用於出鐵溝分區的複合碳纖維增強澆注料及其製備方法與流程
2023-10-22 13:59:52 3
本發明涉及用於高爐煉鐵的耐火材料領域，具體地指一種用於出鐵溝分區的複合碳纖維增強澆注料及其製備方法。
背景技術：
高爐出鐵溝是高爐出鐵過程中引導高溫鐵水和熔渣流動的通道，因而，高爐出鐵溝內襯在實際生產過程中與高溫鐵水、熔渣直接接觸，承受流動鐵水和熔渣的衝刷、磨損、化學侵蝕以及頻繁交替出鐵引起的急冷急熱，導致鐵水和熔渣對耐火材料表層的衝刷磨損、侵蝕熔損、應力裂紋、滲透和結構破損。因此，對高爐出鐵溝用耐火材料的高溫力學強度、耐化學侵蝕性和熱震穩定性提出了嚴格的技術要求。
隨著高爐冶煉技術的不斷發展，高爐向大型化、高效化、自動化和長壽命方向發展，單次出鐵量與出鐵流速增大、出鐵時間延長，出鐵溫度上升，導致鐵溝使用工況條件不斷惡化，加劇了出鐵溝耐火材料的損毀進程及其長壽化的難度。為此，國內學者在高爐出鐵溝用al2o3～sic～c質澆注料的性能改進方面做了大量的工作，並大力地推進了我國高爐鐵溝長壽化的技術進步，如：「一種al2o3～sic～c質鐵溝澆注料及其製備方法」(cn103011868a)專利技術公開了一種添加催化劑的鐵溝澆注料的製備方法，此方法利用高溫下催化劑的作用原位生成碳晶須從而提高鐵溝料的高溫使用性能，碳晶須具有強度和彈性模量高、耐高溫、耐腐蝕等優點，能夠提高鐵溝澆注料的使用性能以及延長使用壽命，但其主要缺陷在於碳晶須的生成量有限，催化劑的價格昂貴，不利於實現工業化生產。「一種含碳纖維的高爐出鐵溝用澆注料及其製備方法」(cn104072177a)公開了一種碳纖維添加量為0.2～0.6wt％的鐵溝澆注料及其製備方法，主要碳源仍為球狀瀝青，其中，碳纖維是經纖維開纖工藝製成碳纖維單絲，再在惰性氣氛下進行tio2溶膠浸漬改性；因而，澆注料製備工藝複雜，也未提供碳纖維均勻分散的具體方法。「改良的高爐出鐵溝用耐火澆注料」(cn1260372c)公開了一種主骨料由緻密電熔剛玉、燒結板狀剛玉和電熔棕剛玉構成的鐵溝澆注料，通過三種剛玉的互補協調作用，改善澆注料熱震穩定性，減少澆注料熱震裂紋與剝落破損，但對其他組分公開不充分，也未充分公開其他性能指標情況，不利於技術的大規模推廣。
由中大型高爐出鐵過程可知，鐵水與爐渣從出鐵口一同排入儲鐵式主溝，經過主溝敝渣器實現渣鐵分離，此後，鐵水再經過支溝流入鐵水罐，熔渣經過渣溝進入衝渣裝置，因而，高爐鐵溝包括主溝和支溝，其中，儲鐵式主溝耐火材料襯以鐵水線為分界線，鐵水線以下的耐火材料襯與鐵水接觸，而鐵水線以上則與高爐熔渣或大氣接觸，由此可見，兩個區域的耐火材料襯的工況條件差異較大、損毀機理不同，因而對耐火材料的使用性能要求也應不同。根據相關資料與專利報導，目前高爐出鐵溝耐火材料襯普遍整體採用al2o3～sic～c質澆注料，未能按照不同區域進行區分，導致出鐵溝鐵水線上下區域的耐火材料襯破損狀況顯著差異，尤其是鐵水線以上的渣線部位，熔渣侵蝕、熱震龜裂、裂紋滲透破損尤為嚴重，往往因渣線損毀嚴重而終止使用，嚴重製約了鐵溝綜合使用性能的發揮，縮短了鐵溝的使用壽命，造成耐火材料消耗成本虛高；此外，目前高爐出鐵溝普遍採用的al2o3～sic～c質澆注料，主要原料為高純度剛玉，主要碳源是球狀瀝青，且最大粒度達1mm；雖然這些主要原材料為澆注料提供了優良的高溫性能與抗侵蝕性能，但高純度剛玉質材料價格高，不利於澆注料的低成本化，也不利於澆注料使用工況條件下的陶瓷結合的形成與熱震穩定性的改善；同時，球狀瀝青在烘烤過程中會釋放有毒煙霧，形成黃煙，造成環境汙染；熱裂解後的殘碳含量低、抗氧化性能較差、殘留孔洞大，並且，在澆注料烘烤過程中，球狀瀝青軟化滲透，造成澆注料通孔堵塞、烘烤水蒸汽排出困難，易產生澆注體爆裂，不利於鐵溝的長壽化。