CN110526693A - 一种耐侵蚀炉衬材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及炉衬技术领域，且公开了一种耐侵蚀炉衬材料的制备方法，包括以下步骤：将旧的炉衬全部清除至熔炉内的感应圈位置，沿感应圈内壁敷一层玻璃纤维布，将上述制备后的膏状炉衬料进行分层捣固，总层控制在3‑4层，每次加入料的松散厚度控制在30‑40mm，主要原料为石英砂价格便宜，由于石英砂为天然矿物不用煅烧，省去了原料高温煅烧工序，有利于炭素厂节约能源，降低成本，又由于石英砂具有超高的微孔特性、较高的导热性能和含有灰分，因而所制备的耐侵蚀炉衬材料平均孔径小而孔容积百分率大，导热系数高可有效地降低所制备耐侵蚀炉衬材料的铁水溶蚀指数，可大大节减了耐侵蚀炉衬材料的生产成本。

Description

一种耐侵蚀炉衬材料的制备方法
技术领域
本发明涉及炉衬技术领域，具体为一种耐侵蚀炉衬材料的制备方法。
背景技术
炉子也就是我们书面语说的中频炉，关于中频炉炉衬用耐火材料是很有讲究的，他不仅牵扯到炉龄，还必须保证练的钢种这些在给客户介绍的时候都必须了解清楚，炉衬用耐火材料分为酸性耐火材料、中性耐火材料、碱性耐火材料，以及炉子炉衬耐火材料的毁损机理，另外还有中频或中频无心感应熔铜炉用耐火材料应具有以下特点，这是作为一个合格打炉工必须要知道的常识。
近年来高炉炉缸、炉底的工作条件变得极其恶劣，侵蚀、破损的速度十分迅速，炉缸和炉底储存着炽热的铁水，修补异常困难，因而如何提高高炉炉缸、炉底的炉衬寿命成为冶金工作者共同的课题，高炉炉缸、炉底用耐侵蚀炉衬材料损毁主要有以下几方面铁水的渗透、溶蚀和冲刷，碱金属侵蚀，热应力破坏，氧化熔蚀，CO分解产生C沉积等，故而提出一种耐侵蚀炉衬材料的制备方法来解决上述中提出的问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种耐侵蚀炉衬材料的制备方法，具备防护性强耐腐蚀的优点，解决了近年来高炉炉缸、炉底的工作条件变得极其恶劣，侵蚀、破损的速度十分迅速，炉缸和炉底储存着炽热的铁水，修补异常困难的问题。
(二)技术方案
为实现上述防护性强耐腐蚀的目的，本发明提供如下技术方案：一种耐侵蚀炉衬材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将旧的炉衬全部清除至熔炉内的感应圈位置，沿感应圈内壁敷一层玻璃纤维布，将上述制备后的膏状炉衬料进行分层捣固，总层控制在3-4层，每次加入料的松散厚度控制在30-40mm，继续分层捣固，直至炉衬料至炉口，且在进行捣固时，每层之间相互连接时，采用钢钎把上层的进行松动，并与层与层之间的充分衔接，即可实现成型；
2)耐侵蚀炉衬材料由以下原料制成：石英砂60-80份、石英粉20-30份、硼酸6-8份、水玻璃1-3份、耐火泥10-20份、碳化硅3-5份、铬精矿1-3份、陶瓷纤维2-4份、矿物纤维3-5份和水适量；
3)在制备炉衬材料时先将高钛熔分渣破碎和除铁，并磨至粒径≤0.15mm，得到高钛熔分渣粉料，再将高钛熔分渣粉料与炭黑按质量比为4～6：1配料，然后进行共磨得到共磨粉，然后将共磨粉在1350～1450℃和埋碳条件下热处理3～5小时，磨细至粒径≤0.088mm，制得Ti(C,N)-SiC-C复合粉；
