CN104086191A - 一种高炉出铁沟喷补料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐火材料，尤其涉及一种高炉出铁沟喷补料，旨在解决现有技术中沟衬容易裂纹和剥落的问题。一种高炉出铁沟喷补料，按照质量份额包括35～45份3～5mm莫来石、25～35份1～3mm棕刚玉、12～25份0～1mm碳化硅、8～12份氧化铝粉、6～10份水泥、0.1～0.3份防爆纤维、1～3份石墨、3～5份氮化硅铁。本发明中加入防爆剂，能够增加附着率和防止爆裂剥落，尤其是在高温喷补时，纤维融化所形成的空隙，使其气孔率增加，为蒸汽的快速排出提供了通道；含有较高的Al2O3，适用于主沟上熔损严重需要修补的部位；水泥有助于提高喷补料的初始强度，能够承受较高的蒸汽压，从而避免爆裂，有较高的附着力和耐用性；氮化硅铁提高了氧化物和非氧化物之间的结合强度；本发明延长了主沟的使用寿命。

Description

一种高炉出铁沟喷补料
技术领域
本发明涉及一种耐火材料，尤其涉及一种高炉出铁沟喷补料。
背景技术
高炉连续运行，出铁过程属于间歇出铁，铁水温度高，出铁时间长，铁沟长期出现冷热交替的影响，又要承受炉渣和铁水的冲刷侵蚀，经常倒置沟衬出现裂纹和剥落，铁沟在使用过程中始终存在着熔损不均匀的现象，为延长铁钩的使用寿命，维护高炉的正常运行，一般在铁钩使用间歇周期内，对其进行免烘烤捣打料的维护人热修补。
在高炉冶炼生产上，由于免烘烤料自身多种因素影响，存在质量极不稳定的问题，过铁量水平一直处于低弱状态；当前使用的喷补料热震性差，在受到炉渣和铁水冲刷的作用下，经常导致沟衬的裂纹和剥落，严重影响使用寿命；此外当前的铁钩喷补料的通铁量低，维修频繁，加大了劳动强度，也影响设备的运转率。
发明内容
本发明提供了一种高炉出铁沟喷补料，旨在解决现有技术中沟衬容易裂纹和剥落的问题。
为了解决以上技术问题，本发明通过以下技术方案实现：一种高炉出铁沟喷补料，按照质量份额包括35～45份3～5mm莫来石、25～35份1～3mm棕刚玉、12～25份0～1mm碳化硅、8～12份氧化铝粉、6～10份水泥、0.1～0.3份防爆纤维、1～3份石墨、3～5份氮化硅铁。
进一步，所述3～5mm莫来石为ω(Al2O3)≥72％且ω(SiO2)≥26％的高纯莫来石，所述0～1mm碳化硅为ω(SiC)≥98％的98碳化硅，所述氧化铝微粉为ω(Al2O3)≥99％的α-Al2O3微粉，所述水泥为ω(Al2O3)≥79％的A-80水泥；各成分中杂质的含量少，从而达到的效果好。
进一步，配比后的高炉出铁沟喷补料中Al2O3的质量分数不小于60％，SiC的质量分数不小于12％；采用该比例效果最佳。
进一步，按照质量份额包括40份3～5mm莫来石、30份1～3mm棕刚玉、15份0～1mm碳化硅、10份氧化铝粉、8份水泥、0.2份防爆纤维、1.5份树脂粉、7.5份铝溶胶、2份石墨、4份氮化硅铁；采用该质量比例性能较好，而且成本较低。
进一步，按照质量份额包括45份3～5mm莫来石、35份1～3mm棕刚玉、25份0～1mm碳化硅、8份氧化铝粉、10份水泥、0.1份防爆纤维、1份石墨、3份氮化硅铁；采用该质量比例效果最佳。
进一步，按照质量份额包括35份3～5mm莫来石、25份1～3mm棕刚玉、12份0～1mm碳化硅、12份氧化铝粉、6份水泥、0.3份防爆纤维、3份石墨、5份氮化硅铁；采用该质量比例最经济。