由此可見，根據鐵溝不同區域使用工況條件，開發不同類別的鐵溝澆注料，以滿足鐵溝不同區域的使用性能要求，是延長鐵溝整體使用壽命、降低耐火材料消耗成本、改善操作環境的重要手段。
技術實現要素：
本發明針對現有技術存在的缺陷，提供了一種用於出鐵溝分區的複合碳纖維增強澆注料及其製備方法，其具有原材料來源廣泛、成本低廉、高溫力學強度大、耐化學侵蝕性能優、熱震穩定性好和使用壽命長等特點。
為實現上述目的，本發明提供的一種用於出鐵溝分區的複合碳纖維增強澆注料，它包括鐵線澆注料和渣線澆注料，所述鐵線澆注料為澆築於鐵水線以下高爐出鐵溝的主溝內襯和支溝內襯；所述渣線澆注料為澆築於鐵水線以上高爐出鐵溝的主溝內襯；
所述鐵線澆注料由鐵線澆注料主料和外加劑組成；其中，
所述鐵線澆注料主料的原料按重量百分比計由22～27％的特級高鋁熟料、22～27％的二級棕剛玉、15～20％的一級棕剛玉、15～20％的碳化矽、2～5％的氧化矽微粉、5～10％的α-al2o3微粉和4～6％的純鋁酸鈣水泥組成；
所述渣線澆注料由渣線澆注料主料和外加劑組成；其中，所述渣線澆注料主料由28～38％的一級棕剛玉、22～27％的緻密電熔剛玉、23～27％的碳化矽、2～5％的氧化矽微粉、5～10％的α-al2o3微粉和4～6％的純鋁酸鈣水泥組成。
進一步地，所述外加劑由長短切碳纖維、碳纖維粉、金屬矽粉、球狀瀝青、聚丙烯纖維、羧甲基纖維素粉、有機矽消泡劑粉、三聚磷酸鈉和減水劑fs20組成，其中，鐵線澆注料主料/渣線澆注料主料與外加劑各組分的重量比依次為100份的鐵線澆注料主料/渣線澆注料主料∶0.15～0.5份長短切碳纖維∶0.3～1.5份的碳纖維粉∶2～3.5份的金屬矽粉∶0～2份的球狀瀝青∶0.1～0.2％的聚丙烯纖維∶0.01～0.03份的羧甲基纖維素粉∶0.01～0.05份的有機矽消泡劑粉∶0.1～0.2份的三聚磷酸鈉∶0.05～0.15份的減水劑fs20。
再進一步地，所述鐵線澆注料主料中，特級高鋁熟料中al2o3含量≥88％，
特級高鋁熟料按粒度大小分為5mm＜粒度≤8mm、3mm＜粒度≤5mm和1mm≤粒度≤3mm三個級配；三個級配的特級高鋁熟料佔鐵線澆注料主料總重量的百分數分別為13～17％、3～7％和3～7％。
再進一步地，所述鐵線澆注料主料中，二級棕剛玉中al2o3含量≥90％，二級棕剛玉按粒度大小分為5mm＜粒度≤8mm、3mm＜粒度≤5mm和1mm≤粒度≤3mm三個級配；三個級配的二級棕剛玉佔鐵線澆注料主料總重量的百分數分別為8～12％、3～7％和6～10％。
再進一步地，所述鐵線澆注料主料中，一級棕剛玉中al2o3含量≥95％，一級棕剛玉按粒度大小分為0.15mm＜粒度≤1mm和粒度為325目兩個級配；兩個級配的一級棕剛玉佔鐵線澆注料主料總重量的百分數分別為8～12％和5～8％。
