CN105218126A - 一种小型高炉主铁沟浇注料 - Google Patents

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本发明涉及一种小型高炉主铁沟浇注料，属于耐火浇注料领域，包括以下重量份数的组分：8-5mm板状刚玉：5-8份，5-3mm一氮化铬：15-20份，3-1mm硅线石：10-15份，1-0mm铬酸钙：8-15份，偏粘土粉2-5份，氧化钴铝粉：3-7份，切割粉：5-10份，土状石墨粉3-8份；复合炭粉1-2份；三氧化钼粉0-3份；氧化铝微粉3-5份，氧化镁铁粉1-5份，ρ氧化铝1-3份，电熔纯铝酸钙水泥0-5份；外加剂按上述主料总重量份数为100%，外加剂的重量份数为：木质素磺酸钙0.1-0.2份，纳米土豆粉0.01-0.05份，苹果酸0.01份，C12H14N4O5S2？0.1份。该浇注料制得的高炉铁沟具有抗热震性好，抗侵蚀性能强，通铁量大寿命长的特点。

Description

一种小型高炉主铁沟浇注料
技术领域
本发明涉及一种小型高炉主铁沟浇注料，属于冶金用耐火材料领域。
背景技术
现有的主铁沟浇注料大多为Al2O3-SiC-C质浇注料，但是普通的Al2O3-SiC-C质主铁沟浇注料在高炉上使用，一次性通铁量在12万吨左右。随着强化冶炼，提高铁水产量的需求日益突出，主铁沟要求一次性通铁量大的需求也越来越迫切，但是目前主铁沟因为抗侵蚀性差，抗热震性差，出现了热剥落和结构剥落，是主铁沟寿命短的重要原因。
CN102101782A公开了一种主铁沟浇注料，所述浇注料由镁铝尖晶石、棕刚玉、碳化硅、改性纳米碳粉、SiO2微粉、铝酸钙水泥、α-Al2O3微粉、防爆纤维、金属硅粉、三聚磷酸钠、Al(OH)3和Mg(OH)2复合溶胶悬浮液组成。然而这种以棕刚玉为主成分的浇注料，抗热震性差，容易导致热剥落和结构剥落，使得主铁沟修补作业频率大幅度提高，给高炉稳定安全生产带来较大隐患，此外，溶胶作为结合剂粘度大，不易施工，成本较高，仍需改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗热震性能好，可以较好的抵抗铁水侵蚀，减少剥落，使用寿命长的一种高炉主铁沟浇注料。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种小型高炉主铁沟浇注料，所述浇注料包括主料和外加剂，其中主料的组分由以下重量份数的组分组成：：8-5mm板状刚玉：5-8份，5-3mm一氮化铬：15-20份，3-1mm莫来石：10-15份，1-0mm铬酸钙：8-15份，偏粘土粉2-5份，氧化钴铝粉：3-7份，切割粉：5-10份，土状石墨粉3-8份；复合炭粉1-2份；三氧化钼粉0-3份；氧化铝微粉3-5份，氧化镁铁粉1-5份，ρ氧化铝1-3份，电熔纯铝酸钙水泥0-5份；外加剂按上述主料总重量份数为100%，外加剂的重量份数为：木质素磺酸钙0.1-0.2份，纳米土豆粉0.01-0.05份，苹果酸0.01份，C12H14N4O5S20.1份。
进一步的，所述偏粘土粉为首先粘土经过热处理后得到偏高岭土的成分所占重量比达60%以上的物质A，物质A与白榴石、糊精按重量比8.5：1.2：0.3混合均匀，即为偏粘土粉。
进一步的，所述的切割粉为单晶硅生产过程中切割单晶硅产生的切削粉，所述主要成分为SiC50-70%，单质硅30-50%；所述的纳米土豆粉，是把土豆淀粉进行超细处理成纳米尺度的粉。
进一步的，所述的复合炭粉为白炭，糖炭，沥青焦炭重量比1：2：7的混合物。
