CN103553665A - 一种快速烘炉的刚玉质不定型耐火防爆料及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速烘炉的刚玉质不定型耐火防爆料，属于钢铁冶金炉用耐火材料技术领域，其中主料包括粒度5~15mm铝矾土熟料12份、粒度3~5mm铝矾土熟料20份、粒度1~3mm铝矾土熟料10份、粒度0~1mm铝矾土熟料10份、铝矾土熟料粉10份、氧化铝粉10份、广西白泥10份、硅微粉4份、金属硅0.6份、CA-70水泥3份、氢氧化铝10份，外加剂包括减水剂0.35份、防爆剂0.05份；采用本不定型耐火防爆料制作冶金炉，所需烘炉时间短，有助于缩短冶金炉的浇筑或检修工期，所制得耐火层致密度高、强度高，具有良好抗冲刷性能和抗侵蚀性能，保证冶金炉体的质量，有助于提高企业的生产效益。

Description

一种快速烘炉的刚玉质不定型耐火防爆料及其使用方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金炉用耐火材料技术领域。 

背景技术

现代冶金炉的筑炉材料越来越多地采用不定形耐火浇注料，它是由耐火骨料和结合剂组成的混合干料，主要采用水硬性结合剂，通过加水或其它液体调配后使用，以浇注、振动、捣固方法施工，不需加热即可凝固硬化。它与传统的砖土耐火材料相比，具有施工方便、严密性整体性好、强度高、寿命长等一系列优点。由于耐火浇注料在施工过程中必须加入6%左右的水，这样，在砌体中就存有大量的游离水和结晶水。安全快速地排除耐火浇注料中的水分，是冶金炉体烘炉过程中的关键步骤。 

采用传统的耐火浇注料筑炉，一般设定的烘炉曲线为：烘炉的升温速度主要取决于炉衬砌体热膨胀所产生的应力大小，一般按10~20℃/h的速度升温；150℃左右析出游离水，350℃左右析出结晶水，在这两个温度点要保温40~50h；考虑到厚度方向传热阻力，在600℃再次保温；考虑到传热和传质的阻力，使沿厚度方向砌体内深层水彻底排除，以及二氧化硅完成晶形转化，在870℃左右还要保温约10h。 

这种传统的烘炉方法主要存在以下问题： 

（1）烘炉时间长，一般需要7~10天，严重制约了设备大修工期；

（2）烘炉初期升温速度一旦过快，会出现炉体爆裂、爆炸事故，炉体剥落厚度可达150~200mm，造成返工、设备损坏等严重后果；

（3）烘炉初期，局部炉温突然升高，会使浇注料出现局部硬壳，使砌体剥落厚度达20~50mm，对炉体寿命造成不良影响，尤其对于烧重油的炉子，烘炉初期用木材、油布烘炉，极易发生类似事故。

因此，急需研究烘炉时间短、性能优良的新型耐火浇注料，以缩短冶金炉的筑炉或检修工期，保证冶金炉体质量，提高企业的生产效益。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种快速烘炉的刚玉质不定型耐火防爆料及其使用方法，采用本不定型耐火防爆料制作冶金炉，烘炉升温速度快，所需烘炉时间短，有助于缩短冶金炉的浇筑或检修工期，所制得耐火层致密度高、强度高，不易产生爆裂，能够有效提高冶金炉体的质量和生产效率。 