再進一步地，所述渣線澆注料主料中，一級棕剛玉中al2o3含量≥95％，一級棕剛玉按粒度大小分為5mm＜粒度≤8mm和3mm≤粒度≤5mm兩個級配；兩個級配的一級棕剛玉佔渣線澆注料主料總重量的百分數分別為20～25％和8～15％。
再進一步地，所述渣線澆注料主料中，緻密電熔剛玉中al2o3含量≥98.6％；
緻密電熔剛玉按粒度大小分為1mm＜粒度≤3mm、0.15mm＜粒度≤1mm和粒度為325目三個級配；三個級配的緻密電熔剛玉佔渣線澆注料主料總重量的百分數分別為5～10％、8～12％和5～8％。
再進一步地，所述碳化矽中sic含量≥97wt％；所述鐵線澆注料主料中，碳化矽按粒度大小分為0.15mm＜粒度≤1mm和粒度為325目兩個級配；兩個級配的碳化矽佔鐵線澆注料主料總重量的百分數分別為8～12％和5～10％；
所述渣線澆注料主料中，碳化矽按粒度大小分為1mm＜粒度≤3mm、0.15mm＜粒度≤1mm和粒度為325目三個級配；三個級配的碳化矽佔渣線澆注料主料總重量的百分數分別為5～10％、8～12％和6～12％。
再進一步地，所述長短切碳纖維的長度為1～3mm、直徑為5～10μm；其中，長短切碳纖維中c含量≥95％；
所述碳纖維粉的粒度為50目，碳纖維粉的纖維直徑為5～10μm，其中，碳纖維粉中c含量≥95％；
所述金屬矽粉的粒度為180目；
所述球狀瀝青的c含量≥50wt％，球狀瀝青的粒度為0.10～0.42mm。
本發明還提供了一種上述用於出鐵溝分區的複合碳纖維增強澆注料的製備方法，所述製備方法包括兩大步，分別為鐵線澆注料的製備和渣線澆注料的製備；具體步驟如下：
1)鐵線澆注料的製備，包括以下步驟：
a.按鐵線澆注料主料的原料重量百分數比稱取特級高鋁熟料、二級棕剛玉、一級棕剛玉、碳化矽、氧化矽微粉、α-al2o3微粉和純鋁酸鈣水泥；
b.向外加劑中加入氧化矽微粉、α-al2o3微粉、純鋁酸鈣水泥，分撒加入到旋轉攪拌機平底容器內，用攪拌耙旋轉攪拌混合20～30分鐘，停止混合，得到第一混合物；
c.向第一混合物中特級高鋁熟料、二級棕剛玉、一級棕剛玉和碳化矽；繼續用攪拌耙旋轉攪拌混合，混合均勻後，即得到鐵線澆注料，並包裝入庫分類存放；
2)渣線澆注料的製備，包括以下步驟：
a.按渣線澆注料主料的原料重量百分數比稱取一級棕剛玉、緻密電熔剛玉、碳化矽、氧化矽微粉、α-al2o3微粉和純鋁酸鈣水泥；
b.向外加劑中加入氧化矽微粉、α-al2o3微粉、純鋁酸鈣水泥，分撒加入到旋轉攪拌機平底容器內，用攪拌耙旋轉攪拌混合20～30分鐘，停止混合，得到第二混合物；
c.向第二混合物中一級棕剛玉、緻密電熔剛玉和碳化矽；繼續用攪拌耙旋轉攪拌混合，混合均勻後，即得到渣線澆注料，並包裝入庫分類存放。
本發明的有益效果在於：
基於高爐出鐵溝耐火材料襯高溫侵蝕、熱震裂紋、熔渣與鐵水滲透、機械衝刷等損毀因素，針對現有al2o3-sic-c質鐵溝澆注料未能按照高爐鐵溝分區耐火材料襯損毀機理不同進行分類以及球狀瀝青、高純度剛玉使用帶來的不足，發明了以al2o3含量不同的原材料復配、碳纖維和小顆粒球狀瀝青複合碳源為特徵的鐵線澆注料或渣線澆注料，實現出鐵溝分區用複合碳纖維增強鐵溝澆注料的分類，達到充分發揮各種原材料性能、鐵溝分區耐火材料襯使用功能匹配、降低鐵溝耐火材料消耗與環境汙染、延長鐵溝使用壽命的綜合效果。