4)在利用步骤2)制得的Ti(C,N)-SiC-C复合粉与镁砂细粉、碳化硅细粉、鳞片石墨细粉、炭黑、α-Al2O3微粉、沥青粉、Si粉和B4C粉混合，混合时间为3～5分钟，制得混合粉；
5)按步骤1)中的原料及其含量进行配料，先将石英砂和石英粉混合之后进行干混辗1～3分钟，硼酸进行热态混辗或加入水玻璃进行冷态混辗，混辗时间为3～5分钟，再加入混合粉、碳化硅、耐火泥和铬精矿热态混辗或冷态混辗15～30分钟，最后将陶瓷纤维和矿物纤维混合之后加入进行热态模压或冷态模压或振动成型，最后在埋炭气氛下于1100～1400℃条件下烧成。
优选的，所述石英砂颗粒细度为10-20目，所述的石英粉颗粒细度为250-270目。
优选的，所述耐火泥采用6份高铝矾土、2份镁砂和5份二氧化硅复配后制备而成。
优选的，所述矿物纤维采用15份石棉、3份二氧化硅、6份氧化铝复配制备而成。
优选的，所述热态混辗的温度为110～150℃，热态模压的温度为模具温度～110℃。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种耐侵蚀炉衬材料的制备方法，具备以下有益效果：
该耐侵蚀炉衬材料的制备方法，通过主要原料为石英砂价格便宜，由于石英砂为天然矿物不用煅烧，省去了原料高温煅烧工序，有利于炭素厂节约能源，降低成本，又由于石英砂具有超高的微孔特性、较高的导热性能和含有灰分，因而所制备的耐侵蚀炉衬材料平均孔径小(小于0.1μm)而<1μm孔容积百分率大(大于85％)，导热系数高(大于20W/(m·K))可有效地降低所制备耐侵蚀炉衬材料的铁水溶蚀指数(不大于10％)，所以本具体实施方式可大大节减了耐侵蚀炉衬材料的生产成本，并使产品具有高的微孔化率和导热性能，同时具有优异的抗铁水熔损性，所制备的耐侵蚀炉衬材料适合用作炼铁高炉炉缸及炉底内衬的炭砖耐火材料，也可以作为矿热炉、电石炉、炼铝及化工工业炉衬用耐侵蚀炉衬材料。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：一种耐侵蚀炉衬材料的制备方法，包括以下步骤：
1)石英砂60份、石英粉20份、硼酸6份、水玻璃1份、耐火泥10份、碳化硅3份、铬精矿1份、陶瓷纤维2份、矿物纤维3份和水适量，石英砂颗粒细度为10-20目；
2)先将石英砂和石英粉混合之后进行干混辗1～3分钟，硼酸进行热态混辗或加入水玻璃进行冷态混辗，混辗时间为3～5分钟，再加入混合粉、碳化硅、耐火泥和铬精矿热态混辗或冷态混辗15～30分钟，最后将陶瓷纤维和矿物纤维混合之后加入进行热态模压或冷态模压或振动成型，最后在埋炭气氛下于1100～1400℃条件下烧成。
本实施例所制备的炉衬用耐侵蚀炉衬材料经检测，平均孔径为0.089～0.098/μm，<1μm孔容积为84.5～86％，导热系数(600℃)为37～40(W/m·K)，抗铁水溶蚀指数为9.6～10％。
实施例二：一种耐侵蚀炉衬材料的制备方法，包括以下步骤：
1)石英砂63份、石英粉30份、硼酸8份、水玻璃3份、耐火泥20份、碳化硅5份、铬精矿3份、陶瓷纤维4份、矿物纤维5份和水适量，石英砂颗粒细度为10-20目；
