CN109293375A - 一种高炉出铁沟用耐火浇注料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了提供一种大型高炉出铁沟用绿色环保、节能减排、施工性能好、强度高、高温体积稳定性好、热震稳定性及抗渣侵蚀性优良的一种高炉出铁沟耐火浇注料的制备方法。本发明是采用山西优质高铝矾土（Al₂O₃≥88%）、电熔棕刚玉、电熔白刚玉及97碳化硅为主要原料，高铝矾土、电熔棕刚玉由一定的颗粒级配组成，以电熔白刚玉粉、煅烧氧化铝粉、95硅微粉、球状沥青、金属硅粉、纯铝酸钙水泥为基质组成，并添加适量的防爆剂和高效分散剂配制而成。本发明方法制备的长寿命环保型出铁沟浇注料所采用的煅烧氧化铝粉显微结构均匀、细度高、烧结性和流动性好，高温下与氧化硅反应生成莫来石高温相，改善材料内部显微组织结构，提高材料的热震稳定性。

Description

一种高炉出铁沟用耐火浇注料及制备方法

技术领域

本发明属于一种高炉出铁沟用耐火浇注料的制备方法，具体来说是涉及到一种大型高炉出铁沟用长寿命环保型振动或自流耐火浇注料的制备方法。

背景技术

随着冶金行业的快速发展和不断地改善进步，各种各样的高炉为了增大产量，都采用了各种各样的技术来不断地强化自身的冶金工艺，因此出铁沟用耐火材料的工作环境就变得越来越差。所以，冶金行业对Al₂O₃-SiC-C 质铁沟浇注料的性能有了更苛刻的要求。铁沟浇注料在工作中，不仅受到高温铁水、渣的直接性冲刷，还受到机械的磨损、化学的侵蚀，还受到突然降低和升高的温度变化，或者长时间的在高温下作业等影响，使得耐火浇注料产生损耗。由于国家对钢铁的使用量增大，各个工厂的高炉规格也在不断地变大，铁沟用耐火材料的损耗量也随着增大，从而耐火材料的使用量也在不断的增大。

随着耐火材料的使用量加大，以往的耐火砖在砌筑、修补等施工方面显得得比较复杂。而耐火浇注料在满足冶金行业对耐火材料各项使用性能合格的要求下，根据其自身的优点，使得耐火浇注料在施工方面容易简单，省去了大量人力和施工时间。相对于普通的耐火砖来说，耐火浇注料可以机械化施工，日后修补方便。

出铁沟是用来引出高温的铁水的特殊通道，在生产工作的过程中中要承受住流动的高温铁水、熔渣剧烈的机械冲刷的作用，高炉的炉渣化学侵蚀作用，间歇性流出铁水、高、低温度急剧变化的热震的作用等。所以，出铁沟用的耐火材料，应该具备以下的几个优点：要有优秀的高温耐磨性和耐高温冲刷性；材料有较好的抗热震稳定性，有较强的抗氧化的能力，耐渣的高温侵蚀等。

在我国的耐火材料行业里，大型的高炉是用碳化硅、电熔棕刚玉、金属硅、二氧化硅微粉、外加剂等材料配制而成的浇注料。但是这种浇注料不仅成本高，而且寿命短，且要经过长时间的烘烤，造成施工周期长，能源消耗大，所以急需研制一种长寿命节能化的出铁沟耐火浇注料。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明的目的在于提供一种绿色环保型、施工性能好、强度高、高温体积稳定性好、热震稳定性及抗渣侵蚀性优良的一种耐火浇注料的制备方法，进而提高高炉出铁沟用耐火浇注料的使用寿命。本发明充分排除铬、锰等污染元素，采用山西优质高铝矾土 (Al₂O₃≥88份)、电熔棕刚玉、电熔白刚玉及97碳化硅为主要原料，高铝矾土、电熔棕刚玉由一定的颗粒级配组成，以电熔白刚玉粉、煅烧氧化铝粉、95硅微粉、球状沥青、金属硅粉、纯铝酸钙水泥为基质组成，并添加适量的复合防爆剂和高效分散剂配制而成。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种高炉出铁沟用耐火浇注料，包括以下组分：

