CN105174982A - 用于高炉风口小套的浇注料及其和风口小套的制备方法 - Google Patents

用于高炉风口小套的浇注料及其和风口小套的制备方法 Download PDF

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本发明公开了一种用于高炉风口小套的浇注料及其和风口小套的制备方法，所述浇注料包含有如下重量百分比的原料组分：粒度分布为3mm～5mm的六铝酸钙10％～20％、粒度≤3mm的六铝酸钙20％～40％、粒度≤3mm的高纯镁砂5％～10％、粒度分布为1mm～3mm的板状刚玉10％～20％、180目～200目的电熔莫来石10％～20％、粒度＜0.088mm的纯铝酸钙水泥2％～7％、粒度＜1.0μm的α－Al2O3微粉2％～10％、双酚A？1％～5％和减水剂1％～3％。该浇注料可满足高炉内部使用条件，以其制作的高炉风口小套具有耐高温、耐磨性好，抗渣、铁侵蚀能力强，寿命周期长，价格低廉的优点。同时，不需要水冷却，节约大量水资源，而且制作方法简单，施工周期短，易于产业化生产。

Description

用于高炉风口小套的浇注料及其和风口小套的制备方法
技术领域
本发明属于钢铁行业高炉风口小套用耐火材料领域，具体的说涉及一种用于制备高炉风口小套的浇注料及其和风口小套的制备方法。
背景技术
在炼铁生产中，风口小套是很重要的炼铁部件。风口小套质量的好坏直接影响到高炉的铁产量和休风率指标。由于高炉风口小套安装在最前端的高温工作区，和炉内高温的铁水接触，工作温度在1500℃左右，工作条件非常恶劣，极易受到物料的磨损和冶炼产物——渣、铁的侵蚀，致使风口小套极易损坏。风口小套的破损必须使高炉休风，由此造成产量的损失，还给高炉操作带来很多困难。同时，小套用铸铜件制做，用量大，价格又贵，占有相当比例的炼铁成本。因此，提高风口小套使用寿命是炼铁厂和风口小套生产厂家十分关注的问题。根据专利文献和有关资料查询，为提高小套使用寿命，风口小套生产厂家做过很多尝试，有的在其表面喷涂一层耐磨耐热材料，但因基体和喷涂材料热膨胀系数不一样，使用中很容易脱落；有的是提高冷却效果。目前提高其使用寿命的主导思路还是从改进风口小套的冷却结构，提高风口小套的冷却强度入手，其材质普遍采用CuSn2或纯紫铜，没有做任何改变，因此至今没有取得实质性突破。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于制备高炉风口小套的浇注料，该浇注料具有成本低廉，性能优良，成本低、耐高温，抗渣、铁侵蚀能力强，寿命长等优点，与现有铜质风口小套相比，寿命大大提高，成本大幅度降低。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种用于制备高炉风口小套的浇注料，所述浇注料包含有如下重量百分比的原料组分：粒度分布为3mm～5mm的六铝酸钙10％～20％、粒度≤3mm的六铝酸钙20％～40％、粒度≤3mm的高纯镁砂5％～10％、粒度分布为1mm～3mm的板状刚玉10％～20％、180目～200目的电熔莫来石10％～20％、粒度＜0.088mm的纯铝酸钙水泥2％～7％、粒度＜1.0μm的α－Al2O3微粉2％～10％、双酚A1％～5％和减水剂1％～3％。
作为上述方案中的一个优选，所述浇注料包含有如下重量百分比的原料组分：粒度分布为3mm～5mm的六铝酸钙15％～20％、粒度≤3mm的六铝酸钙23％～35％、粒度≤3mm的高纯镁砂8％～10％、粒度分布为1mm～3mm的板状刚玉12％～15％、180目～200目的电熔莫来石12％～18％、粒度＜0.088mm的纯铝酸钙水泥3％～6％、粒度＜1.0μm的α－Al2O3微粉3％～8％、双酚A2％～4％和减水剂2％～3％。