2)先将石英砂和石英粉混合之后进行干混辗1～3分钟，硼酸进行热态混辗或加入水玻璃进行冷态混辗，混辗时间为3～5分钟，再加入混合粉、碳化硅、耐火泥和铬精矿热态混辗或冷态混辗15～30分钟，最后将陶瓷纤维和矿物纤维混合之后加入进行热态模压或冷态模压或振动成型，最后在埋炭气氛下于1100～1400℃条件下烧成。
本实施例所制备的炉衬用耐侵蚀炉衬材料经检测，平均孔径为0.083～0.095/μm，<1μm孔容积为85.5～86.8％，导热系数(600℃)为35.5～38(W/m·K)，抗铁水溶蚀指数为9.4～9.6％。
实施例三：一种耐侵蚀炉衬材料的制备方法，包括以下步骤：
1)石英砂66份、石英粉30份、硼酸8份、水玻璃3份、耐火泥20份、碳化硅5份、铬精矿3份、陶瓷纤维4份、矿物纤维5份和水适量，石英砂颗粒细度为10-20目；
2)先将石英砂和石英粉混合之后进行干混辗1～3分钟，硼酸进行热态混辗或加入水玻璃进行冷态混辗，混辗时间为3～5分钟，再加入混合粉、碳化硅、耐火泥和铬精矿热态混辗或冷态混辗15～30分钟，最后将陶瓷纤维和矿物纤维混合之后加入进行热态模压或冷态模压或振动成型，最后在埋炭气氛下于1100～1400℃条件下烧成。
本实施例所制备的炉衬用耐侵蚀炉衬材料经检测，平均孔径为0.076～0.089/μm，<1μm孔容积为82.1～88.7％，导热系数(600℃)为28.9～30.4(W/m·K)，抗铁水溶蚀指数为9.2～9.5％。
实施例四：一种耐侵蚀炉衬材料的制备方法，包括以下步骤：
1)石英砂69份、石英粉30份、硼酸8份、水玻璃3份、耐火泥20份、碳化硅5份、铬精矿3份、陶瓷纤维4份、矿物纤维5份和水适量，石英砂颗粒细度为10-20目；
2)先将石英砂和石英粉混合之后进行干混辗1～3分钟，硼酸进行热态混辗或加入水玻璃进行冷态混辗，混辗时间为3～5分钟，再加入混合粉、碳化硅、耐火泥和铬精矿热态混辗或冷态混辗15～30分钟，最后将陶瓷纤维和矿物纤维混合之后加入进行热态模压或冷态模压或振动成型，最后在埋炭气氛下于1100～1400℃条件下烧成。
本实施例所制备的炉衬用耐侵蚀炉衬材料经检测，平均孔径为0.082～0.086/μm，<1μm孔容积为80.0～85.6％，导热系数(600℃)为23.4～25.3(W/m·K)，抗铁水溶蚀指数为9.1～9.7％。
实施例五：一种耐侵蚀炉衬材料的制备方法，包括以下步骤：
1)石英砂71份、石英粉30份、硼酸8份、水玻璃3份、耐火泥20份、碳化硅5份、铬精矿3份、陶瓷纤维4份、矿物纤维5份和水适量，石英砂颗粒细度为10-20目；
2)先将石英砂和石英粉混合之后进行干混辗1～3分钟，硼酸进行热态混辗或加入水玻璃进行冷态混辗，混辗时间为3～5分钟，再加入混合粉、碳化硅、耐火泥和铬精矿热态混辗或冷态混辗15～30分钟，最后将陶瓷纤维和矿物纤维混合之后加入进行热态模压或冷态模压或振动成型，最后在埋炭气氛下于1100～1400℃条件下烧成。
本实施例所制备的炉衬用耐侵蚀炉衬材料经检测，平均孔径为0.078～0.087/μm，<1μm孔容积为80.0～82.3％，导热系数(600℃)为21.8～24.3(W/m·K)，抗铁水溶蚀指数为9.5～9.8％。
实施例六：一种耐侵蚀炉衬材料的制备方法，包括以下步骤：
1)石英砂74份、石英粉30份、硼酸8份、水玻璃3份、耐火泥20份、碳化硅5份、铬精矿3份、陶瓷纤维4份、矿物纤维5份和水适量，石英砂颗粒细度为10-20目；
