CN102391005A

CN102391005A - 一种高炉炉体裂隙修补压浆材料及其制备方法

Info

Publication number: CN102391005A
Application number: CN2011102268656A
Authority: CN
Inventors: 裴秀娟; 卜景龙; 王志发; 王瑞生
Original assignee: Hebei United University
Current assignee: Hebei United University
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2011-08-03
Publication date: 2012-03-28

Abstract

本发明是一种高炉炉体裂隙修补压浆材料及其制备方法，属不定形耐火材料领域。该材料由主料和结合剂两部分构成。主料原料及质量百分比：碳化硅65～70％、石英25～28％、氧化铝4～7％、石墨1～2％。结合剂加入量为主料质量的50～76％，其中：酚醛树脂20～27％、硅溶胶14～40％、聚乙二醇9～16％、聚乙烯吡咯烷酮1～5％。制备方法：先将主料原料分别计量后进行干混，再将结合剂分别计量后加入搅拌至均匀。该压浆料耐高温、热膨胀系数小、导热系数较高和热稳定性好，在室温及一定温度范围内具有流动性，能有效修补高炉炉体的裂隙，可胜任高炉炉体裂隙的压浆修补作业。

Description

一种高炉炉体裂隙修补压浆材料及其制备方法

技术领域

本发明属于不定形耐火材料技术领域，具体涉及一种高炉炉体裂隙修补压浆材料及其制备方法。

背景技术

随着钢铁工业技术的进步，高炉正朝着大型化、高效率和长寿命化发展。一般新建高炉热启动后，炉体内各种材料会出现不同程度的“蠕动”，铁口部位经常遭受泥炮、开口机及其它机械力的冲击，造成炉体材料产生裂隙，并且高炉容积愈大，炉体出现裂隙的几率也就愈大。因而常常会导致出铁口部位和风口周围有炉气泄漏，使炉缸区域炉壳温度升高。如果不及时采取有效的治理措施，不仅会影响高炉的正常运行，增大炉缸砖衬的侵蚀，导致高炉工作寿命降低，影响产量；而且还会增大炼铁能耗，对周围环境造成恶劣影响，危害周围作业工人的身体健康和人身安全。

针对高炉泄漏炉气及炉缸区域炉壳温度升高的情况，我国炼铁厂普遍采用传统的压浆灌补方法来治理。这种办法虽然治理成本较低，但治理效果往往不够理想，并且施工所需现场占地面积大，现场的施工人员多，往往和同时进行的其他检修项目发生场地、所用辅助设施上的冲突，影响工程的进度，进而影响生产产量和效益。

而技术先进的国家，针对高炉泄漏炉气或局部炉壳温度升高情况，则是采用一套“集成”的压浆设备进行操作。整套设备包括成品压浆材料的预热、压浆主机、带有保温系统的输浆管线等，操作起来灵活方便，占地面积小，几乎不需要现场的其他吊装等辅助设备为之配套服务。操作起来灵活方便，在较短的休风时间内即可完成压浆工作；另外，还可根据现场的情况和要求进行高炉运行中的在线操作。所用浆料的另外一个显著特点是压入炉体内的浆料在一定的温度内仍具有较好的流动性，给重复利用同一个压浆孔提供了可能性，这样可大大地减少在炉体上开设压浆孔的数量，最大限度地减少因开孔对炉体造成的损伤。

目前，在我国已有个别钢铁企业通过外资企业采用过这种“集成”压浆方法进行高炉炉体裂隙的修补，治理效果很好。虽然其成套设备的一次性投资不是很高，但所用配套的进口压浆材料十分昂贵，大大增大了炼铁的生产成本，阻碍了此项技术在我国的推广应用。

因此，利用我国本土原材料，研制出适合于“集成”压浆方法，能够有效填充高炉炉体的裂隙，克服炉气泄漏，降低炉缸区域炉壳温度，延长高炉的使用寿命，降低炼铁能耗，并且低成本的新型高炉炉体裂隙修补压浆材料，成为目前亟待解决的问题。

目前，用碳化硅、石英、氧化铝和石墨为主料原料，选用酚醛树脂+硅溶胶+聚乙二醇+聚乙烯吡咯烷酮作为结合剂，制备高炉炉体裂隙修补压浆材料的研究，在国内尚属空白。

发明内容

本发明的目的在于上述现有高炉炉体普遍存在的裂隙问题及其修补治理中的不足，提供一种具有良好的耐高温、耐侵蚀、热膨胀系数小、导热系数较高和热稳定性好、在室温及一定温度范围内具有流动性等特点的高炉炉体裂隙修补压浆材料及其制备方法。

