CN108503373A

CN108503373A - 高炉铁口修复用耐火浇注料

Info

Publication number: CN108503373A
Application number: CN201710106995.3A
Authority: CN
Inventors: 张永忠; 姜伟忠; 甘菲芳; 夏欣鹏
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2017-02-27
Filing date: 2017-02-27
Publication date: 2018-09-07

Abstract

本发明公开了一种高炉铁口修复用耐火浇注料，包括下列耐火材料：莫来石55～68％，碳化硅15～25%，刚玉微粉3～10％，二氧化硅微粉2～5%，碳化硅微粉5～8%，铝酸钙水泥3～7%；外加：有机纤维+0.3～1.0%，减水剂聚磷酸盐+0.2～0.8%，促凝剂氯化钙+0.4～1.0%。莫来石原料Al₂O₃≥60%，二氧化硅微粉原料SiO₂≥92%，碳化硅原料SiC≥97%，刚玉原料Al₂O₃≥98%。刚玉微粉平均粒径小于20um，碳化硅微粉平均粒径小于10um，二氧化硅微粉平均粒径小于1um。本发明的耐火烧注料用于高炉铁口区域永久层耐火砖、铁口保护砖损坏部位的修复。本发明的耐火烧注料有利于减少铁口区域冒煤气火或喷溅现象，能改善高炉炉前操作环境，保持高炉长寿。

Description

高炉铁口修复用耐火浇注料

技术领域

本发明述及一种高炉出铁口耐火材料技术领域，尤其涉及一种高炉出铁口修复用耐火浇注料。

背景技术

高炉出铁口为耐火材料使用最为苛刻的部位之一，随着时间的推移，各铁口煤气火逐渐变大，而且出铁时容易喷溅。尽管高炉有定期的定修，进行铁口永久层砖、保护砖更换，或制作永久砖压板、或铁口进行压浆作业，以维持炉前正常生产。但铁口煤气火问题仍然没有得到有效的解决，炉前做泥套等作业仍存在困难。因为铁口压浆只是短期有效，材料收缩大，强度低。更换耐火砖也存在不利因素：因为砖缝多，整体性、密封性差，还有冒煤气火；砌筑耐火砖的火泥强度又不高，铁口保护砖很容易突出而结构受破坏。因此必须开发一种快干高强的整体浇注的铁口修复耐火材料来实施铁口修复以解决以上问题。

中国专利CN102134621B公开了一种高炉铁口修复方法，其技术在于：（1）拆除铁口中心线以下的棕刚玉砖和碳砖；（2）修整铁口内壁；（3）砌筑棕刚玉砖；在拆除棕刚玉砖和碳砖后形成的空腔底部砌筑至少两层棕刚玉砖；（4）安装冷却盘管；在砌筑棕刚玉砖以后的空腔内安装冷却盘管；（5）浇注棕刚玉填料；在安装冷却盘管以后的空腔内浇注棕刚玉填料；（6）炉皮压浆；完成棕刚玉填料浇注以后，在浇注的棕刚玉填料与炉皮之间和砌筑的棕刚玉砖之间压浆。其优点在于：能够有效提高铁口的使用寿命。该专利涉及到一种棕刚玉浇注料的应用。

国内高炉现有技术是铁口永久层耐火砖采用碳化硅为75%的氮化硅结合碳化硅砖，铁口保护砖采用碳化硅为13%的高铝碳化硅砖，其价格昂贵。但砖缝多成了薄弱环节，耐火砖功能过剩，而砌筑砖的火泥性能不够好，两者不够匹配，因此高炉整体寿命不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高炉铁口修复用耐火浇注料，该浇注料的强度、抗爆裂性能、抗热震稳定性等关键性能良好，能满足现场快速施工和烘烤的要求，并且能抵抗熔融渣、铁水的高速冲刷，其寿命长，密封性好。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种高炉铁口修复用耐火浇注料，包括下列耐火材料：莫来石55～68％，碳化硅15～25%，刚玉微粉3～10％，二氧化硅微粉2～5%，碳化硅微粉5～8%，铝酸钙水泥3～7%；外加：有机纤维+0.3～1.0%，减水剂聚磷酸盐+0.2～0.8%，促凝剂氯化钙+0.4～1.0%。

