CN100999769A

CN100999769A - 一种高炉风管及其制备方法

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Publication number: CN100999769A
Application number: CNA2006100456556A
Authority: CN
Inventors: 于淑娟; 杨大正; 徐大勇; 孙永芳; 黄晓煜; 阎强; 朱建伟
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2006-01-11
Filing date: 2006-01-11
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2026-01-11
Also published as: CN100516237C

Abstract

本发明提供了一种高炉风管及其制备方法。风管由金属外壳和内衬组成，其内衬的原料配比(重量百分比)为：高炉矿渣30％～50％、铬氧化物30％～60％、其余为Al或Mg金属，外加占以上总料重5％～10％的结合剂。其制备方法为：首先制备高炉送风管道模芯，并使模芯与管道内壁形成腔体，然后将混合好的物料捣入腔体形成捣打内衬，取出模芯，捣打内衬经烘干点燃，自蔓延烧结。本发明比传统浇注耐火材料具有较高的强度，耐热风冲刷和侵蚀，自蔓延烧结的内衬气孔率较高，导热系数较小，有效减少热风温降，减少高炉能耗，避免风管道局部或整体被烧红，同时还有效利用了高炉渣，提高了高炉渣的附加值。

Description

一种高炉风管及其制备方法

技术领域

本发明涉及钢铁企业中的一种高炉风管及其制备方法，特别是涉及以高炉渣为原料，用自蔓延方法制备高炉风管。

背景技术

目前高炉热风管线长，散热面积大，因支管内衬耐火材料脱落而使管壳发红，散热更为严重。据统计管壳散热损失占总热能损失的2％以上，热风温度在此阶段下降40℃～80℃，热风温度每提高100℃对应降低20kg焦比，可见防止支管内衬耐火材料脱落，提高热风管线保温隔热效果，对提高入炉风温，降低高炉能耗具有重要意义。[华东冶金学院学报1997年7月，14卷第3期]

目前普遍使用的粘土质捣打料，高铝质、刚玉质浇注料高炉送风管道内衬，由于焙烧温度低，难以形成具有较高强度的烧结体，因此在使用过程中不耐热风冲刷和侵蚀，内衬导热系数较大，造成风管外皮被烧红，同时造成热风温度降低，能耗增大。

尽管一些钢铁厂在直吹管的结构和内衬材料的研究方面做了许多工作，收到一定的有益效果，但是还存在许多不足。

英国钢铁公司的Teesside厂用多孔耐火材料做直吹管，其表面温度由原来的400℃，降至200℃～250℃。攀钢用单层耐火材料内衬直吹管，其表面温度为300℃～400℃，1994年用研制的保温直吹管实验表明其表面温度比普通直吹管表面温度降低60℃，实际入炉风温提高7℃。其配方中用了高铝水泥、高铝细粉、漂珠、高炉矿渣、蛭石等原料。配入蛭石后其强度有下降的趋势。该浇注料采用合理粒度级配的烧结矾土、镁砂作原料，硅微粉作外加剂和结合剂，经机械搅拌成干状均匀集料，使用时加水搅拌，采用浇注振捣成型，经干燥处理后投入使用。[四川冶金1998年第一期]。

公开号为CN1417351的专利文献公开的“高炉送风管道(鹅颈管、弯管、直吹管)用耐火浇注料”，该浇注料同样采用合理粒度级配的烧结矾土、镁砂作原料，硅微粉作外加剂和结合剂，经机械搅拌成干状均匀集料，使用时加水搅拌，采用浇注振捣成型，经干燥处理后投入使用。解决了目前高炉送风管道内衬普遍使用的粘土质捣打料，高铝质、刚玉质浇注料热稳定性差，强度低，不耐高温气流冲刷易产生裂纹导致风管发红的技术难题。但没有有效解决风管内衬导热系数大的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高炉风管及其制备方法，在解决传统方法制备的高炉风管所存在的不耐热风冲刷、侵蚀，热稳定性差，强度低问题的基础上，进一步有效降低风管的导热系数，减少热风温降。同时还有效地利用高炉渣。

本发明所采用的技术方案如下：

本发明的高炉风管由金属外壳和内衬组成，内衬的原料配比(重量百分比)为：高炉矿渣30％～50％、铬氧化物30％～60％、其余为Al或Mg金属，外加占以上总料重5％～10％的结合剂。

本发明所述的高炉矿渣主要成分为CaO：30％～45％、SiO₂：30％～40％、Al₂O₃：10％～20％，其余为少量的MgO、Fe₂O₃、TiO₂。

一种高炉风管的制备方法，首先制备高炉风管(鹅颈管、弯管、直吹管)模芯，并使模芯与金属外壳内壁形成腔体，然后将混合好的物料捣入腔体形成捣打内衬，取出模芯，捣打内衬经烘干点燃，自蔓延烧结。

其中混合物料的配比为高炉矿渣30％～50％、铬氧化物30％～60％、其余为Al或Mg金属，外加占以上总料重5％～10％的结合剂。高炉矿渣为平均粒度小于0.105mm的粉末；铬氧化物为Cr₂O₃、CrO₃，是纯度大于99％的工业级粉末，平均粒度小于0.210mm；Al或Mg金属粉末的纯度大于98％，平均粒度小于0.105mm；结合剂是比重为1.55～1.58的磷酸二氢铝溶液。

