CN102020481A - 高炉用新型无水炮泥 - Google Patents

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袁方
陶岭
于静
李斌
戴沪宁
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Maanshan Iron and Steel Co Ltd
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Maanshan Iron and Steel Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种高炉用新型无水炮泥，它是由下列质量百分比的原料组成：矾土22-40；绢云母5-15；焦粉15-18；粘土13-15；沥青2-4；钛白粉0-1；氧化铝粉2-4；碳化硅9-12；氮化硅铁6-10；金属硅0-5。本发明无水炮泥具有较好的抗氧化性、耐冲刷性和耐侵蚀性，能够满足现代大型化高炉高强度冶炼需要。

Description

高炉用新型无水炮泥
技术领域
本发明涉及不定形耐火材料，特别是一种高炉出铁口用无水炮泥。
背景技术
无水炮泥是大型高炉用来封堵铁口的以实现多铁口轮流出铁的不定型耐火材料。随着现代高炉的大型化，长寿化，出铁时间的增长，渣铁流量增加。高炉出铁口使用条件就显得更加恶劣，高炉铁口工作状态的稳定与否，直接关系到高炉的正常生产和作业率。以前是将堵出铁口和稳定出铁作为炮泥的重要功能。但是，随着高炉的大型化和长寿化要求，必须尽量减轻出铁口周围炉底侧壁砖的局部损毁，即通过延长出铁口的深度，抑制炉内渣铁的环流，从而保护炉缸。目前炮泥反映的主要问题是出铁时间短，原因主要为：(1)抗冲刷性差，来渣后孔道扩张过快，来风早导致出铁时间短；(2)泥包不稳定、易被侵蚀，造成突然来风。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种具有较好的抗氧化性、耐冲刷性以及耐侵蚀性能满足现代大型化高炉高强度冶炼需要的高炉出铁口无水炮泥。
实现上述发明目的的技术方案是：组成无水炮泥的原料质量百分比为：矾土22-40，绢云母5-15，焦粉15-18，粘土13-15，沥青2-4，钛白粉0-1，氧化铝粉2-4，碳化硅9-12，氮化硅铁6-10，金属硅0-5。
与现有技术相比，本发明可提高无水炮泥的抗氧化、耐冲刷、耐侵蚀性能，延长了出铁时间。原因如下：
其一，本发明用矾土替代刚玉作为骨料，改善了炮泥烧结性能并降低了成本。
其二，本发明骨料的加入量及粒度突破。以往认为骨料加入量在20％以内为宜。现在将骨料加入量提高到35％。由于配料中大颗粒原料比例增大，相同马夏值的炮泥配入的结合剂量大为减少(每吨干料配入的结合剂量减少了约30％)，使炮泥致密性大为提高，同时减少了炮泥在高温下挥发份溢出，烧后致密性增大，炮泥抗冲刷性大为改善；
其三，本发明使用了氮化硅铁、金属硅、氧化铝微粉及TiO2后炮泥抗氧化、抗冲刷性能得到大幅提高。其中主要涉及到三个反应。①氮化硅铁与金属硅的反应，氮化硅铁在1100℃环境下分解出氮，在SiC耐材中，金属硅与氮发生反应，反应分两个阶段：一、小于1400℃时在金属硅颗粒上形成新的氮化硅结合；二、1400℃-1500℃氮在熔融金属硅中生成的氮化硅晶体增加，且具有更加均匀的结构和组成，并伴随一定的体积膨胀，胚体性能更好，对强化基质起到促进作用。②氮化硅铁与氧化铝反应，氮化硅铁与氧化铝反应生成Si-Al-O-N陶瓷相，抗侵蚀性更好。③TiO2与Al2O3的反应，当TiO2与Al2O3发生反应后生成Ti-Al化合物，对炮泥反应面起到很好保护作用。
附图说明
图1是实验前后无水炮泥抗折强度检测结果对比。
图2是实验前后无水炮泥耐压强度检测结果对比。
具体实施方式
以下结合实施例详述本发明。
实施例1：
其原料配比(质量％)
矾土        35
绢云母      6
焦粉        15
粘土        13
沥青        2
钛白粉      1
氧化铝粉    4
碳化硅      9
氮化硅铁    10
金属硅      5
实施例2：
其原料配比(质量％)
矾土        25
绢云母      15
焦粉        16
粘土        15
沥青        4
钛白粉      1
氧化铝粉    2
碳化硅      12
氮化硅铁    6
金属硅      4
实施例3：
其原料配比(质量％)
矾土        22
绢云母      15
焦粉        18
粘土        15
沥青        4
氧化铝粉    4
碳化硅      12
氮化硅铁    10
实施例4：
其原料配比(质量％)
矾土        40
绢云母      5
焦粉        15
粘土        13
沥青        2
钛白粉      1
氧化铝粉    4
碳化硅      9
氮化硅铁    6
金属硅      5
以上所给出的高炉出铁口用无水炮泥都是用公知的方法进行制备。以上实施例所制备的无水炮泥的冷态性能指标见表1：
表1  高炉用无水炮泥1200℃×3h埋碳冷态性能指标
Figure BSA00000406451600031
从表1可知：当原料中矾土质量百分比从20％增加到40％时，其所配制的无水炮泥性能有逐步提高然后下降的趋势；当矾土质量百分比为35％时，无水炮泥性能最好。
实施例1的配方是最优配方，现以该配方的无水炮泥与现有技术的无水炮泥做性能对比。其中，表2为实验前后出铁状况对比；图1、2为实验前后无水炮泥抗折强度与耐压强度的性能对比。从表2可知，本发明无水炮泥较以往无水炮泥明显延长了出铁时间、降低了出铁次数，已能满足现代高炉高强度冶炼需要。从图1、2可知，本发明的无水炮泥在抗折强度和耐压强度方面较现有技术均有稳步的提升。
表2实验前后高炉出铁时间、出铁炉次及吨铁单耗对比
Figure BSA00000406451600032
以下是本发明的经济效益估算：
(1)、炮泥
改进前炮泥  每吨2700元  每日出铁13次  每次打泥0.40吨
年消耗炮泥折算金额为0.40吨×13次×2700元×365天＝5124600元
改进后炮泥  每吨3200元  每日出铁8次  每次打泥0.30吨
年消耗炮泥折算金额为0.30吨×8次×3200元×365天＝2803200元
年降本金额5124600-2803200＝2321400元
(2)、炉前埋棒
每日少用4根，每根300元
年降本金额为4根×300元×365天＝438000元
从以上效益估算可知，采用新的无水炮泥后每年可为企业节省成本2759400元，经济效益可观。

Claims (2)

1.一种高炉出铁口用无水炮泥，其特征在于它是由下列质量百分比的原料制成的：
矾土      22-40
绢云母    5-15
焦粉      15-18
粘土      13-15
沥青      2-4
钛白粉    0-1
氧化铝粉  2-4
碳化硅    9-12
氮化硅铁  6-10
金属硅    0-5
2.根据权利要求1所述的高炉出铁口用无水炮泥，其特征在于，所述矾土在原料中所占的质量百分比为35％。
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