优先的，所述浇注料的重量份组成为：8-5mm板状刚玉：8份，5-3mm一氮化铬：20份，3-1mm莫来石：12份，1-0mm铬酸钙：15份，偏粘土粉5份，氧化钴铝粉：7份，切割粉：10份，土状石墨粉8份；复合炭粉2份；ρ氧化铝2份，氧化铝微粉3份，三氧化钼粉2份；氧化镁铁粉4份，电熔纯铝酸钙水泥2份；外加剂按上述主料总重量份数为100%，外加剂的重量份数为：木质素磺酸钙0.16份，纳米土豆粉0.05份，苹果酸0.01份，C12H14N4O5S20.1份。
优先的，所述浇注料的重量份组成为：8-5mm板状刚玉：10份，5-3mm一氮化铬：20份，3-1mm莫来石：15份，1-0mm铬酸钙：14份，偏粘土粉4份，氧化钴铝粉：6份，切割粉：9份，土状石墨粉8份；复合炭粉2份；ρ氧化铝2份，氧化铝微粉3份，三氧化钼粉2份；氧化镁铁粉3份，电熔纯铝酸钙水泥2份；外加剂按上述主料总重量份数为100%，外加剂的重量份数为：木质素磺酸钙0.16份，纳米土豆粉0.05份，苹果酸0.01份，C12H14N4O5S20.1份。
优先的，所述浇注料的重量份组成为：8-5mm板状刚玉：11份，5-3mm一氮化铬：19份，3-1mm莫来石：15份，1-0mm铬酸钙：14份，偏粘土粉3份，氧化钴铝粉：7份，切割粉：10份，土状石墨粉8份；复合炭粉2份；ρ氧化铝3份，氧化铝微粉3份，三氧化钼粉1份；氧化镁铁粉2份，电熔纯铝酸钙水泥2份；外加剂按上述主料总重量份数为100%，外加剂的重量份数为：木质素磺酸钙0.16份，纳米土豆粉0.05份，苹果酸0.01份，C12H14N4O5S20.1份。
优先的，所述浇注料的重量份组成为：8-5mm板状刚玉：13份，5-3mm一氮化铬：19份，3-1mm莫来石：14份，1-0mm铬酸钙：15份，偏粘土粉3份，氧化钴铝粉：7份，切割粉：10份，土状石墨粉8份；复合炭粉2份；ρ氧化铝1份，氧化铝微粉3份，三氧化钼粉0份；氧化镁铁粉1份，电熔纯铝酸钙水泥4份；外加剂按上述主料总重量份数为100%，外加剂的重量份数为：木质素磺酸钙0.18份，纳米土豆粉0.05份，苹果酸0.01份，C12H14N4O5S20.1份。
本发明的制备方法，把本发明的产品倒入搅拌机后，外加入3-8%的清洁水，搅拌均匀，即可进行施工，可经自流或振动浇注，施工后可无需烘烤即可投入使用。
本发明的有益效果：配方中加入的铬酸钙，氧化钴铝粉，切割粉，土状石墨粉，复合炭粉，三氧化钼粉等物质提高了铁沟的抗侵蚀性能，抗热震性能，耐高温性能，提高了铁沟的抗氧化能力，同时也增大了铁沟与铁水的润湿角，使得铁水的渗入侵蚀变得更为困难，可以较好的避免主铁沟渗入剥落的问题，不耐冲刷的问题；通过采用ρ氧化铝和水泥复合作为结合剂，可以使得铁沟体系比较纯净的同时，提高了铁沟的耐高温方面的各项性能，避免了使用溶胶结合剂粘度太大导致的施工不便及溶胶相对贵的缺陷，也避免了因单独使用ρ氧化铝造成的铁沟初期强度太低的缺陷；通过引入木质素磺酸钙，纳米土豆粉，苹果酸，C12H14N4O5S2，偏粘土粉，可以减少浇注料加水量，提高浇注料的流动性，提高浇注料的防爆性能，炉前高温下的施工性能，增强了铁沟的高温强度及各项性能。使用本发明，使得铁沟与铁水不易润湿，抗侵蚀性好，热震稳定性好，施工性能好，完全满足了高炉正常出铁生产的需要，可以有效改善目前高炉由于主铁沟的不抗侵蚀，抗热震性差而导致的生产不稳定。本发明经过实验室实验及在同一个高炉上与当前产品的比较实验得出：本发明产品的抗侵蚀性，抗渣性等性能远胜于客户当前使用的产品，通铁量达到每座高炉当前使用的同类产品的2倍左右。
具体实施方式
小型高炉主铁沟浇注料的配方1，包括以下重量份数的组分：8-5mm板状刚玉：8份，5-3mm一氮化铬：20份，3-1mm莫来石：12份，1-0mm铬酸钙：15份，偏粘土粉5份，氧化钴铝粉：7份，切割粉：10份，土状石墨粉8份；复合炭粉2份；ρ氧化铝2份，氧化铝微粉3份，三氧化钼粉2份；氧化镁铁粉4份，电熔纯铝酸钙水泥2份；外加剂按上述主料总重量份数为100%，外加剂的重量份数为：木质素磺酸钙0.16份，纳米土豆粉0.05份，苹果酸0.01份，C12H14N4O5S20.1份。
