CN102674860B - 一种红土镍矿冶炼镍铁的矿热炉用耐火浇注料 - Google Patents
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Abstract
一种冶炼镍铁的矿热炉用耐火浇注料，按照重量比，由电熔镁砂、镁铬尖晶石细粉、结合剂、氧化铬粉、铁红粉、氧化硅微粉和外加剂组成，其中，结合剂为三氧化二铝含量为55%的铝酸钙水泥，外加剂由减水剂和缓凝剂组成，减水剂为六偏磷酸钠或三聚磷酸钠。本发明的红土镍矿冶炼镍铁用矿热炉专用耐火浇注料，具有振动浇注施工时流动性好，容易形成组织结构致密均匀的浇注体，用作与镍铁熔体接触的矿热炉炉底及矮墙部位工作衬时，表现出耐高温性能好，抗镍铁侵蚀性优异，使用寿命长等优点，对提高矿热炉的运转率、降低耐火材料消耗、降低能源消耗和生产成本效果明显。
Description
技术领域
本发明涉及一种不定形耐火材料，具体的说是一种红土镍矿冶炼镍铁的矿热炉用耐火浇注料。
背景技术
镍是一种重要的战略物质，从2005年开始，中国已取代日本成为世界上镍消费量最大的国家。目前，品位高的硫化镍矿资源日趋枯竭，而占镍储量70% 的低品位氧化镍矿( 红土镍矿) 资源丰富，开采成本低，可用以生产氧化镍、镍锍、镍铁等多种中间产品。因此，近年来红土镍矿资源的利用比例呈迅速上升趋势，我国于2008年组织实施的“重大产业技术开发专项”中，就包含了开发“高效利用低品位红土镍矿关键技术”。 可见，开发红土镍矿高效利用技术，是我国镍工业发展的必然趋势。
红土镍矿处理工艺主要有湿法冶炼和火法冶炼两种，但目前世界范围内比较成熟的工艺仍以火法冶炼为主，其产品通常是镍含量不等的镍铁合金，可用作生产不锈钢、结构钢的重要原料。目前，我国镍铁冶炼主要采用高炉法和电炉（矿热炉）法两种工艺。但高炉冶炼工艺具有原料适应性差；镍铁品位低、质量难以满足炼钢要求；焦比高、能耗大；环境污染严重等缺点。相比而言，矿热炉冶炼工艺则在这些方面具有较大优势。所以，随着我国节能降耗、淘汰落后产能政策的实施，自2006年以来矿热炉已逐渐成为采用红土镍矿冶炼镍铁产品的主流设备。因此，矿热炉内衬材料的使用寿命对于镍铁生产企业的节能降耗和经济效益显然具有十分重要的意义。
用于冶炼红土镍矿生产镍铁合金的矿热炉，目前其炉底工作衬材料的使用主要有两种情况。一是使用定形制品，如碳砖、镁碳砖等，二是使用不定形耐火材料，通常采用干式镁质捣打料（主要由合成镁钙铁砂配成）。在第一种情况下，不但砖的砌筑施工劳动强度大，施工慢，而且由于镍铁熔体比重大（约为7.9），粘度低，渗透性强，极易与碳反应，破坏砖体组织结构，并渗入砖缝向下侵蚀，直至拱起碳砖使之漂浮碎裂，导致炉衬的使用寿命很短，严重者只能维持一个月左右，就出现炉底被烧穿的情况。使用干式镁质捣打料作工作衬，虽然情况已有很大改观，但炉衬寿命仍然不够理想，大多在6~12个月左右。其原因在于：（1）干式捣打料施工后形成的衬体致密度低，一旦表面烧结层因热震产生裂纹后，更有利于比重极大的镍铁熔体渗透侵蚀。（2）合成镁钙铁砂的低熔点相含量较高，在镍铁冶炼温度下生成的液相量较多，从而造成衬体的抗侵蚀性降低。（3）干式捣打料的施工性能很难确保衬体密度的均匀性，容易形成过于疏松的局部衬体，从而埋下局部渗透侵蚀很快、发生穿炉的隐患。另外，干式捣打料施工效率低，劳动强度大，且施工时粉尘大、污染环境。
发明内容
本发明为解决现有生产镍铁合金的矿热炉的耐火材料存在的炉衬寿命不理想的问题，延长矿热炉炉底及矮墙部分工作衬的使用寿命，本发明提供了一种红土镍矿冶炼镍铁的矿热炉用耐火浇注料。
本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为：一种红土镍矿冶炼镍铁的矿热炉用耐火浇注料，按照重量比，由73-80份的电熔镁砂、9-12份的镁铬尖晶石细粉、2-3份的结合剂、4-6份的氧化铬粉、3-4份的铁红粉、1-2份的氧化硅微粉和0.38份的外加剂组成；所述的结合剂为三氧化二铝含量为55%的铝酸钙水泥；所述的外加剂由0.18份的减水剂和0.2份的缓凝剂组成；