基於鐵溝分區耐火材料襯的使用性能要求，通過al2o3含量不同的原材料的復配，充分發揮各種原材料的特點，協調原材料之間的性能差異，改善澆注料的高溫性能與熱震穩定性能，滿足鐵溝不同區域的使用功能要求。通過碳化矽原材料的多級配加，改善澆注料的整體抗侵蝕性能與熱震穩定性能。通過碳纖維和小顆粒球狀瀝青為複合碳源，大幅度降低球狀瀝青加入量，並通過控制球狀瀝青粒度為0.10～0.42mm，避免大量大顆粒球狀瀝青烘烤軟化與高溫熱裂解所帶來的不足，提高澆注料中碳含量保持率和澆注料中碳素材料分布均勻性，改善澆注料抗渣浸潤與侵蝕性能；通過短切碳纖維與碳纖維粉的複合添加，耦合不同長徑比短切碳纖維與碳纖維粉的拉拔增強增韌機制，提高澆注料高溫力學性能與熱震穩定性能，改善澆注料抗鐵水與熔渣的滲透性能，防止澆注料的熱震剝落與結構剝落。通過澆注料中聚丙烯纖維的使用，提高澆注料烘烤過程的防爆裂性能，防止少量球狀瀝青烘烤軟化帶來的不足。通過添加劑中金屬矽粉的加入，防止碳纖維的高溫氧化燒蝕。通過三聚磷酸鈉、減水劑fs20的使用，減少澆注料加水量，提高澆注料流動性能、施工性能與澆注密實性能。通過羧甲基纖維素粉與有機矽消泡劑的複合添加，改善短切碳纖維與碳纖維粉的浸潤性與分散性，克服碳纖維水浸潤困難的不足，避免澆注料加水攪拌過程中氣泡的形成，防止碳纖維上浮、偏析、分層等，改善澆注料流動性，強化碳纖維與澆注料基體間的結合緊密性及其增強增韌效應，提高澆注密實度與力學強度。通過鐵線澆注料和渣線澆注料的原材料與組分配比的優化，達到鐵溝分區耐火材料襯使用功能匹配，改善鐵溝澆注料襯的綜合使用性能，降低耐火材料消耗成本與環境汙染、提高鐵溝綜合使用性能、延長鐵溝使用壽命等綜合目的。
具體實施方式
為了更好地解釋本發明，以下結合具體實施例進一步闡明本發明的主要內容，但本發明的內容不僅僅局限於以下實施例。
原料的購買
長短切碳纖維和碳纖維粉購於滄州中麗新材料科技有限公司；其中，
長短切碳纖維的長度為1～3mm、直徑為5～10μm；其中，長短切碳纖維中c含量≥95％；
碳纖維粉的粒度為50目，碳纖維粉的纖維直徑為5～10μm，其中，碳纖維粉中c含量≥95％；
其它原料均購於市面，
特級高鋁熟料中al2o3含量≥88％，二級棕剛玉中al2o3含量≥90％，一級棕剛玉中al2o3含量≥95％，緻密電熔剛玉中al2o3含量≥98.6％，金屬矽粉的粒度為180目，
碳化矽中sic含量≥97wt％；球狀瀝青中c含量≥50wt％，球狀瀝青的粒度為0.10～0.42mm。
實施例1
用於出鐵溝分區的複合碳纖維增強澆注料1的製備方法，所述製備方法包括兩大步，分別為鐵線澆注料1的製備和渣線澆注料1的製備；具體步驟如下：
1)鐵線澆注料1的製備(鐵線澆注料1的重量為105.04kg)，包括以下步驟：
a.稱取0.2kg的長短切碳纖維、1kg的碳纖維粉、2.5kg的金屬矽粉、0.5kg的球狀瀝青、0.1kg的聚丙烯纖維、0.02kg的羧甲基纖維素粉、0.02kg的有機矽消泡劑粉、0.1kg的三聚磷酸鈉和0.1kg的減水劑fs20；混合均勻、得到第一外加劑；
b.稱取25kg的特級高鋁熟料、25kg的二級棕剛玉、16kg的一級棕剛玉、18kg的碳化矽、3kg的氧化矽微粉、8kg的α-al2o3微粉和5kg的純鋁酸鈣水泥；