2)先将石英砂和石英粉混合之后进行干混辗1～3分钟，硼酸进行热态混辗或加入水玻璃进行冷态混辗，混辗时间为3～5分钟，再加入混合粉、碳化硅、耐火泥和铬精矿热态混辗或冷态混辗15～30分钟，最后将陶瓷纤维和矿物纤维混合之后加入进行热态模压或冷态模压或振动成型，最后在埋炭气氛下于1100～1400℃条件下烧成。
本实施例所制备的炉衬用耐侵蚀炉衬材料经检测，平均孔径为0.082～0.091μm，<1μm孔容积为82.1～84.2％，导热系数(600℃)为35.8～39.2(W/m·K)，抗铁水溶蚀指数为9.8～10.0％。
实施例七：一种耐侵蚀炉衬材料的制备方法，包括以下步骤：
1)石英砂76份、石英粉30份、硼酸8份、水玻璃3份、耐火泥20份、碳化硅5份、铬精矿3份、陶瓷纤维4份、矿物纤维5份和水适量，石英砂颗粒细度为10-20目；
2)先将石英砂和石英粉混合之后进行干混辗1～3分钟，硼酸进行热态混辗或加入水玻璃进行冷态混辗，混辗时间为3～5分钟，再加入混合粉、碳化硅、耐火泥和铬精矿热态混辗或冷态混辗15～30分钟，最后将陶瓷纤维和矿物纤维混合之后加入进行热态模压或冷态模压或振动成型，最后在埋炭气氛下于1100～1400℃条件下烧成。
本实施例所制备的炉衬用耐侵蚀炉衬材料经检测，平均孔径为0.087～0.091/μm，<1μm孔容积为82.3～84.4％，导热系数(600℃)为30.3～35.2(W/m·K)，抗铁水溶蚀指数为9.2～9.6％。
实施例八：一种耐侵蚀炉衬材料的制备方法，包括以下步骤：
1)石英砂78份、石英粉30份、硼酸8份、水玻璃3份、耐火泥20份、碳化硅5份、铬精矿3份、陶瓷纤维4份、矿物纤维5份和水适量，石英砂颗粒细度为10-20目；
2)先将石英砂和石英粉混合之后进行干混辗1～3分钟，硼酸进行热态混辗或加入水玻璃进行冷态混辗，混辗时间为3～5分钟，再加入混合粉、碳化硅、耐火泥和铬精矿热态混辗或冷态混辗15～30分钟，最后将陶瓷纤维和矿物纤维混合之后加入进行热态模压或冷态模压或振动成型，最后在埋炭气氛下于1100～1400℃条件下烧成。
本实施例所制备的炉衬用耐侵蚀炉衬材料经检测，平均孔径为0.087～0.091/μm，<1μm孔容积为82.3～84.4％，导热系数(600℃)为30.3～35.2(W/m·K)，抗铁水溶蚀指数为9.2～9.6％。
实施例九：一种耐侵蚀炉衬材料的制备方法，包括以下步骤：
1)石英砂80份、石英粉30份、硼酸8份、水玻璃3份、耐火泥20份、碳化硅5份、铬精矿3份、陶瓷纤维4份、矿物纤维5份和水适量，石英砂颗粒细度为10-20目；
2)先将石英砂和石英粉混合之后进行干混辗1～3分钟，硼酸进行热态混辗或加入水玻璃进行冷态混辗，混辗时间为3～5分钟，再加入混合粉、碳化硅、耐火泥和铬精矿热态混辗或冷态混辗15～30分钟，最后将陶瓷纤维和矿物纤维混合之后加入进行热态模压或冷态模压或振动成型，最后在埋炭气氛下于1100～1400℃条件下烧成。
本实施例所制备的炉衬用耐侵蚀炉衬材料经检测，平均孔径为0.087～0.091/μm，<1μm孔容积为82.3～84.4％，导热系数(600℃)为30.3～35.2(W/m·K)，抗铁水溶蚀指数为9.2～9.6％。