进一步，所述防爆纤维的纤维长度为8～12mm；长于这个范围时，不利于纤维在材料中的分散，短于这个范围时，防爆效果较差。
进一步，所述防爆纤维的纤维长度为10mm；该长度为最佳长度。
进一步，还包括1～2份树脂粉；树脂粉在高温固化后形成C-C网络立体结构，增强了喷补料的整体性，能够明显改善喷补料的热震稳定性、抗剥落和抗渣渗透性，能提高与原始层的粘接性，提高喷补料的结构强度，采用上述范围能改善抗爆裂性能；树脂粉本身对水的润湿性较差，含量太高时，会引起喷补料强度和密度的下降，同时也带来了由于高温氧化而导致的组织劣化，太少时效果不明显，因此采用上述范围为宜。
进一步，还包括5～10份铝溶胶；铝溶胶中水分挥发缓慢有序，以其结合的防爆喷补料有着良好的快干防爆性能，非常适合快速修补；铝溶胶结合喷补料在800～1000℃的热态表面粘附较好，还与碳粘附，这是此溶胶结合喷补料的独特性能；与水泥、树脂粉共同形成了有机无机符合结合的结构，三种物质因固化机理的不同而在不同的温度下起到结合的作用，使喷补料具有更高的热态强度和抗渣铁侵蚀性能；铝溶胶在加入量少于5份时对粘接强度影响较小，当加入量大于10分时，粘接强度增加的趋势不明显，但抗爆裂性急剧下降，因此铝溶胶的加入量在5～10份为宜。
与现有技术相比本发明的优点是：本发明中加入防爆剂，能够增加附着率和防止爆裂剥落，尤其是在高温喷补时，纤维融化所形成的空隙，使其气孔率增加，为蒸汽的快速排出提供了通道，当加入量高于上述范围时，材料的气孔率会增加造成抗渣渗透能力下降，低于上述范围时，效果不明显；本发明中含有较高的Al2O3，适用于主沟上熔损严重需要修补的部位；水泥有助于提高喷补料的初始强度，能够承受较高的蒸汽压，从而避免爆裂，有较高的附着力和耐用性；当水泥加入量多余上述范围最大值时，氧化钙含量增加在高温下喷补料的抗冲刷能力下降；当水泥加入量小余上述范围最小值时，有益效果不明显；氮化硅铁提高了氧化物和非氧化物之间的结合强度，与喷补料中单一加入碳化硅和氮化硅相比，能够进一步提高喷补料在各个温度下的耐冲刷性能和抗侵蚀性能；本发明延长了主沟的使用寿命。
具体实施方式
实施例一：
一种高炉出铁沟喷补料，按照质量份额包括40份3～5mm莫来石、30份1～3mm棕刚玉、15份0～1mm碳化硅、12份氧化铝粉、6份水泥、0.2份防爆纤维、2份石墨、4份氮化硅铁、1.5份树脂粉、7.5份铝溶胶。
所述3～5mm莫来石为ω(Al2O3)≥72％且ω(SiO2)≥26％的高纯莫来石，所述0～1mm碳化硅为ω(SiC)≥98％的98碳化硅，所述氧化铝粉为ω(Al2O3)≥99％的α-Al2O3微粉，所述水泥为ω(Al2O3)≥79％的A-80水泥。
所述ω(a)代表化合物a的质量分数；此实例中高炉出铁沟喷补料中Al2O3的质量分数为74.6％，SiC的质量分数为14.3％。
所述防爆纤维的纤维长度为10mm。
实施例二：
与实施例一的不同之处在于：按照质量份额包括45份3～5mm莫来石、35份1～3mm棕刚玉、25份0～1mm碳化硅、8份氧化铝粉、10份水泥、0.1份防爆纤维、1份石墨、3份氮化硅铁。此实例中高炉出铁沟喷补料中Al2O3的质量分数为80.3％，SiC的质量分数为24.3％。
实施例三：