其中，特級高鋁熟料按粒度大小分為5mm＜粒度≤8mm、3mm＜粒度≤5mm和1mm≤粒度≤3mm三個級配；三個級配的特級高鋁熟料的重量分別為15kg、5kg和5kg；
二級棕剛玉按粒度大小分為5mm＜粒度≤8mm、3mm＜粒度≤5mm和1mm≤粒度≤3mm三個級配；三個級配的二級棕剛玉的重量分別為10kg、6kg和9kg；
一級棕剛玉按粒度大小分為0.15mm＜粒度≤1mm和粒度為325目兩個級配；兩個級配的一級棕剛玉的重量分別為10kg和6kg；
碳化矽按粒度大小分為0.15mm＜粒度≤1mm和粒度為325目兩個級配；兩個級配的碳化矽的重量分別為10kg和8kg；
c.向第一外加劑中加入氧化矽微粉、α-al2o3微粉、純鋁酸鈣水泥，分撒加入到旋轉攪拌機平底容器內，用攪拌耙旋轉攪拌混合20～30分鐘，停止混合，得到第一混合物；
d.向第一混合物中特級高鋁熟料、二級棕剛玉、一級棕剛玉和碳化矽；繼續用攪拌耙旋轉攪拌混合，混合均勻後，即得到鐵線澆注料1，並包裝入庫分類存放；
2)渣線澆注料1的製備(105.06kg)，包括以下步驟：
a.稱取0.2kg的長短切碳纖維、1.4kg的碳纖維粉、3kg的金屬矽粉、0.1kg的聚丙烯纖維、0.03kg的羧甲基纖維素粉、0.03kg的有機矽消泡劑粉、0.15kg的三聚磷酸鈉和0.15kg的減水劑fs20，混合均勻、得到第二外加劑；
b.稱取35kg的一級棕剛玉、24kg的緻密電熔剛玉、25kg的碳化矽、3kg的氧化矽微粉、8kg的α-al2o3微粉和5kg的純鋁酸鈣水泥；
其中，一級棕剛玉按粒度大小分為5mm＜粒度≤8mm和3mm≤粒度≤5mm兩個級配；兩個級配的一級棕剛玉的重量分別為22kg和13kg。
緻密電熔剛玉按粒度大小分為1mm＜粒度≤3mm、0.15mm＜粒度≤1mm和粒度為325目三個級配；三個級配的緻密電熔剛玉的重量分別為8kg、10kg和6kg。
碳化矽按粒度大小分為1mm＜粒度≤3mm、0.15mm＜粒度≤1mm和粒度為325目三個級配；三個級配的碳化矽的重量分別為7kg、10kg和8kg；
c.向第二外加劑中加入氧化矽微粉、α-al2o3微粉、純鋁酸鈣水泥，分撒加入到旋轉攪拌機平底容器內，用攪拌耙旋轉攪拌混合20～30分鐘，停止混合，得到第二混合物；
c.向第二混合物中一級棕剛玉、緻密電熔剛玉和碳化矽；繼續用攪拌耙旋轉攪拌混合，混合均勻後，即得到渣線澆注料1，並包裝入庫分類存放。
與常規鐵溝澆注料相比，1450℃水冷次數提高4次，110℃×24h與1100℃×3h、1450℃×3h熱處理後抗折強度分別提高30～50％、20～30％和30～40％
實施例2
用於出鐵溝分區的複合碳纖維增強澆注料2的製備方法，所述製備方法包括兩大步，分別為鐵線澆注料2的製備和渣線澆注料2的製備；具體步驟如下：
1)鐵線澆注料2的製備(鐵線澆注料2的重量為105.48kg)，包括以下步驟：
a.稱取0.3kg的長短切碳纖維、0.3kg的碳纖維粉、2.5kg的金屬矽粉、2kg的球狀瀝青、0.15kg的聚丙烯纖維、0.015kg的羧甲基纖維素粉、0.015kg的有機矽消泡劑粉、0.15kg的三聚磷酸鈉和0.05kg的減水劑fs20；混合均勻、得到第一外加劑；