本发明的技术方案与技术特征为：

本发明为一种高炉炉体裂隙修补压浆材料及其制备方法，其特征在于该压浆材料由主料和结合剂两部分构成。

该压浆材料的主料所用原料及原料的质量百分比为：碳化硅65～70％、石英25～28％、氧化铝4～7％、石墨1～2％。

该压浆材料的结合剂选用酚醛树脂+硅溶胶+聚乙二醇+聚乙烯吡咯烷酮。

该压浆材料的结合剂的加入量为主料质量的50～76％，其中：酚醛树脂20～27％、硅溶胶14～40％、聚乙二醇9～16％、聚乙烯吡咯烷酮1～5％。

该压浆材料的制备方法：先将主料原料碳化硅、石英、氧化铝和石墨分别计量后在搅拌器内进行干混至均匀，然后再将酚醛树脂、硅溶胶、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇分别计量后加入搅拌器中，充分搅拌至均匀。

本发明以高碳化硅、适量石英、少量氧化铝和石墨混合调配出主料，主料具有耐高温、耐侵蚀、高强度、热膨胀系数小和导热系数较高及与高炉炉体相容性等特点；以酚醛树脂+硅溶胶+聚乙二醇+聚乙烯吡咯烷酮为结合剂具有良好的分散性、流动性、润湿包裹性、粘接性和热稳定性等特点。获得的高炉炉体裂隙修补压浆材料具有良好的耐高温、耐侵蚀、热膨胀系数小、导热系数较高和热稳定性好，并在室温及一定温度范围内具有流动性。能有效修补高炉炉体的裂隙，可胜任高炉炉体裂隙的压浆修补作业。对我国炼铁高炉的高效、低成本、长寿命运行具有重要意义。

具体实施方式

本发明实施例中主料所用原料的粒径为：碳化硅＜1000μm，石英＜106μm，氧化铝＜125μm，石墨＜125μm。所用主要原料碳化硅和石英的主要化学成分见表1和2表。

表1 碳化硅的化学组成

实施例1

主料配料组成：碳化硅67％、SiO₂ 27％、氧化铝4.5％、石墨1.5％。

结合剂的加入量为主料加入量的51.31％，其中：酚醛树脂25.14％、硅溶胶14.88％、聚乙二醇9.75％、聚乙烯吡咯烷酮1.54％。

先将碳化硅、石英、氧化铝和石墨分别计量后放入搅拌器，干混20分钟；然后再将酚醛树脂、硅溶胶、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇分别计量后加入搅拌器中，再搅拌90分钟。即可获得满足性能要求的高炉炉体灌缝压浆料。

该压浆材料分散性好，结合剂对主料颗粒润湿包裹性好，在常温下静置24h后无明显离析现象，均匀稳定性好，在不同温度下的粘度检测结果见表3。

表3 不同温度下的粘度

该压浆材料经加热到400℃保温半小时冷却后，显气孔率较小，体积膨胀量＜5％，硬度大，与器壁的结合性好。

实施例2

主料配料组成：碳化硅67％，石英26％，氧化铝6％，石墨1％。

结合剂的加入量为主料加入量的76％，其中：酚醛树脂20％、硅溶胶39.7％、聚乙二醇15％、聚乙烯吡咯烷酮1.3％。

该压浆材料分散性好，结合剂对主料颗粒润湿包裹性好，在常温下静置24h后无明显离析现象，均匀稳定性好，在不同温度下的粘度检测结果见表4。

表4 不同温度下的粘度

Claims

1.一种高炉炉体裂隙修补压浆材料及其制备方法，其特征在于该压浆料由主料和结合剂两部分构成。

2.如权利要求1所述的高炉炉体裂隙修补压浆材料及其制备方法，其特征在于主料所用原料及原料的质量百分比为：碳化硅65～70％、石英25～28％、氧化铝4～7％、石墨1～2％。

3.如权利要求1所述的高炉炉体裂隙修补压浆材料及其制备方法，其特征在于结合剂选用酚醛树脂+硅溶胶+聚乙二醇+聚乙烯吡咯烷酮。

4.如权利要求1所述的高炉炉体裂隙修补压浆材料及其制备方法，其特征在于结合剂的加入量为主料质量的50～76％，其中：酚醛树脂20～27％、硅溶胶14～40％、聚乙二醇9～16％、聚乙烯吡咯烷酮1～5％。

5.如权利要求1所述的高炉炉体裂隙修补压浆材料及其制备方法，其特征在于该压浆材料的制备方法：先将主料原料碳化硅、石英、氧化铝和石墨分别计量后在搅拌器内进行干混至均匀，然后再将酚醛树脂、硅溶胶、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇分别计量后加入搅拌器中，充分搅拌至均匀。