所述的减水剂为六偏磷酸钠或三聚磷酸钠。
所述的电熔镁砂的粒径小于8mm，镁铬尖晶石细粉、氧化铬粉和铁红粉的粒径均小于0.074mm，结合剂的粒径小于0.088mm，氧化硅微粉的粒径小于5微米。
该冶炼镍铁的矿热炉用耐火浇注料的制备方法为：按重量比，取4-6份粒径小于0.074mm的氧化铬粉、3-4份粒径小于0.074mm的铁红粉和9-12份粒径小于0.074mm的镁铬尖晶石细粉预先混合均匀后，再与73-80份粒径小于8mm的电熔镁砂、2-3份的粒径小于0.088mm的铝酸钙水泥细粉、1-2份粒径小于5微米的氧化硅微粉、0.18份的减水剂和0.2份的缓凝剂充分混合均匀，即制得成品。
本发明制得的耐火浇注料在使用时，将耐火浇注料倒入强制式搅拌机中，再加入耐火浇注料重量5-7%的清洁水，搅拌均匀后即可进行浇注。
本发明中，氧化铬粉为抗侵蚀剂，铁红粉为助烧结剂，氧化硅微粉的作用在于改善浇注料的施工性能，缓凝剂选用柠檬酸钠。
有益效果：本发明的红土镍矿冶炼镍铁用矿热炉专用耐火浇注料，具有振动浇注施工时流动性好，容易形成组织结构致密均匀的浇注体，用作与镍铁熔体接触的矿热炉炉底及矮墙部位工作衬时，表现出耐高温性能好，抗镍铁侵蚀性优异，使用寿命长等优点，对提高矿热炉的运转率、降低耐火材料消耗、降低能源消耗和生产成本效果明显。此外，该专用耐火浇注料的施工劳动强度低，施工环境好。
附图说明
图1为本发明各实施例的性能对比。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的阐述。
实施例1
按重量比，取5份粒径小于0.074mm的氧化铬粉、4份粒径小于0.074mm的铁红粉和10份粒径小于0.074mm的镁铬尖晶石细粉预先混合均匀后，再与76份粒径小于8mm的电熔镁砂、3份的粒径小于0.088mm的铝酸钙水泥细粉、2份粒径小于5微米的氧化硅微粉、0.18份的六偏磷酸钠和0.2份的柠檬酸钠充分混合均匀，即制得成品。
取成品做成试样，检测其性能见附表。
实施例2
按重量比，取6份粒径小于0.074mm的氧化铬粉、4份粒径小于0.074mm的铁红粉和12份粒径小于0.074mm的镁铬尖晶石细粉预先混合均匀后，再与73份粒径小于8mm的电熔镁砂、3份的粒径小于0.088mm的铝酸钙水泥细粉、2份粒径小于5微米的氧化硅微粉、0.18份的六偏磷酸钠和0.2份的柠檬酸钠充分混合均匀，即制得成品。
取成品做成试样，检测其性能见附表。
实施例3
按重量比，取4份粒径小于0.074mm的氧化铬粉、4份粒径小于0.074mm的铁红粉和9份粒径小于0.074mm的镁铬尖晶石细粉预先混合均匀后，再与80份粒径小于8mm的电熔镁砂、2份的粒径小于0.088mm的铝酸钙水泥细粉、1份粒径小于5微米的氧化硅微粉、0.18份的六偏磷酸钠和0.2份的柠檬酸钠充分混合均匀，即制得成品。
取三个实施例的成品做成试样，检测其性能见附表。
Claims (2)
1.一种红土镍矿冶炼镍铁的矿热炉用耐火浇注料，其特征是：按照重量比，由73-80份的电熔镁砂、9-12份的镁铬尖晶石细粉、2-3份的结合剂、4-6份的氧化铬粉、4份的铁红粉、1-2份的氧化硅微粉和0.38份的外加剂组成；所述的结合剂为三氧化二铝含量为55%的铝酸钙水泥；所述的外加剂由0.18份的减水剂和0.2份的缓凝剂组成；
其制备方法为：按重量比，取4-6份粒径小于0.074mm的氧化铬粉、4份粒径小于0.074mm的铁红粉和9-12份粒径小于0.074mm的镁铬尖晶石细粉预先混合均匀，然后再与73-80份粒径小于8mm的电熔镁砂、2-3份的粒径小于0.088mm的铝酸钙水泥细粉、1-2份粒径小于5微米的氧化硅微粉、0.18份的减水剂和0.2份的缓凝剂充分混合均匀，即制得成品。
2.根据权利要求1所述的一种红土镍矿冶炼镍铁的矿热炉用耐火浇注料，其特征为：所述的减水剂为六偏磷酸钠或三聚磷酸钠。
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