加了sic/c质均化料的抗氧化性能、抗侵蚀性能和打泥性能。未被石墨化的焦炭能够保持炮泥的透气性良好。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的实施方式中，上述氧化铝和二氧化硅均由煤矸石和/或粉煤灰提供。
在上述技术方案中，煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，粉煤灰是煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，煤矸石和粉煤灰中均含有氧化铝和二氧化硅及少量的碳，利用煤矸石和/或粉煤灰作为均化料的原料，能够充分利用废物。
在第二方面，本申请示例提供了一种第一方面或第一方面的第一种可能的实施方案中的sic/c质均化料的制备方法，包括：将原料在600～1500℃的温度条件下焙烧。
在上述技术方案中，原料在600～1500℃的温度条件下焙烧，最终形成以莫来石相为主相，碳化硅晶须、石墨和焦炭为主要成分的高度均匀的sic/c质均化料。本申请中采用硅粉与焦炭在铁粉的催化下进行焙烧，能够容易得到碳化硅晶须，促进均化料的烧结，使得sic/c质均化料结构更稳定，同时，提高了均化料的抗侵蚀性和强度。部分焦炭石墨化后，增加了sic/c质均化料的抗氧化性能、抗侵蚀性能和打泥性能。未被石墨化的焦炭能够保持炮泥的透气性良好。
结合第二方面，在本申请的第二方面的第一种可能的实施方案中，将原料焙烧前，先对原料进行球磨均化处理。
在上述技术方案中，在对原料进行球磨的过程中，能够将上述原料的各组分粉碎并成分混合，在对原料焙烧后，有利于得到显微结构物相分布均匀的sic/c质均化料。
第三方面，本申请示例提供了一种炮泥，炮泥的原料包括第一方面或第一方面的第一种可能的实施方案中的sic/c质均化料。
在上述技术方案中，由于炮泥中包含了上述sic/c质均化料，因而炮泥的稳定性也较高，炮泥易开口且不会出现断铁口，同时，具有较好的抗侵蚀和抗氧化性能。
结合第三方面，第三方面的第一种和第二种可能的实施方案中，在本申请的第三方面的第三种可能的实施方案中，sic/c质均化料包括第一粒径范围和第二粒径范围的sic/c质均化料；
第一粒径范围为小于3mm，可选地，第一粒径范围为0.2～3mm；
第二粒径范围为1～320目，可选地，第二粒径范围为2～180目。
在上述技术方案中，通过添加上述不同粒径范围的sic/c质均化料，能够使得炮泥的原料混合更加均匀，能够制得稳定性更高的炮泥。
第四方面，本申请示例提供了一种炮泥的制备方法，包括：将sic/c质均化料与耐火骨料和结合剂的混合料在40～70℃的温度条件下混合，挤出成型。
在上述技术方案中，通过将sic/c质均化料与耐火骨料和结合剂三种原料在40～70℃的温度条件下处理即可得到高稳定性的炮泥。
具体实施方式
下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
需要说明的是，本申请中的“和/或”，如“方案a和/或方案b”，均是指可以单独地为方案a、单独地为方案b、方案a加方案b，该三种方式。
以下针对本申请实施例的sic/c质均化料、炮泥及其制备方法进行具体说明。
本申请提供一种sic/c质均化料，其由原料焙烧而成，原料包括：氧化铝、二氧化硅、碳化硅、焦炭、硅粉以及铁粉，且sic/c质均化料包括莫来石相、石墨、碳化硅晶须和部分的焦炭。
上述原料经过焙烧，硅粉在铁粉的催化作用下容易与焦炭反应生成sic晶须，促进均化料的烧结，焦炭经焙烧后部分石墨化，最终形成以莫来石相为主相，碳化硅晶须、石墨和焦炭为主要成分的高度均匀的sic/c质均化料。需要说明的是，在一种可能的实施方案中，部分铁和硅未参与到反应，则sic/c质均化料还可能含有少量的金属铁、硅和玻璃相。当sic/c质均化料中含有残余的铁和硅时，铁和硅均具有较好的抗氧化性，因此能提高sic/c质均化料的烧结性能，抗氧化性能及抗渣侵蚀性能。