97碳化硅，粒径在3～1毫米，5～10份；

97碳化硅，粒径在1～0毫米，5～10份；

97碳化硅，粒径在0.074毫米，5～10份；

电熔白刚玉，粒径在0.074毫米，5～10份；

煅烧氧化铝粉，粒径在2微米，1～10份；

95硅微粉，粒径在1微米，1～5份；

金属硅粉，粒径在0.044毫米，1～5份；

纯铝酸盐水泥，粒径在0.044毫米，1～5份；

山西优质高铝矾土(Al₂O₃≥88份)，粒径在10～5毫米，加入量在20～30 份；

电熔棕刚玉，粒径在5～3毫米，15～20份；

电熔棕刚玉，粒径在3～1毫米，10～15份；

球状沥青，粒径在1～0毫米，1～5份；

复合防爆剂，0.1～0.5份；

高效减水剂，0.1～0.3份；

高效分散剂，0.1～0.5份。

为了进一步改进技术方案，本发明所述复合防爆剂为：偶氮二甲酰胺和金属铝粉或聚丙烯纤维。

为了进一步改进技术方案，本发明所述复合防爆剂由金属铝粉、偶氮酰胺、乳酸铝和有机纤维复合而成。

为了进一步改进技术方案，本发明所述高效减水剂为：β-萘磺酸钠甲醛缩合物(NF)。

一种高炉出铁沟用耐火浇注料的制备方法，其制备步骤为：S1：先将电熔白刚玉粉、97碳化硅粉、95硅微粉、煅烧氧化铝粉、纯铝酸钙水泥和金属硅粉预制成混合料A；

S2：将球状沥青、复合防爆剂及高效分散剂预制成混合料B，

S3：将山西优质高铝矾土和两种粒径的电熔棕刚玉在混料机中预制成粗骨料C搅拌均匀；

S4：将步骤S1～S3中的A料、B料和C料分别包装；

S5：制备浇注料时，将预混合料A和预混合料B加入C料加入强制搅拌机中进行干混均匀，搅拌时加入高效减水剂搅拌均匀后装入吨袋中制得耐火浇注料干料；

S6：将干料倒入混合机中，边搅拌边加入常温自来水进行混合，混合均匀后即可浇注成型，然后经过养护、脱模、快速烘烤即可投入使用。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明公开的高炉出铁沟用耐火浇注料，其优点主要表现在以下几个方面：1、本发明的高炉出铁沟用耐火浇注料中采用优质高铝细粉和粘土为主要原料，现场喷涂后施工体的主要矿物相为刚玉相、莫来石相和方石英相，施工体不会产生较大的晶型转变而引发开裂或剥落；

2、本发明的高炉出铁沟用耐火浇注料中使用了超细二氧化硅微粉，既提高了喷涂料流动性及常温和中温强度，又增加了喷涂料在高温时的烧结性，因此二氧化硅微粉既是增强剂也是烧结剂；

3、本发明的高炉出铁沟用耐火浇注料采用硫酸铝作为结合剂，既延长了喷涂料的保存期，有提高材料的高温使用性能，因此硫酸铝既是保存剂也是高温结合剂；

4、本发明的热喷涂料施工后可快速烧结，可以直接在高温下使用，使用性能接近工作衬体的性能，最高使用温度可达到1580℃，施工效率高、不堵枪口、不反弹、不污染环境，可以在焦炉的内墙、外墙的任何部位进行修补维护，在焦炉维护方面是一个很大的突破。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。

实施例1：

先将电熔白刚玉粉、碳化硅粉、硅微粉、煅烧氧化铝粉、纯铝酸钙水泥和金属硅粉预混合料A；球状沥青、高效防爆剂及高效分散剂预制成混合料B，将山西优质高铝矾土和两种粒径的电熔棕刚玉在混料机中预制成粗骨料C搅拌均匀，A料、B料和C料分别包装。制备浇注料时，将预混合料A和预混合料B加入C料加入强制搅拌机中进行干混均匀，搅拌时加入高效减水剂搅拌均匀后装入吨袋中制得耐火浇注料干料；将干料倒入混合机中，边搅拌边加入常温自来水进行混合，混合均匀后即可浇注成型，然后经过养护、脱模、快速烘烤即可投入使用。