与以上实施例的不同之处在于：按照质量份额包括35份3～5mm莫来石、25份1～3mm棕刚玉、12份0～1mm碳化硅、12份氧化铝粉、8份水泥、0.3份防爆纤维、3份石墨、5份氮化硅铁。此实例中高炉出铁沟喷补料中Al2O3的质量分数为66.5％，SiC的质量分数为12.3％。
本发明中加入防爆剂，能够增加附着率和防止爆裂剥落，尤其是在高温喷补时，纤维融化所形成的空隙，使其气孔率增加，为蒸汽的快速排出提供了通道，当加入量高于上述范围时，材料的气孔率会增加造成抗渣渗透能力下降，低于上述范围时，效果不明显。
本发明中含有较高的Al2O3，适用于主沟上熔损严重需要修补的部位。
本发明中水泥有助于提高喷补料的初始强度，能够承受较高的蒸汽压，从而避免爆裂，有较高的附着力和耐用性；当水泥加入量多余上述范围最大值时，氧化钙含量增加在高温下喷补料的抗冲刷能力下降；当水泥加入量小余上述范围最小值时，有益效果不明显。
本发明中氮化硅铁提高了氧化物和非氧化物之间的结合强度，与喷补料中单一加入碳化硅和氮化硅相比，能够进一步提高喷补料在各个温度下的耐冲刷性能和抗侵蚀性能。
本发明通过热喷布技术对局部侵蚀较严重部位进行修补，延长了主沟的使用寿命。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (10)

1.一种高炉出铁沟喷补料，其特征是：按照质量份额包括35～45份3～5mm莫来石、25～35份1～3mm棕刚玉、12～25份0～1mm碳化硅、8～12份氧化铝粉、6～10份水泥、0.1～0.3份防爆纤维、1～3份石墨、3～5份氮化硅铁。
2.根据权利要求1所述的一种高炉出铁沟喷补料，其特征是：所述3～5mm莫来石为ω(Al2O3)≥72％且ω(SiO2)≥26％的高纯莫来石，所述0～1mm碳化硅为ω(SiC)≥98％的98碳化硅，所述氧化铝微粉为ω(Al2O3)≥99％的α-Al2O3微粉，所述水泥为ω(Al2O3)≥79％的A-80水泥。
3.根据权利要求1或2所述的一种高炉出铁沟喷补料，其特征是：配比后的高炉出铁沟喷补料中Al2O3的质量分数不小于60％，SiC的质量分数不小于12％。
4.根据权利要求1所述的一种高炉出铁沟喷补料，其特征是：按照质量份额包括40份3～5mm莫来石、30份1～3mm棕刚玉、15份0～1mm碳化硅、10份氧化铝粉、8份水泥、0.2份防爆纤维、2份石墨、4份氮化硅铁。
5.根据权利要求1所述的一种高炉出铁沟喷补料，其特征是：按照质量份额包括45份3～5mm莫来石、35份1～3mm棕刚玉、25份0～1mm碳化硅、8份氧化铝粉、10份水泥、0.1份防爆纤维、1份石墨、3份氮化硅铁。
6.根据权利要求1所述的一种高炉出铁沟喷补料，其特征是：按照质量份额包括35份3～5mm莫来石、25份1～3mm棕刚玉、12份0～1mm碳化硅、12份氧化铝粉、6份水泥、0.3份防爆纤维、3份石墨、5份氮化硅铁。
7.根据权利要求1所述的一种高炉出铁沟喷补料，其特征是：所述防爆纤维的纤维长度为8～12mm。
8.根据权利要求7所述的一种高炉出铁沟喷补料，其特征是：所述防爆纤维的纤维长度为10mm。
9.根据权利要求1所述的一种高炉出铁沟喷补料，其特征是：还包括1～2份树脂粉。
10.根据权利要求1或9所述的一种高炉出铁沟喷补料，其特征是：还包括5～10份铝溶胶。
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