b.稱取25kg的特級高鋁熟料、25kg的二級棕剛玉、16kg的一級棕剛玉、18kg的碳化矽、3kg的氧化矽微粉、8kg的α-al2o3微粉和5kg的純鋁酸鈣水泥；
其中，特級高鋁熟料按粒度大小分為5mm＜粒度≤8mm、3mm＜粒度≤5mm和1mm≤粒度≤3mm三個級配；三個級配的特級高鋁熟料的重量分別為15kg、5kg和5kg；
二級棕剛玉按粒度大小分為5mm＜粒度≤8mm、3mm＜粒度≤5mm和1mm≤粒度≤3mm三個級配；三個級配的二級棕剛玉的重量分別為10kg、6kg和9kg；
一級棕剛玉按粒度大小分為0.15mm＜粒度≤1mm和粒度為325目兩個級配；兩個級配的一級棕剛玉的重量分別為10kg和6kg；
碳化矽按粒度大小分為0.15mm＜粒度≤1mm和粒度為325目兩個級配；兩個級配的碳化矽的重量分別為10kg和8kg；
c.向第一外加劑中加入氧化矽微粉、α-al2o3微粉、純鋁酸鈣水泥，分撒加入到旋轉攪拌機平底容器內，用攪拌耙旋轉攪拌混合20～30分鐘，停止混合，得到第一混合物；
d.向第一混合物中特級高鋁熟料、二級棕剛玉、一級棕剛玉和碳化矽；繼續用攪拌耙旋轉攪拌混合，混合均勻後，即得到鐵線澆注料2，並包裝入庫分類存放；
2)渣線澆注料2的製備(103.74kg)，包括以下步驟：
a.稱取0.4kg的長短切碳纖維、0.4kg的碳纖維粉、2kg的金屬矽粉、0.5kg的球狀瀝青、0.15kg的聚丙烯纖維、0.02kg的羧甲基纖維素粉、0.02kg的有機矽消泡劑粉、0.1kg的三聚磷酸鈉和0.15kg的減水劑fs20，混合均勻、得到第二外加劑；
b.稱取35kg的一級棕剛玉、24kg的緻密電熔剛玉、25kg的碳化矽、3kg的氧化矽微粉、8kg的α-al2o3微粉和5kg的純鋁酸鈣水泥；
其中，一級棕剛玉按粒度大小分為5mm＜粒度≤8mm和3mm≤粒度≤5mm兩個級配；兩個級配的一級棕剛玉的重量分別為22kg和13kg。
緻密電熔剛玉按粒度大小分為1mm＜粒度≤3mm、0.15mm＜粒度≤1mm和粒度為325目三個級配；三個級配的緻密電熔剛玉的重量分別為8kg、10kg和6kg。
碳化矽按粒度大小分為1mm＜粒度≤3mm、0.15mm＜粒度≤1mm和粒度為325目三個級配；三個級配的碳化矽的重量分別為7kg、10kg和8kg；
c.向第二外加劑中加入氧化矽微粉、α-al2o3微粉、純鋁酸鈣水泥，分撒加入到旋轉攪拌機平底容器內，用攪拌耙旋轉攪拌混合20～30分鐘，停止混合，得到第二混合物；
c.向第二混合物中一級棕剛玉、緻密電熔剛玉和碳化矽；繼續用攪拌耙旋轉攪拌混合，混合均勻後，即得到渣線澆注料2，並包裝入庫分類存放。
與常規鐵溝澆注料相比，1450℃水冷次數提高4次，110℃×24h與1100℃×3h、1450℃×3h熱處理後抗折強度分別提高30～50％、20～30％和30～40％
實施例3
用於出鐵溝分區的複合碳纖維增強澆注料3的製備方法，所述製備方法包括兩大步，分別為鐵線澆注料3的製備和渣線澆注料3的製備；具體步驟如下：
1)鐵線澆注料3的製備(鐵線澆注料3的重量為105.04kg)，包括以下步驟：
a.稱取0.2kg的長短切碳纖維、1kg的碳纖維粉、2.5kg的金屬矽粉、0.5kg的球狀瀝青、0.1kg的聚丙烯纖維、0.02kg的羧甲基纖維素粉、0.02kg的有機矽消泡劑粉、0.1kg的三聚磷酸鈉和0.1kg的減水劑fs20；混合均勻、得到第一外加劑；