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是： 

一种快速烘炉的刚玉质不定型耐火防爆料，包括由骨料及粉料组成的主料混合物以及外加剂，其特征在于：

A. 骨料组分的质量份数为：

粒度5~15mm铝矾土熟料    12份

粒度3~5mm铝矾土熟料     20份

粒度1~3mm铝矾土熟料     10份

粒度0~1mm铝矾土熟料     10份

B. 粉料组分的质量份数为：

铝矾土熟料粉              10份

氧化铝粉                  10份

广西白泥                  10份

硅微粉                     4份

金属硅                    0.6份

CA-70水泥                 3份

氢氧化铝                  10份

C. 外加剂组分的质量份数为：

减水剂                   0.35份

防爆剂                   0.05份。

所述的原料组分的技术指标为： 

所述铝矾土熟料中Al₂O₃≥75%，Fe₂O₃≤1.5%；

所述氧化铝粉中Al₂O₃≥90%；

所述广西白泥中Al₂O₃≥41%；

所述硅微粉中SiO₂≥90%；

所述金属硅中Si≥97%；

所述氢氧化铝中Al₂O₃≥92%；

所述减水剂为六偏磷酸钠，其活性总磷酸盐以P₂O₅计，其含量不少于68%；

所述防爆剂中铝粉含量为60-80%，纤维含量为10-20%，偶氮二甲酰胺含量为10-20%。

一种快速烘炉的刚玉质不定型耐火防爆料的使用方法，其特征在于包括以下步骤： 

步骤1  将所述主料和外加剂混合后，加入水，在搅拌机中搅拌均匀；

步骤2  在已安装好的模具中浇注、振动成形；

步骤3  带模养护20~30小时；

步骤4  脱模养护48~60小时；

步骤5  按升温制度进行烘炉；

步骤6  投入使用。

所述步骤1中每100份浇注料加水量为5~16份； 

所述步骤5中的烘炉步骤包括：

步骤1） 0到4小时，将温度从室温均匀升温到160℃；

步骤2） 4到16小时，160℃保温12小时；

步骤3） 16到20小时，将温度从160℃均匀升温到320℃；

步骤4） 20到32小时，320℃保温12小时；

步骤5） 32到36小时，将温度从320℃均匀升温到480℃；

步骤6） 36到46小时，480℃保温10小时；

步骤7） 46到50小时，将温度从480℃均匀升温到640℃；

步骤8） 50到60小时，640℃保温10小时；

步骤9） 60到63小时，将温度从640℃均匀升温至使用温度，即可投入使用。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：采用本快速烘炉的刚玉质不定型耐火防爆料制作冶金炉，所需烘炉时间短，有助于缩短冶金炉的浇筑或检修工期，所制得耐火层致密度高、强度高，不易产生爆裂，寿命长，具有良好抗冲刷性能和抗侵蚀性能，能够有效保证冶金炉体的质量，提高企业的生产效率。 

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 

一种快速烘炉的刚玉质不定型耐火防爆料，包括由骨料及粉料组成的主料和外加剂，具体为： 

A. 骨料组分的质量份数为：

粒度5~15mm铝矾土熟料    12份

粒度3~5mm铝矾土熟料     20份

粒度1~3mm铝矾土熟料     10份

粒度0~1mm铝矾土熟料     10份

B. 粉料组分的质量份数为：

铝矾土熟料粉              10份

氧化铝粉                  10份

广西白泥                  10份

硅微粉                     4份

金属硅                    0.6份

CA-70水泥                 3份

氢氧化铝                  10份

C. 外加剂组分的质量份数为：

减水剂                   0.35份

防爆剂                   0.05份

所述各原料组分的技术指标为：

铝矾土熟料中Al₂O₃含量为75%，Fe₂O₃含量为1.4%；

氧化铝粉中Al₂O₃含量为92%；

广西白泥中Al₂O₃含量为41%；

硅微粉中SiO₂含量为90%；

金属硅中Si含量为97%；

氢氧化铝中Al₂O₃含量为92%；

减水剂为六偏磷酸钠，其活性总磷酸盐以P₂O₅计，其含量为68%；

防爆剂中铝粉含量为70%，纤维含量为15%，偶氮二甲酰胺含量为15%。

刚玉质不定型耐火防爆料的生产工序为：首先将各主料原料按质量份数进行初步混合，然后加入到搅拌机中进行搅拌混合均匀，另外外加剂原料也按上述质量份数混合均匀；完成上述操作后，主料和外加剂分开放置。 