本发明的有益效果是：主要原料为石英砂价格便宜，由于石英砂为天然矿物不用煅烧，省去了原料高温煅烧工序，有利于炭素厂节约能源，降低成本，又由于石英砂具有超高的微孔特性、较高的导热性能和含有灰分，因而所制备的耐侵蚀炉衬材料平均孔径小(小于0.1μm)而<1μm孔容积百分率大(大于85％)，导热系数高(大于20W/(m·K))可有效地降低所制备耐侵蚀炉衬材料的铁水溶蚀指数(不大于10％)，所以本具体实施方式可大大节减了耐侵蚀炉衬材料的生产成本，并使产品具有高的微孔化率和导热性能，同时具有优异的抗铁水熔损性，所制备的耐侵蚀炉衬材料适合用作炼铁高炉炉缸及炉底内衬的炭砖耐火材料，也可以作为矿热炉、电石炉、炼铝及化工工业炉衬用耐侵蚀炉衬材料。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种耐侵蚀炉衬材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将旧的炉衬全部清除至熔炉内的感应圈位置，沿感应圈内壁敷一层玻璃纤维布，将上述制备后的膏状炉衬料进行分层捣固，总层控制在3-4层，每次加入料的松散厚度控制在30-40mm，继续分层捣固，直至炉衬料至炉口，且在进行捣固时，每层之间相互连接时，采用钢钎把上层的进行松动，并与层与层之间的充分衔接，即可实现成型；
2)耐侵蚀炉衬材料由以下原料制成：石英砂60-80份、石英粉20-30份、硼酸6-8份、水玻璃1-3份、耐火泥10-20份、碳化硅3-5份、铬精矿1-3份、陶瓷纤维2-4份、矿物纤维3-5份和水适量；
3)在制备炉衬材料时先将高钛熔分渣破碎和除铁，并磨至粒径≤0.15mm，得到高钛熔分渣粉料，再将高钛熔分渣粉料与炭黑按质量比为4～6：1配料，然后进行共磨得到共磨粉，然后将共磨粉在1350～1450℃和埋碳条件下热处理3～5小时，磨细至粒径≤0.088mm，制得Ti(C,N)-SiC-C复合粉；
4)在利用步骤2)制得的Ti(C,N)-SiC-C复合粉与镁砂细粉、碳化硅细粉、鳞片石墨细粉、炭黑、α-Al2O3微粉、沥青粉、Si粉和B4C粉混合，混合时间为3～5分钟，制得混合粉；
5)按步骤1)中的原料及其含量进行配料，先将石英砂和石英粉混合之后进行干混辗1～3分钟，硼酸进行热态混辗或加入水玻璃进行冷态混辗，混辗时间为3～5分钟，再加入混合粉、碳化硅、耐火泥和铬精矿热态混辗或冷态混辗15～30分钟，最后将陶瓷纤维和矿物纤维混合之后加入进行热态模压或冷态模压或振动成型，最后在埋炭气氛下于1100～1400℃条件下烧成。
2.根据权利要求1所述的一种耐侵蚀炉衬材料的制备方法，其特征在于，所述的石英粉颗粒细度为250-270目。
3.根据权利要求1所述的一种耐侵蚀炉衬材料的制备方法，其特征在于，所述耐火泥采用6份高铝矾土、2份镁砂和5份二氧化硅复配后制备而成。
4.根据权利要求1所述的一种耐侵蚀炉衬材料的制备方法，其特征在于，所述矿物纤维采用15份石棉、3份二氧化硅、6份氧化铝复配制备而成。
5.根据权利要求1所述的一种耐侵蚀炉衬材料的制备方法，其特征在于，所述热态混辗的温度为110～150℃，热态模压的温度为模具温度～110℃。
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