b.稱取26kg的特級高鋁熟料、23kg的二級棕剛玉、18kg的一級棕剛玉、16kg的碳化矽、2kg的氧化矽微粉、9kg的α-al2o3微粉和5.5kg的純鋁酸鈣水泥；
其中，特級高鋁熟料按粒度大小分為5mm＜粒度≤8mm、3mm＜粒度≤5mm和1mm≤粒度≤3mm三個級配；三個級配的特級高鋁熟料的重量分別為14kg、6kg和6kg；
二級棕剛玉按粒度大小分為5mm＜粒度≤8mm、3mm＜粒度≤5mm和1mm≤粒度≤3mm三個級配；三個級配的二級棕剛玉的重量分別為10.5kg、5kg和7.5kg；
一級棕剛玉按粒度大小分為0.15mm＜粒度≤1mm和粒度為325目兩個級配；兩個級配的一級棕剛玉的重量分別為11kg和7kg；
碳化矽按粒度大小分為0.15mm＜粒度≤1mm和粒度為325目兩個級配；兩個級配的碳化矽的重量分別為9kg和7kg；
c.向第一外加劑中加入氧化矽微粉、α-al2o3微粉、純鋁酸鈣水泥，分撒加入到旋轉攪拌機平底容器內，用攪拌耙旋轉攪拌混合20～30分鐘，停止混合，得到第一混合物；
d.向第一混合物中特級高鋁熟料、二級棕剛玉、一級棕剛玉和碳化矽；繼續用攪拌耙旋轉攪拌混合，混合均勻後，即得到鐵線澆注料1，並包裝入庫分類存放；
2)渣線澆注料3的製備(105.06kg)，包括以下步驟：
a.稱取0.2kg的長短切碳纖維、1.4kg的碳纖維粉、3kg的金屬矽粉、0.1kg的聚丙烯纖維、0.03kg的羧甲基纖維素粉、0.03kg的有機矽消泡劑粉、0.15kg的三聚磷酸鈉和0.15kg的減水劑fs20，混合均勻、得到第二外加劑；
b.稱取33.5kg的一級棕剛玉、26kg的緻密電熔剛玉、26kg的碳化矽、4kg的氧化矽微粉、9kg的α-al2o3微粉和4.5kg的純鋁酸鈣水泥；
其中，一級棕剛玉按粒度大小分為5mm＜粒度≤8mm和3mm≤粒度≤5mm兩個級配；兩個級配的一級棕剛玉的重量分別為24kg和9.5kg。
緻密電熔剛玉按粒度大小分為1mm＜粒度≤3mm、0.15mm＜粒度≤1mm和粒度為325目三個級配；三個級配的緻密電熔剛玉的重量分別為9kg、11kg和6kg。
碳化矽按粒度大小分為1mm＜粒度≤3mm、0.15mm＜粒度≤1mm和粒度為325目三個級配；三個級配的碳化矽的重量分別為6kg、11kg和9kg；
c.向第二外加劑中加入氧化矽微粉、α-al2o3微粉、純鋁酸鈣水泥，分撒加入到旋轉攪拌機平底容器內，用攪拌耙旋轉攪拌混合20～30分鐘，停止混合，得到第二混合物；
c.向第二混合物中一級棕剛玉、緻密電熔剛玉和碳化矽；繼續用攪拌耙旋轉攪拌混合，混合均勻後，即得到渣線澆注料3，並包裝入庫分類存放。
與常規鐵溝澆注料相比，1450℃水冷次數提高3次，110℃×24h與1100℃×3h、1450℃×3h熱處理後抗折強度分別提高30～50％、20～30％和30～40％。
其它未詳細說明的部分均為現有技術。儘管上述實施例對本發明做出了詳盡的描述，但它僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部實施例，人們還可以根據本實施例在不經創造性前提下獲得其他實施例，這些實施例都屬於本發明保護範圍。