小型高炉主铁沟浇注料的配方2，包括以下重量份数的组分：8-5mm板状刚玉：10份，5-3mm一氮化铬：20份，3-1mm莫来石：15份，1-0mm铬酸钙：14份，偏粘土粉4份，氧化钴铝粉：6份，切割粉：9份，土状石墨粉8份；复合炭粉2份；ρ氧化铝2份，氧化铝微粉3份，三氧化钼粉2份；氧化镁铁粉3份，电熔纯铝酸钙水泥2份；外加剂按上述主料总重量份数为100%，外加剂的重量份数为：木质素磺酸钙0.16份，纳米土豆粉0.05份，苹果酸0.01份，C12H14N4O5S20.1份。
小型高炉出主铁沟浇注料的配方3，包括以下重量份数的组分：8-5mm板状刚玉：11份，5-3mm一氮化铬：19份，3-1mm莫来石：15份，1-0mm铬酸钙：14份，偏粘土粉3份，氧化钴铝粉：7份，切割粉：10份，土状石墨粉8份；复合炭粉2份；ρ氧化铝3份，氧化铝微粉3份，三氧化钼粉1份；氧化镁铁粉2份，电熔纯铝酸钙水泥2份；外加剂按上述主料总重量份数为100%，外加剂的重量份数为：木质素磺酸钙0.16份，纳米土豆粉0.05份，苹果酸0.01份，C12H14N4O5S20.1份。
小型高炉出主铁沟浇注料的配方4，8-5mm板状刚玉：13份，5-3mm一氮化铬：19份，3-1mm莫来石：14份，1-0mm铬酸钙：15份，偏粘土粉3份，氧化钴铝粉：7份，切割粉：10份，土状石墨粉8份；复合炭粉2份；ρ氧化铝1份，氧化铝微粉3份，三氧化钼粉0份；氧化镁铁粉1份，电熔纯铝酸钙水泥4份；外加剂按上述主料总重量份数为100%，外加剂的重量份数为：木质素磺酸钙0.18份，纳米土豆粉0.05份，苹果酸0.01份，C12H14N4O5S20.1份。
实施例一
使用配方1制备高炉主铁沟：按配方1配料并在搅拌机搅拌，再外加入上述总量3-8%的清洁水，搅拌均匀后，向铁水流经的主铁沟内安装的模具中，加入浇注料，自然养护1小时脱模得高炉主铁沟。
实施例二
用配方2制备高炉主铁沟：按配方2配料并在搅拌机搅拌，再外加入上述总量3-8%的清洁水，搅拌均匀后，向铁水流经的主铁沟内安装的模具中，加入浇注料，自然养护1小时脱模得高炉主铁沟。
实施例三
用配方3制备高炉主铁沟：按配方3配料并在搅拌机搅拌，再外加入上述总量3-8%的清洁水，搅拌均匀后，向铁水流经的主铁沟内安装的模具中，加入浇注料，自然养护1小时脱模得高炉主铁沟。
实施例四
用配方4制备高炉主铁沟：按配方4配料并在搅拌机搅拌，再外加入上述总量3-8%的清洁水，搅拌均匀后，向铁水流经的主铁沟内安装的模具中，加入浇注料，自然养护1小时脱模得高炉主铁沟。
对比实施例：将河北钢铁集团公司四座高炉现用的铁沟浇注料，与本发明的铁沟浇注料进行性能对比；上述实施例1~4的使用性能检测结果及对比例的结果见下表。因条件有限，抗热震实验是在实验室进行了30次，终止了热震实验；取相对应高炉的炉渣，在实验室进行回转抗渣实验，实验标准，参照冶标；一次通铁量指的是不做修补的通铁量，一次通铁量是对应同一个高炉，本发明产品与高炉当前使用的产品进行实际通铁量的比较。因每个高炉因素比较多，本实验仅在同一座高炉当前使用产品与本发明产品的比较。从结果可以看出，本发明的各方面性能及使用效果远远优于客户当前使用的产品。
具体指标见下表
本具体实施例仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种小型高炉主铁沟浇注料，所述浇注料包括主料和外加剂，其中主料的组分由以下重量份数的组分组成：8-5mm板状刚玉：5-8份，5-3mm一氮化铬：15-20份，3-1mm莫来石：10-15份，1-0mm铬酸钙：8-15份，偏粘土粉2-5份，氧化钴铝粉：3-7份，切割粉：5-10份，土状石墨粉3-8份；复合炭粉1-2份；三氧化钼粉0-3份；氧化铝微粉3-5份，氧化镁铁粉1-5份，ρ氧化铝1-3份，电熔纯铝酸钙水泥0-5份；外加剂按上述主料总重量份数为100%，外加剂的重量份数为：木质素磺酸钙0.1-0.2份，纳米土豆粉0.01-0.05份，苹果酸0.01份，C12H14N4O5S20.1份。