通过采用上述技术方案，本发明具有如下一些技术效果：

A、因送风管道(鹅颈管、弯管、直吹管)捣打内衬经自蔓延高温烧结，所以比传统浇注耐火材料具有较高的热稳定性并耐热风冲刷和侵蚀。

B、因捣打并经自蔓延烧结的内衬气孔率较高，导热系数较小，有效减少热风温降，减少高炉能耗，避免风管道局部或整体被烧红。

如用上述方法制备的内衬性能指标达到显气孔率55％，常温耐压强度12MPa，耐火度大于1750℃，暂态法测得的导热系数0.68W·m/℃。而传统浇注料内衬的显气孔率30％，常温耐压强度20MPa，耐火度大于1700℃，导热系数为1.24W·m/℃。其它条件相同情况下，用本方法制备的内衬弯管外表面的平均温度由原来的323℃降至216℃，降幅达107℃。

C、有效利用了高炉渣，并显著提高高炉渣的附加值，为高炉渣用于保温隔热领域提出了新路线。

具体实施方式

实施例1：

本发明由下述原料制备：高炉矿渣细粉(主要成分的重量百分比为CaO：39.76％、SiO₂：35.08％、Al₂O₃：14.04％、MgO：8.02％、Fe₂O₃：1.50％、TiO₂：1.60％)、工业CrO₃、工业Cr₂O₃粉末、纯度大于98％的Al粉和Mg粉、比重为1.55的磷酸二氢铝溶液。

本发明的制备方法如下：

A、根据送风管道(鹅颈管、弯管、直吹管)形状和尺寸，制备模芯。

B、将工业CrO₃、Cr₂O₃过筛得到小于0.210mm的粉末，再将平均粒度都小于0.105mm的高炉矿渣、Al和Mg按高炉矿渣∶Al粉∶Mg粉∶CrO₃+Cr₂O₃＝30∶7.3∶9.2∶53.5的重量比例配料，筛混均匀。

C、将上述B步骤所得的混合物外加10％的比重为1.55的磷酸二氢铝溶液，掺和均匀。

D、将上述C步骤所得的混合物捣入步骤A的模芯与管道内壁形成腔体，形成管道内衬经150℃烘干2小时。

E、将上述D步骤所得的管道内衬用通电的钨加热子点燃，约几十秒钟捣打内衬经自蔓延烧结。

实施例2：

本发明由下述原料制备：高炉矿渣细粉(主要成分的重量百分比为CaO：37.06％、SiO₂：38.76％、Al₂O₃：14.09％、MgO：7.05％、Fe₂O₃：1.46％、TiO₂：1.58％)、工业CrO₃、纯度大于98％的Al粉、比重为1.58的磷酸二氢铝溶液。

本发明的制备方法如下：

B、将工业CrO₃过筛得到小于0.210mm的粉末，再将平均粒度都小于0.105mm的高炉矿渣、Al按高炉矿渣∶Al粉∶CrO₃＝50∶8∶42的重量比例配料，筛混均匀。

C、将上述B步骤所得的混合物外加5％的比重为1.58的磷酸二氢铝溶液，掺和均匀。

D、将上述C步骤所得的混合物捣入步骤A的模芯与管道内壁形成腔体，形成管道内衬经120℃烘干3小时。

E、将上述D步骤所得的管道内衬用通电的钼加热子点燃，约几十秒钟捣打内衬经自蔓延烧结。

Claims

1.一种高炉风管，由金属外壳和内衬组成，其特征在于：组成内衬的原料配比(重量百分比)为：高炉矿渣30％～50％、铬氧化物30％～60％、其余为Al或Mg金属，外加占以上总料重5％～10％的结合剂。

2.根据权利要求1所述的高炉风管，其特征在于：高炉矿渣的主要成分为CaO：30％～45％、SiO₂：30％～40％、Al₂O₃：10％～20％，其余为少量的MgO、Fe₂O₃、TiO₂。

3.一种用于权利要求1所述高炉风管的制备方法，其特征在于：首先制备高炉风管模芯，并使模芯与金属外壳内壁形成腔体，然后将混合好的物料捣入腔体形成捣打内衬，取出模芯，捣打内衬经烘干点燃，自蔓延烧结。

4.根据权利要求3所述高炉风管的制备方法，其特征在于：混合物料的配比为高炉矿渣30％～50％、铬氧化物30％～60％、其余为Al或Mg金属，外加占以上总料重5％～10％的结合剂。

5.根据权利要求4所述的高炉风管的制备方法，其特征在于：高炉矿渣为平均粒度小于0.105mm的粉末；铬氧化物为Cr₂O₃、CrO₃，是纯度大于99％的工业级粉末，平均粒度小于0.210mm；Al或Mg金属粉末的纯度大于98％，平均粒度小于0.105mm；结合剂是比重为1.55～1.58的磷酸二氢铝溶液。

6.根据权利要求3所述高炉风管的制备方法，其特征在于：捣打内衬经120℃～150℃烘干2～3小时。