作为上述方案在的另一个优选，所述浇注料包含有如下重量百分比的原料组分：粒度分布为3mm～5mm的六铝酸钙17％～20％、粒度≤3mm的六铝酸钙27％～32％、粒度≤3mm的高纯镁砂8％～10％、粒度分布为1mm～3mm的板状刚玉12％～15％、180目～200目的电熔莫来石14％～16％、粒度＜0.088mm的纯铝酸钙水泥4％～6％、粒度＜1.0μm的α－Al2O3微粉4％～6％、双酚A2％～3％和减水剂2％～3％。
作为上述方案中的再一个优选，所述浇注料包含有如下重量百分比的原料组分：粒度分布为3mm～5mm的六铝酸钙18％～20％、粒度≤3mm的六铝酸钙28％～30％、粒度≤3mm的高纯镁砂8％～10％、粒度分布为1mm～3mm的板状刚玉12％～13％、180目～200目的电熔莫来石15％～16％、粒度＜0.088mm的纯铝酸钙水泥5％～6％、粒度＜1.0μm的α－Al2O3微粉4％～6％、双酚A2％～3％和减水剂2％～3％。
在本发明中，优选地，所述减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、木质素磺酸钙中的至少一种。
本发明还提供了一种用于制备高炉风口小套的浇注料的在制备方法，所述方法包括以下步骤：
按所述比例称取各种物料，放入搅拌机中混合搅拌4～6分钟，装袋即可。
本发明更进一步提供了上述用于制备高炉风口小套的浇注料制备风口小套的制备方法，所述方法包括以下步骤：
按所述比例称取各种物料，放入搅拌机中混合搅拌4～6分钟，再加水(加水量为物料总重量的4％～6％)混合搅拌2～3分钟，注入已固定好的模具中震动成型。浇注成型养护3天后脱模，在110℃下进行烘烤24小时，然后再在高温炉中1550℃温度下保温24小时，自然冷却后即可投入使用。
本发明针对目前存在的问题，改变风口小套材质，提供一种耐火材料浇注料，用耐火材料取代纯紫铜，提高小套使用寿命的同时，大大降低制作成本，满足高炉炼铁连续生产作业的要求。
本发明的浇注料可满足高炉内部使用条件，以其制作的高炉风口小套具有耐高温、耐磨性好，抗渣、铁侵蚀能力强，寿命周期长，价格低廉的优点。同时，不需要水冷却，节约大量水资源，而且制作方法简单，施工周期短，易于产业化生产。
与现有技术相比，本发明具有积极有效的效果：
1、同目前全铜质高炉风口小套相比，该浇注料原料为耐火材料，来源广泛，价格低廉，大幅度降低了风口小套的单位成本。
2、同目前全铜质高炉风口小套相比，以该浇注料制备的高炉风口小套具有良好的高温性能，耐高温、耐磨性好，抗渣、铁侵蚀能力强，大大提高了风口小套的使用寿命。
3、同目前全铜质高炉风口小套相比，以该浇注料制备的高炉风口小套不需要水冷却，节约了大量水资源。
4、同目前全铜质高炉风口小套相比，该浇注料施工方便快捷，易于操作，施工周期短。
5、该浇注料所制备的高炉风口小套，可适用于高炉内部工作要求，其主要理化指标如下：
耐火温度(℃)＞2000；
体积密度(g/cm3)：≥2.7(110℃×24h)，≥3.0(1550℃×24h)；
耐压强度(MPa)：≥40(110℃×24h)，≥150(1550℃×24h)；
抗折强度(MPa)：≥15(110℃×24h)，≥23(1550℃×24h)；
烧后线变化(％)：±0.1(1550℃×24h)；
热震稳定性(次)：≥42(1200℃水冷)。
具体实施方式
以下实施例是本发明的进一步说明，但本发明并不局限于此。
实施例1-7的原料组分配比如表1所示。
表1实施例1-7原料组分配比表(单位：重量百分比(％))
实施例1
一种用于制备高炉风口小套的浇注料，其原料配比见表1(所述减水剂为三聚磷酸钠)：
按表1中所述比例称取各种物料，放入搅拌机中混合搅拌4～6分钟，再加水(加水量为物料总重量的4％～6％)混合搅拌2～3分钟，注入已固定好的模具中震动成型。浇注成型养护3天后脱模，在110℃下进行烘烤24小时，然后再在高温炉中1550℃温度下保温24小时，自然冷却后即可得到风口小套并投入使用。