可选地，氧化铝和二氧化硅均由煤矸石和/或粉煤灰提供。可选地，碳化硅由含碳化硅质材料的废料提供。可选地，硅粉和铁粉均由硅铁工业废料提供。硅铁工业废料例如但不限于工业生产三氯氢硅后的工业废料。可以理解的是，氧化铝、二氧化硅、碳化硅、硅粉和铁粉也可不由废料提供，只要提供的物料中含有这些物质即可。
在一种可能的实施方案中，sic/c质均化料的原料中按重量百分数计，包括煤矸石和/或粉煤灰共20～40％、含碳化硅质材料的废料20～40％、焦炭10～40％以及硅铁工业废料10～20％。
示例性地，sic/c质均化料的原料中按重量百分数计，包括煤矸石和/或粉煤灰共30～40％、含碳化硅质材料的废料20～30％、焦炭20～30％以及硅铁工业废料10～15％。
本申请还提供一种sic/c质均化料的制备方法，包括：将原料在600～1500℃的温度条件下焙烧。
示例性地，焙烧的温度为800～1200℃，或者900～1100℃。焙烧的温度例如但不限于600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、900℃、950℃、1000℃、1100℃和1200℃中的任一者或两者之间的范围。
在一种可能的实施方案中，将原料焙烧前，先对原料进行球磨均化处理。示例性地，先将原料混合、破碎、球磨后机压成型，再进行焙烧。
示例性地，在制备得到sic/c质均化料后，还包括对sic/c质均化料进行筛分分级得到不同粒径范围的sic/c质均化料。
本申请还提供一种炮泥，炮泥的原料包括上述的sic/c质均化料。
可以理解的是，炮泥中除了含有sic/c质均化料，还可以含有其他的物料，该物料可以根据使用需要进行添加。
示例性地，炮泥的原料还包括结合剂例如但不限于为煤焦油和/或树脂。
在一种可能的实施方案中，sic/c质均化料包括第一粒径范围和第二粒径范围的sic/c质均化料。其中，第一粒径范围为小于3mm，第二粒径范围为1～320目。
示例性地，第一粒径范围为0.2～3mm，例如，第一粒径范围为0.5～2.5mm或0.8～3mm。
示例性地，第二粒径范围为2～320目，例如，第二粒径范围为3～320目或者4～180目，或者1～100目，或者2～6目。
本申请还提供一种炮泥的制备方法，包括：将sic/c质均化料与耐火骨料和结合剂的混合料在40～70℃的温度条件下混合。
示例性地，上述混合料可以是先将sic/c质均化料投入到混碾机中，然后再将温度加热到40～70℃；也可以是将混碾机内部加热到40～70℃的温度条件下投入sic/c质均化料和结合剂的混合料，或者将sic/c质均化料和结合剂分别投入。
示例性地，混合料40～70℃的温度条件下混合后进行碾压，然后通过挤泥机挤出成型后可以存放起来。
以下结合实施例对本申请的sic/c质均化料、炮泥及其制备方法作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种sic/c质均化料，其由以下步骤制得:
将30kg的煤矸石、40kg的含碳化硅质材料的废料、20kg的焦炭以及10kg的硅铁工业废料混合后破碎、经球磨机共磨后机压成型，在800℃的温度条件下进行焙烧得到sic/c质均化料。
本实施例还提供一种炮泥，其由以下步骤制得：
将粒径为1～3mm的sic/c质均化料细粉、粒径为3～320目的sic/c质均化料颗粒以及煤焦油加入到混碾机中，加温至50℃后进行混合、碾压，然后通过挤泥机挤出成型得到炮泥。
实施例2
本实施例提供一种sic/c质均化料，其由以下步骤制得:
将40kg的粉煤灰、40kg的含碳化硅质材料的废料、20kg的焦炭以及10kg的硅铁工业废料混合后破碎、经球磨机共磨后机压成型，在1500℃的温度条件下进行焙烧得到sic/c质均化料。
本实施例还提供一种炮泥，其由以下步骤制得：
将粒径为0.5～3mm的sic/c质均化料细粉、粒径为3～180目的sic/c质均化料颗粒以及树脂加入到混碾机中，加温至60℃后进行混合、碾压，然后通过挤泥机挤出成型得到炮泥。
实施例3
本实施例提供一种sic/c质均化料，其由以下步骤制得:
将30kg的煤矸石、20kg的含碳化硅质材料的废料、40kg的焦炭以及20kg的硅铁工业废料混合后破碎、经球磨机共磨后机压成型，在1100℃的温度条件下进行焙烧得到sic/c质均化料。
本实施例还提供一种炮泥，其由以下步骤制得：
将刚玉、粒径为1～3mm的sic/c质均化料细粉、粒径为3～240目的sic/c质均化料颗粒以及煤焦油加入到混碾机中，加温至50℃后进行混合、碾压，然后通过挤泥机挤出成型得到炮泥。
实施例4
本实施例提供一种sic/c质均化料，其由以下步骤制得:
将20kg的粉煤灰和煤矸石、30kg的含碳化硅质材料的废料、30kg的焦炭以及10kg的硅铁工业废料混合后破碎、经球磨机共磨后机压成型，在700℃的温度条件下进行焙烧得到sic/c质均化料。
本实施例还提供一种炮泥，其由以下步骤制得：
将粒径为2～3mm的sic/c质均化料细粉、粒径为4～200目的sic/c质均化料颗粒以及煤焦油加入到混碾机中，加温至40℃后进行混合、碾压，然后通过挤泥机挤出成型得到炮泥。
实施例5
本实施例提供一种sic/c质均化料，其由以下步骤制得:
将20kg的煤矸石、20kg的含碳化硅质材料的废料、30kg的焦炭以及20kg的硅铁工业废料混合后破碎、经球磨机共磨后机压成型，在600℃的温度条件下进行焙烧得到sic/c质均化料。
本实施例还提供一种炮泥，其由以下步骤制得：
将粒径为1～3mm的sic/c质均化料细粉、粒径为3～200目的sic/c质均化料颗粒以及煤焦油加入到混碾机中，加温至50℃后进行混合、碾压，然后通过挤泥机挤出成型得到炮泥。
实施例6
本实施例提供一种sic/c质均化料，其由以下步骤制得:
将20kg的煤矸石、40kg的含碳化硅质材料的废料、20kg的焦炭以及20kg的硅铁工业废料混合后破碎、经球磨机共磨后机压成型，在900℃的温度条件下进行焙烧得到sic/c质均化料。
本实施例还提供一种炮泥，其由以下步骤制得：
将粒径为0.5～3mm的sic/c质均化料细粉、粒径为1～320目的sic/c质均化料颗粒以及煤焦油加入到混碾机中，加温至60℃后进行混合、碾压，然后通过挤泥机挤出成型得到炮泥。
实施例7
本实施例提供一种sic/c质均化料，其由以下步骤制得:
将35kg的煤矸石、35kg的含碳化硅质材料的废料、15kg的焦炭以及10kg的硅铁工业废料混合后破碎、经球磨机共磨后机压成型，在1200℃的温度条件下进行焙烧得到sic/c质均化料。
本实施例还提供一种炮泥，其由以下步骤制得：
将粒径为1～2.5mm的sic/c质均化料细粉、粒径为4～200目的sic/c质均化料颗粒以及煤焦油加入到混碾机中，加温至50℃后进行混合、碾压，然后通过挤泥机挤出成型得到炮泥。
以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
1.一种sic/c质均化料，其特征在于，其由原料焙烧而成，所述原料包括：氧化铝、二氧化硅、碳化硅、焦炭、硅粉以及铁粉，且所述sic/c质均化料包括莫来石相、石墨、碳化硅晶须和部分的所述焦炭。
2.根据权利要求1所述的sic/c质均化料，其特征在于，所述氧化铝和所述二氧化硅均由煤矸石和/或粉煤灰提供。
3.一种如权利要求1～2任一项所述的sic/c质均化料的制备方法，其特征在于，包括：将所述原料在600～1500℃的温度条件下焙烧。
4.根据权利要求3所述的sic/c质均化料的制备方法，其特征在于，将所述原料焙烧前，先对所述原料进行球磨均化处理。
5.一种炮泥，其特征在于，所述炮泥的原料包括权利要求1～2任一项所述的sic/c质均化料。
6.根据权利要求5所述的炮泥，其特征在于，所述sic/c质均化料包括第一粒径范围和第二粒径范围的所述sic/c质均化料；
所述第一粒径范围为小于3mm，可选地，所述第一粒径范围为0.2～3mm；
所述第二粒径范围为1～320目，可选地，所述第二粒径范围为2～180目。
7.一种炮泥的制备方法，其特征在于，包括：将权利要求1或2所述的sic/c质均化料与耐火骨料和结合剂的混合料在40～70℃的温度条件下混合，挤泥成型。
技术总结