长寿命环保型出铁沟浇注料按下列比例(重量百分比)进行配置：山西优质高铝矾土(Al₂O₃≥88份)，粒径在10～5毫米，加入量在25份；

电熔棕刚玉，粒径在5～3毫米，加入量在15份；

电熔棕刚玉，粒径在3～1毫米，加入量在15份；

97碳化硅，粒径在3～1毫米，加入量在5份；

97碳化硅，粒径在1～0毫米，加入量在8份；

97碳化硅，粒径在0.074毫米，加入量在10份；

电熔白刚玉，粒径在0.074毫米，加入量在10份；

煅烧氧化铝粉，粒径在2微米，加入量在5份；

95硅微粉，粒径在1微米，加入量在2份；

球状沥青，粒径在1～0毫米，加入量在3份；

金属硅粉，粒径在0.044毫米，加入量在3份；

纯铝酸盐水泥，粒径在0.044毫米，加入量在3份；

偶氮二甲酰胺和金属铝粉，加入量在0.3份；

高效减水剂，加入量在0.1份；

高效分散剂，加入量在0.1份。

实施例2：

先将电熔白刚玉粉、碳化硅粉、硅微粉、煅烧氧化铝粉、纯铝酸钙水泥和金属硅粉预混合料A；球状沥青、高效防爆剂及高效分散剂预制成混合料B，将山西优质高铝矾土和两种粒径的电熔棕刚玉在混料机中预制成粗骨料C搅拌均匀，A料、B料和C料分别包装。制备浇注料时，将预混合料A和预混合料B加入C料加入强制搅拌机中进行干混均匀，搅拌时加入高效减水剂搅拌均匀后装入吨袋中制得耐火浇注料干料；将干料倒入混合机中，边搅拌边加入常温自来水进行混合，混合均匀后即可浇注成型，然后经过养护、脱模、快速烘烤即可投入使用。

长寿命环保型出铁沟浇注料按下列比例(重量百分比)进行配置：山西优质高铝矾土(Al₂O₃≥88份)，粒径在10～5毫米，加入量在30份；

电熔棕刚玉，粒径在5～3毫米，加入量在20份；

电熔棕刚玉，粒径在3～1毫米，加入量在10份；

97碳化硅，粒径在3～1毫米，加入量在10份；

97碳化硅，粒径在1～0毫米，加入量在5份；

97碳化硅，粒径在0.074毫米，加入量在8份；

电熔白刚玉，粒径在0.074毫米，加入量在8份；

煅烧氧化铝粉，粒径在2微米，加入量在10份；

95硅微粉，粒径在1微米，加入量在4份；

球状沥青，粒径在1～0毫米，加入量在5份；

金属硅粉，粒径在0.044毫米，加入量在5份；

纯铝酸盐水泥，粒径在0.044毫米，加入量在8份；

金属铝粉、偶氮酰胺、乳酸铝和有机纤维复合而成的防爆剂，加入量在0.1份；

高效减水剂，加入量在0.3份；

高效分散剂，加入量在0.5份。

实施例3：

先将电熔白刚玉粉、碳化硅粉、硅微粉、煅烧氧化铝粉、纯铝酸钙水泥和金属硅粉预混合料A；球状沥青、高效防爆剂及高效分散剂预制成混合料B，将山西优质高铝矾土和两种粒径的电熔棕刚玉在混料机中预制成粗骨料C搅拌均匀，A料、B料和C料分别包装。制备浇注料时，将预混合料A和预混合料B加入C料加入强制搅拌机中进行干混均匀，搅拌时加入高效减水剂搅拌均匀后装入吨袋中制得耐火浇注料干料；将干料倒入混合机中，边搅拌边加入常温自来水进行混合，混合均匀后即可浇注成型，然后经过养护、脱模、快速烘烤即可投入使用。