所得风口小套的主要理化指标如下：
耐火温度(℃)＞2000；
体积密度(g/cm3)：2.8(110℃×24h)，3.1(1550℃×24h)；
耐压强度(MPa)：42(110℃×24h)，158(1550℃×24h)；
抗折强度(MPa)：17(110℃×24h)，25(1550℃×24h)；
烧后线变化(％)：±0.1(1550℃×24h)；
热震稳定性(次)：45(1200℃水冷)。
实施例2
一种用于制备高炉风口小套的浇注料，其原料配比见表1(所述减水剂为六偏磷酸钠)：
采用同实施例1相同的制备方法，所得风口小套的主要理化指标如下：
耐火温度(℃)：＞2000
体积密度(g/cm3)：2.8(110℃×24h)，3.2(1550℃×24h)；
耐压强度(MPa)：41(110℃×24h)，153(1550℃×24h)；
抗折强度(MPa)：16(110℃×24h)，25(1550℃×24h)；
烧后线变化(％)：±0.1(1550℃×24h)；
热震稳定性(次)：43(1200℃水冷)。
实施例3
一种用于制备高炉风口小套的浇注料，其原料配比见表1(所述减水剂为木质素磺酸钙)：
采用同实施例1相同的制备方法，所得风口小套的主要理化指标如下：
耐火温度(℃)：＞2000；
体积密度(g/cm3)：2.8(110℃×24h)，3.1(1550℃×24h)；
耐压强度(MPa)：44(110℃×24h)，159(1550℃×24h)；
抗折强度(MPa)：18(110℃×24h)，26(1550℃×24h)；
烧后线变化(％)：±0.1(1550℃×24h)；
热震稳定性(次)：46(1200℃水冷)。
实施例4
一种制备高炉风口小套的浇注料，其原料配比见表1(所述减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠)：
采用同实施例1相同的制备方法，所得风口小套的主要理化指标如下：
耐火温度(℃)：＞2000；
体积密度(g/cm3)：2.9(110℃×24h)，3.1(1550℃×24h)；
耐压强度(MPa)：45(110℃×24h)，155(1550℃×24h)；
抗折强度(MPa)：17(110℃×24h)，26(1550℃×24h)；
烧后线变化(％)：±0.1(1550℃×24h)；
热震稳定性(次)：47(1200℃水冷)。
实施例5
一种制备高炉风口小套的浇注料，其原料配比见表1(所述减水剂为三聚磷酸钠、木质素磺酸钙)：
采用同实施例1相同的制备方法，所得风口小套的主要理化指标如下：
耐火温度(℃)：＞2000；
体积密度(g/cm3)：2.8(110℃×24h)，3.2(1550℃×24h)；
耐压强度(MPa)：42(110℃×24h)，154(1550℃×24h)；
抗折强度(MPa)：15(110℃×24h)，25(1550℃×24h)；
烧后线变化(％)：±0.1(1550℃×24h)；
热震稳定性(次)：45(1200℃水冷)。
实施例6
一种制备高炉风口小套的浇注料，其原料配比见表1(所述减水剂为六偏磷酸钠、木质素磺酸钙)：
采用同实施例1相同的制备方法，所得风口小套的主要理化指标如下：
耐火温度(℃)：＞2000；
体积密度(g/cm3)：2.7(110℃×24h)，3.0(1550℃×24h)；
耐压强度(MPa)：41(110℃×24h)，151(1550℃×24h)；
抗折强度(MPa)：17(110℃×24h)，24(1550℃×24h)；
烧后线变化(％)：±0.1(1550℃×24h)；
热震稳定性(次)：44(1200℃水冷)。
实施例7
一种制备高炉风口小套的浇注料，其原料配比见表1(所述减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、木质素磺酸钙)：