2.根据权利要求1所述的一种小型高炉主铁沟浇注料，其特征在于：所述偏粘土粉为粘土首先经过热处理后得到偏高岭土的成分所占重量比达60%以上的物质A，物质A与白榴石、糊精按重量比8.5：1.2：0.3混合均匀，即为偏粘土粉。
3.根据权利要求1所述的一种小型高炉主铁沟浇注料，其特征在于：所述的切割粉为单晶硅生产过程中切割单晶硅产生的切削粉，所述主要成分为SiC50-70%，单质硅30-50%。
4.根据权利要求1所述的一种小型高炉主铁沟浇注料，其特征在于：所述的复合炭粉为白炭，糖炭，沥青焦炭重量比1：2：7的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种小型高炉主铁沟浇注料，其特征在于：所述的切割粉为单晶硅生产过程中切割单晶硅产生的切削粉，所述主要成分为SiC50-70%，单质硅30-50%。
6.根据权利要求1所述的一种小型高炉主铁沟浇注料，所述浇注料的重量份组成为：8-5mm板状刚玉：8份，5-3mm一氮化铬：20份，3-1mm莫来石：12份，1-0mm铬酸钙：15份，偏粘土粉5份，氧化钴铝粉：7份，切割粉：10份，土状石墨粉8份；复合炭粉2份；ρ氧化铝2份，氧化铝微粉3份，三氧化钼粉2份；氧化镁铁粉4份，电熔纯铝酸钙水泥2份；外加剂按上述主料总重量份数为100%，外加剂的重量份数为：木质素磺酸钙0.16份，纳米土豆粉0.05份，苹果酸0.01份，C12H14N4O5S20.1份。
7.根据权利要求1所述的一种小型高炉主铁沟浇注料，所述浇注料的重量份组成为：8-5mm板状刚玉：10份，5-3mm一氮化铬：20份，3-1mm莫来石：15份，1-0mm铬酸钙：14份，偏粘土粉4份，氧化钴铝粉：6份，切割粉：9份，土状石墨粉8份；复合炭粉2份；ρ氧化铝2份，氧化铝微粉3份，三氧化钼粉2份；氧化镁铁粉3份，电熔纯铝酸钙水泥2份；外加剂按上述主料总重量份数为100%，外加剂的重量份数为：木质素磺酸钙0.16份，纳米土豆粉0.05份，苹果酸0.01份，C12H14N4O5S20.1份。
8.根据权利要求1所述的一种小型高炉主铁沟浇注料，所述浇注料的重量份组成为：8-5mm板状刚玉：11份，5-3mm一氮化铬：19份，3-1mm莫来石：15份，1-0mm铬酸钙：14份，偏粘土粉3份，氧化钴铝粉：7份，切割粉：10份，土状石墨粉8份；复合炭粉2份；ρ氧化铝3份，氧化铝微粉3份，三氧化钼粉1份；氧化镁铁粉2份，电熔纯铝酸钙水泥2份；外加剂按上述主料总重量份数为100%，外加剂的重量份数为：木质素磺酸钙0.16份，纳米土豆粉0.05份，苹果酸0.01份，C12H14N4O5S20.1份。
9.根据权利要求1所述的一种小型高炉主铁沟浇注料，所述浇注料的重量份组成为：8-5mm板状刚玉：13份，5-3mm一氮化铬：19份，3-1mm莫来石：14份，1-0mm铬酸钙：15份，偏粘土粉3份，氧化钴铝粉：7份，切割粉：10份，土状石墨粉8份；复合炭粉2份；ρ氧化铝1份，氧化铝微粉3份，三氧化钼粉0份；氧化镁铁粉1份，电熔纯铝酸钙水泥4份；外加剂按上述主料总重量份数为100%，外加剂的重量份数为：木质素磺酸钙0.18份，纳米土豆粉0.05份，苹果酸0.01份，C12H14N4O5S20.1份。
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