所述莫来石原料Al₂O₃≥60%，二氧化硅微粉原料SiO₂≥92%，碳化硅原料SiC≥97%，刚玉原料Al₂O₃≥98%。

所述刚玉微粉平均粒径小于20um，碳化硅微粉平均粒径小于10um，二氧化硅微粉平均粒径小于1um。

本发明高炉铁口修复用耐火浇注料，其强度、抗爆裂性能、抗热震稳定性等关键性能良好，能满足现场快速施工和烘烤的要求，并且能抵抗熔融渣、铁水的高速冲刷，其寿命长，密封性好，对高炉的安全生产、环保、提高生产效率有很大作用。

本发明高炉铁口修复用耐火浇注料的浇注施工在铁口区域永久砖和保护砖损坏或需要更换的部位，该浇注料的施工体完整性和密封性比原耐火砖砌筑的要好，能大大减少铁口区域冒煤气火及铁口区域喷溅现象，改善高炉炉前操作环境，保持高炉长寿。

本发明高炉铁口修复用耐火浇注料的主要特征是采用莫来石、碳化硅、刚玉微粉、二氧化硅微粉、碳化硅微粉、铝酸钙水泥、减水剂、防爆剂、促凝剂等耐火原料和外加剂组成。使用时将各材料混合均匀，加入+4.5～6.5%的水搅拌均匀制成可流动及振动的浇注料。

施工前将高炉铁口永久砖、保护砖、泥套拆除，铁口框内焊接锚固件，制作好模具框，浇注料整体浇注在模具框内就可以。浇注施工完成后，对施工体进行短期养生、脱模、烘烤，即可快速投入使用。整个铁口区域永久层、保护层耐火材料成为一个完整的结构体，密封性好、寿命长、成本低。

本发明高炉铁口修复用耐火浇注料具备以下特征：（1）浇注后能够迅速硬化成型，以利于快速脱模，容易施工。（2）能够迅速高温烘烤不爆裂，不产生剥落。（3）耐侵蚀和耐冲刷，抗氧化性好，使用寿命长。

本发明高炉铁口修复用耐火浇注料所用的主要耐火原材料有莫来石、碳化硅、刚玉微粉、二氧化硅微粉、碳化硅微粉、水泥、减水剂、防爆剂、促凝剂等。

选用莫来石、优质碳化硅，提高了浇注料的抗热震稳定性、耐冲刷、抗侵蚀能力。莫来石是本发明的主要耐火原料，它膨胀小，抗热震性能突出，加入量55～68%之间使浇浆料有合适的抗热震性和高温体积稳定性。碳化硅耐磨及抗渣侵蚀性能特别优异，加入15～25%比较合适，加入太多则影响烧结强度。

选用刚玉微粉和二氧化硅微粉可以有效地控制浇注料高温强度和线变化，避免内裂纹，也相应提高高温强度。加入碳化硅微粉不仅提高材料强度，增加抗侵蚀性能，而且可以作为抗氧化剂，首先在表面生成SiO₂，封闭浇注料气孔，保护其它的碳化硅颗粒与细粉。刚玉微粉加入3～10％、二氧化硅微粉加入2～5%、碳化硅微粉加入5～8%比较合适，各种微粉可以使浇注料流动性好，强度高，材料致密，但加入量太多加水量会增加反而影响流动性，并且材料成本大幅提高。

本发明中的碳化硅是指粒度180目以上（0.088mm）碳化硅，碳化硅微粉平均粒径小于10um。

加入铝酸钙水泥，水泥是本发明浇注料的结合剂，使耐火材料在加水浇注后硬化产生强度。但由于水泥在高温下会产生低熔物，所以不能多加，铝酸钙水泥加入量为3～7%较合适。

在浇注料中添加减水剂，改善了浇注料的流动性，减少了搅拌料时的加水量，从而缩短了凝固时间。减水剂聚磷酸盐加入量为+0.2～0.8%比较合适。

在浇注料中添加有机纤维，大大地缩短了烘烤时间，同时浇注体不会爆裂，起到了防爆作用，比普通浇注料的烘烤时间缩短了36h，现在只要8h就可以完成。加入有机纤维使材料在干燥固化、烘烤过程中防止出现裂纹，但超过1.0%就会影响浇注料的流动性和强度，因此必须控制合理加入量。

添加促凝剂是为了结合剂水泥早凝，浇注后材料迅速凝固硬化，缩短脱模时间，将普通浇注料需24h脱模的时间缩短到2h后就可以脱模，大大提高了维修效率。促凝剂氯化钙加入+0.4～1.0%为比较合适。