采用同实施例1相同的制备方法，所得风口小套的主要理化指标如下：
耐火温度(℃)：＞2000；
体积密度(g/cm3)：2.9(110℃×24h)，3.3(1550℃×24h)；
耐压强度(MPa)：47(110℃×24h)，158(1550℃×24h)；
抗折强度(MPa)：18(110℃×24h)，27(1550℃×24h)；
烧后线变化(％)：±0.1(1550℃×24h)；
热震稳定性(次)：43(1200℃水冷)。
用本发明浇注料制备的高炉风口小套耐高温，抗渣、铁侵蚀能力强，与现在普遍采用的铜质小套相比，价格不足其十分之一，但在同等使用条件下，使用寿命是钢质小套的两倍。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种用于高炉风口小套的浇注料，其特征在于，所述浇注料包含有如下重量百分比的原料组分：粒度分布为3mm～5mm的六铝酸钙10％～20％、粒度≤3mm的六铝酸钙20％～40％、粒度≤3mm的高纯镁砂5％～10％、粒度分布为1mm～3mm的板状刚玉10％～20％、180目～200目的电熔莫来石10％～20％、粒度＜0.088mm的纯铝酸钙水泥2％～7％、粒度＜1.0μm的α－Al2O3微粉2％～10％、双酚A1％～5％和减水剂1％～3％。
2.根据权利要求1所述的用于高炉风口小套的浇注料，其特征在于，所述浇注料包含有如下重量百分比的原料组分：粒度分布为3mm～5mm的六铝酸钙15％～20％、粒度≤3mm的六铝酸钙23％～35％、粒度≤3mm的高纯镁砂8％～10％、粒度分布为1mm～3mm的板状刚玉12％～15％、180目～200目的电熔莫来石12％～18％、粒度＜0.088mm的纯铝酸钙水泥3％～6％、粒度＜1.0μm的α－Al2O3微粉3％～8％、双酚A2％～4％和减水剂2％～3％。
3.根据权利要求2所述的用于高炉风口小套的浇注料，其特征在于，所述浇注料包含有如下重量百分比的原料组分：粒度分布为3mm～5mm的六铝酸钙17％～20％、粒度≤3mm的六铝酸钙27％～32％、粒度≤3mm的高纯镁砂8％～10％、粒度分布为1mm～3mm的板状刚玉12％～15％、180目～200目的电熔莫来石14％～16％、粒度＜0.088mm的纯铝酸钙水泥4％～6％、粒度＜1.0μm的α－Al2O3微粉4％～6％、双酚A2％～3％和减水剂2％～3％。
4.根据权利要求4所述的用于高炉风口小套的浇注料，其特征在于，所述浇注料包含有如下重量百分比的原料组分：粒度分布为3mm～5mm的六铝酸钙18％～20％、粒度≤3mm的六铝酸钙28％～30％、粒度≤3mm的高纯镁砂8％～10％、粒度分布为1mm～3mm的板状刚玉12％～13％、180目～200目的电熔莫来石15％～16％、粒度＜0.088mm的纯铝酸钙水泥5％～6％、粒度＜1.0μm的α－Al2O3微粉4％～6％、双酚A2％～3％和减水剂2％～3％。
5.根据权利要求1-4任一项所述的用于高炉风口小套的浇注料，其特征在于，所述减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、木质素磺酸钙中的至少一种。
6.权利要求1-4任一项所述的用于高炉风口小套的浇注料的在制备方法，所述方法包括以下步骤：
按所述比例称取各种物料，放入搅拌机中混合搅拌4～6分钟，装袋即可。
7.一种高炉风口小套的制备方法，所述方法包括以下步骤：
按权利要求1-4任一项所述浇注料的比例称取各种物料，放入搅拌机中混合搅拌4～6分钟，再加入物料总重量的4％～6％的水，混合搅拌2～3分钟，注入已固定好的模具中震动成型，浇注成型后经养护、烘烤冷却即可得到高炉风口小套。
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