将上述快速烘炉的刚玉质不定型耐火防爆料应用于轧钢1250加热炉，其制备过程为： 

步骤1  将所述主料和外加剂混合后，按每100份浇注料加9份水的比例加入水，在搅拌机中搅拌均匀；

步骤2  在已安装好的模具中浇注、振动成形；

步骤3  带模养护24小时；

步骤4  脱模养护48小时；

步骤5  按升温制度进行烘炉；

步骤6  投入使用。

其中，上述步骤5中的烘炉步骤又包括： 

步骤1） 0到4小时，将温度从室温均匀升温到160℃；

步骤2） 4到16小时，160℃保温12小时；

步骤3） 16到20小时，将温度从160℃均匀升温到320℃；

步骤4） 20到32小时，320℃保温12小时；

步骤5） 32到36小时，将温度从320℃均匀升温到480℃；

步骤6） 36到46小时，480℃保温10小时；

步骤7） 46到50小时，将温度从480℃均匀升温到640℃；

步骤8） 50到60小时，640℃保温10小时；

步骤9） 60到63小时，将温度从640℃均匀升温至使用温度，即可投入使用。

对上述快速烘炉的刚玉质不定型耐火防爆料及所制的轧钢1250加热炉进行测试，其测试结果见表1。 

表1快速烘炉的刚玉质不定型耐火防爆料及加热炉的性能参数 

 

Claims (5)

1.一种快速烘炉的刚玉质不定型耐火防爆料，包括由骨料及粉料组成的主料混合物以及外加剂，其特征在于：

A. 骨料组分的质量份数为：

粒度5~15mm铝矾土熟料    12份

粒度3~5mm铝矾土熟料     20份

粒度1~3mm铝矾土熟料     10份

粒度0~1mm铝矾土熟料     10份

B. 粉料组分的质量份数为：

铝矾土熟料粉              10份

氧化铝粉                  10份

广西白泥                  10份

硅微粉                     4份

金属硅                    0.6份

CA-70水泥                 3份

氢氧化铝                  10份

C. 外加剂组分的质量份数为：

减水剂                   0.35份

防爆剂                   0.05份。

2.根据权利要求１所述的一种快速烘炉的刚玉质不定型耐火防爆料，其特征在于所述的原料组分的技术指标为：

所述铝矾土熟料中Al₂O₃≥75%，Fe₂O₃≤1.5%；

所述氧化铝粉中Al₂O₃≥90%；

所述广西白泥中Al₂O₃≥41%；

所述硅微粉中SiO₂≥90%；

所述金属硅中Si≥97%；

所述氢氧化铝中Al₂O₃≥92%；

所述减水剂为六偏磷酸钠，其活性总磷酸盐以P₂O₅计，其含量不少于68%；

所述防爆剂中铝粉含量为60-80%，纤维含量为10-20%，偶氮二甲酰胺含量为10-20%。

3.一种如权利要求１所述快速烘炉的刚玉质不定型耐火防爆料的使用方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1  将所述主料和外加剂混合后，加入水，在搅拌机中搅拌均匀；

步骤2  在已安装好的模具中浇注、振动成形；

步骤3  带模养护20~30小时；

步骤4  脱模养护48~60小时；

步骤5  按升温制度进行烘炉；

步骤6  投入使用。

4.根据权利要求3所述的一种快速烘炉的刚玉质不定型耐火防爆料的使用方法，其特征在于所述步骤1中每100份浇注料加水量为5~16份。

5.根据权利要求3所述的一种快速烘炉的刚玉质不定型耐火防爆料的使用方法，其特征在于所述步骤5中的烘炉步骤包括：

步骤1） 0到4小时，将温度从室温均匀升温到160℃；

步骤2） 4到16小时，160℃保温12小时；

步骤3） 16到20小时，将温度从160℃均匀升温到320℃；

步骤4） 20到32小时，320℃保温12小时；

步骤5） 32到36小时，将温度从320℃均匀升温到480℃；

步骤6） 36到46小时，480℃保温10小时；

步骤7） 46到50小时，将温度从480℃均匀升温到640℃；

步骤8） 50到60小时，640℃保温10小时；

步骤9） 60到63小时，将温度从640℃均匀升温至使用温度，即可投入使用。