长寿命环保型出铁沟浇注料按下列比例(重量百分比)进行配置：山西优质高铝矾土(Al₂O₃≥88份)，粒径在10～5毫米，加入量在20份；

电熔棕刚玉，粒径在5～3毫米，加入量在18份；

电熔棕刚玉，粒径在3～1毫米，加入量在13份；

97碳化硅，粒径在3～1毫米，加入量在8份；

97碳化硅，粒径在1～0毫米，加入量在10份；

97碳化硅，粒径在0.074毫米，加入量在6份；

电熔白刚玉，粒径在0.074毫米，加入量在5份；

煅烧氧化铝粉，粒径在2微米，加入量在2份；

95硅微粉，粒径在1微米，加入量在1份；

球状沥青，粒径在1～0毫米，加入量在2份；

金属硅粉，粒径在0.044毫米，加入量在2份；

纯铝酸盐水泥，粒径在0.044毫米，加入量在2份；

复合防爆剂，加入量在0.2份；

β-萘磺酸钠甲醛缩合物(NF)，加入量在0.3份；

高效分散剂，加入量在0.3份。

采用本发明的长寿命环保型出铁沟浇注料的制备方法中的实例1和实例2的性能及国内某耐火企业生产的铁沟浇注料的性能比较见附表1：

附表1

一种长寿命环保型出铁沟浇注料与现有国内某耐火企业生产的铁沟浇注料的主要特征比较见附表2。

附表2

主要特征	国内某耐火企业	本产品
			生产与施工效率	较低	很高
能源问题	浪费	节能
			有害元素	较多	环保
高温强度	一般	很强
			热震后强度保持率	一般	较高
高温体积稳定性	收缩较大	稳定
			抗渣性	一般	优

Claims (5)

1.一种高炉出铁沟用耐火浇注料，其特征是：包括以下组分：

97碳化硅，粒径在3～1毫米，5～10份；

97碳化硅，粒径在1～0毫米，5～10份；

97碳化硅，粒径在0.074毫米，5～10份；

电熔白刚玉，粒径在0.074毫米，5～10份；

煅烧氧化铝粉，粒径在2微米，1～10份；

95硅微粉，粒径在1微米，1～5份；

金属硅粉，粒径在0.044毫米，1～5份；

纯铝酸盐水泥，粒径在0.044毫米，1～5份；

山西优质高铝矾土(Al₂O₃≥88份)，粒径在5～10毫米，加入量在20～30份；

电熔棕刚玉，粒径在3～5毫米，15～20份；

电熔棕刚玉，粒径在1～3毫米，10～15份；

球状沥青，粒径在1～0毫米，1～5份；

复合防爆剂，0.1～0.5份；

高效减水剂，0.1～0.3份；

高效分散剂，0.1～0.5份。

2.如权利要求1所述的高炉出铁沟用耐火浇注料，其特征是：所述复合防爆剂为：偶氮二甲酰胺和金属铝粉或聚丙烯纤维。

3.如权利要求1所述的高炉出铁沟用耐火浇注料，其特征是：所述复合防爆剂由金属铝粉、偶氮酰胺、乳酸铝和有机纤维复合而成。

4.如权利要求1所述的高炉出铁沟用耐火浇注料，其特征是：所述高效减水剂为β-萘磺酸钠甲醛缩合物(NF)。

5.一种如权利要求1所述的高炉出铁沟用耐火浇注料的制备方法，其特征是：

其制备步骤为：S1：先将电熔白刚玉粉、97碳化硅粉、95硅微粉、煅烧氧化铝粉、纯铝酸钙水泥和金属硅粉预制成混合料A；

S2：将球状沥青、防爆剂及高效分散剂预制成混合料B，

S3：将山西优质高铝矾土和两种粒径的电熔棕刚玉在混料机中预制成粗骨料C搅拌均匀；

S4：将步骤S1～S3中的A料、B料和C料分别包装；

S5：制备浇注料时，将预混合料A和预混合料B加入C料加入强制搅拌机中进行干混均匀，搅拌时加入高效减水剂搅拌均匀后装入吨袋中制得耐火浇注料干料；

S6：将干料倒入混合机中，边搅拌边加入常温自来水进行混合，混合均匀后即可浇注成型，然后经过养护、脱模、快速烘烤即可投入使用。