本发明采用多种性能各异的耐火原料，在使用过程发挥各自的特色，使高炉铁口修复用浇注料有很好的应用效果。

具体实施方式

实施例（重量百分比计）

实施例1：耐火原料按以下比例(重量计):莫来石55％，碳化硅25%，刚玉微粉10％，二氧化硅微粉2%，碳化硅微粉5%，铝酸钙水泥3%，按重量比100%配制。在以上重量100%基础上外加有机纤维+0.4%，减水剂聚磷酸盐+0.5%，促凝剂氯化钙+0.4%组成浇注料的干粉料。加入+5.5%的水经过搅拌均匀，振动浇注在铁口区域需要修补的模具框内，浇注体经过养护、脱模、烘烤即可投入使用。

实施例2：耐火原料按以下比例(重量计):莫来石58％，碳化硅20%，刚玉微粉6％，二氧化硅微粉4%，碳化硅微粉6%，铝酸钙水泥6%，按重量比100%配制。在以上重量100%基础上外加有机纤维+1.0%，减水剂聚磷酸盐+0.8%，促凝剂氯化钙+0.8%组成浇注料的干粉料。加入+4.5%的水经过搅拌均匀，振动浇注在铁口区域需要修补的模具框内，浇注体经过养护、脱模、烘烤即可投入使用。

实施例3：耐火原料按以下比例(重量计):莫来石62％，碳化硅18%，刚玉微粉4％，二氧化硅微粉3%，碳化硅微粉6%，铝酸钙水泥7%，按重量比100%配制。在以上重量100%基础上外加有机纤维+0.6%，减水剂聚磷酸盐+0.6%，促凝剂氯化钙+1.0%组成浇注料的干粉料。加入+5.1%的水经过搅拌均匀，振动浇注在铁口区域需要修补的模具框内，浇注体经过养护、脱模、烘烤即可投入使用。

实施例4：耐火原料按以下比例(重量计):莫来石64％，碳化硅16%，刚玉微粉5％，二氧化硅微粉3%，碳化硅微粉8%，铝酸钙水泥4%，按重量比100%配制。在以上重量100%基础上外加有机纤维+0.5%，减水剂聚磷酸盐+0.4%，促凝剂氯化钙+0.5%组成浇注料的干粉料。加入+6.0%的水经过搅拌均匀，振动浇注在铁口区域需要修补的模具框内，浇注体经过养护、脱模、烘烤即可投入使用。

实施例5：耐火原料按以下比例(重量计):莫来石68％，碳化硅15%，刚玉微粉3％，二氧化硅微粉5%，碳化硅微粉5%，铝酸钙水泥4%，按重量比100%配制。在以上重量100%基础上外加有机纤维+0.3%，减水剂聚磷酸盐+0.2%，促凝剂氯化钙+0.4%组成浇注料的干粉料。加入+6.5%的水经过搅拌均匀，振动浇注在铁口区域需要修补的模具框内，浇注体经过养护、脱模、烘烤即可投入使用。

以上实施例与现有耐火材料效果对比，本发明高炉铁口修复用耐火浇注料气孔率低，致密性好，应用时密封性好，结构完整，不易开裂；热震性好，能够快速高温烘烤不爆裂，不产生剥落；强度高，耐侵蚀和耐冲刷；因而本发明高炉铁口修复用耐火浇注料使用寿命长。参见表1。

表1

Claims

1.一种高炉铁口修复用耐火浇注料，其特征是：包括下列耐火材料：莫来石55～68％，碳化硅15～25%，刚玉微粉3～10％，二氧化硅微粉2～5%，碳化硅微粉5～8%，铝酸钙水泥3～7%；外加：有机纤维+0.3～1.0%，减水剂聚磷酸盐+0.2～0.8%，促凝剂氯化钙+0.4～1.0%。

2.根据权利要求1所述的高炉铁口修复用耐火浇注料，其特征是：所述莫来石原料Al₂O₃≥60%，二氧化硅微粉原料SiO₂≥92%，碳化硅原料SiC≥97%，刚玉原料Al₂O₃≥98%。

3.根据权利要求1或2所述的高炉铁口修复用耐火浇注料，其特征是：所述刚玉微粉平均粒径小于20um，碳化硅微粉平均粒径小于10um，二氧化硅微粉平均粒径小于1um。