CN1341573A - 高炉出铁沟用免烘烤型捣打料及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种炼铁高炉出铁沟用免烘烤型Al2O3－SiC－C质捣打料的生产方法,采用一种新型的复合结合系统,包括热固性酚醛树脂有机结合剂和陶瓷结合剂,使得在使用过程中不产生水蒸汽,并赋予捣打料快速烧结性能,从而保证出铁沟在用捣打料施工后无须烘烤而直接出铁,且使用后产生较高的高温强度,提高了出铁沟的使用寿命,降低了耐材单耗和生产成本,减轻了劳动强度并改善工作环境。

Description

高炉出铁沟用免烘烤型捣打料及其制造方法
本发明涉及一种用于高炉出铁沟沟衬的免烘烤型Al2O3-SiC-C质捣打料及其制造方法。
高炉出铁沟用耐火材料目前主要包括Al2O3-SiC-C质浇注料、水结合Al2O3-SiC-C质捣打料以及Al2O3-SiC-C质预制件等。Al2O3-SiC-C质浇注料存在以下主要不足：(1)施工周期长；(2)烘烤时间长，烘烤时易爆裂；(3)只适合于具备多出铁口的大、中型高炉，具有一定的应用局限性。Al2O3-SiC-C铁沟预制件使用前也需要预热以防炸裂，而且在施工前需要冷沟和彻底清理残衬，且存在着较严重的材料浪费问题。普通水结合的Al2O3-SiC-C质捣打料施工后出铁前必须烘烤，否则易引起爆裂或放炮，使用寿命低，影响高炉的正常生产。
本发明的目的在于提供一种免于烘烤、施工后可直接出铁的高炉出铁沟用Al2O3-SiC-C质捣打料。
为解决上述任务，本发明的高炉出铁沟用免烘烤型Al2O3-SiC-C质捣打料采取的方案为：耐火骨料30～70％(重量)，耐火细粉70～30％(重量)，以此为基数，外加复合结合剂2～15％(重量)，外加添加剂2～8％(重量)；将骨料部分充分混合后，加入复合结合剂搅拌均匀，然后加入细粉部分搅拌均匀后即可。
耐火骨料可以由60～90％(重量)的高铝原料和10～40％(重量)的碳化硅原料组成，其中高铝原料可以是特级矾土熟料、一级矾土熟料、电熔致密刚玉、电熔白刚玉、高铝电熔刚玉或电熔棕刚玉中的一种或几种的任意比例的混合物，碳化硅原料中SiC含量应大于90％，耐火骨料的粒度为10～0mm。
耐火细粉部分可以由30～80％(重量)的高铝原料、10～40％(重量)的碳化硅和5～30％(重量)的炭素材料组成，其中高铝原料可以是一级矾土熟料、特级矾土熟料、电熔致密刚玉、电熔白刚玉、高铝电熔刚玉或电熔棕刚玉中的一种或几种的任意比例的混合物，碳化硅原料中SiC含量应大于90％，炭素材料可以为C含量85％以上的鳞片状石墨或C含量90％以上的土状石墨，耐火细粉的粒度为＜0.088mm。
复合结合剂可以由50～80％(重量)的有机结合剂和20～50％(重量)的陶瓷结合剂构成，陶瓷结合剂可以是软质粘土。
有机结合剂可以是树脂类结合剂和石油精馏残余物结合剂如沥青、蒽油等，树脂类结合剂与石油精溜残余物结合剂的重量比为(30～80)∶(70～20)。
添加剂包括防氧化剂、保存剂和防爆剂，防氧化剂可以是金属硅、金属铝和碳化硼中的一种或几种任意比例的混合物，保存剂可以为高分子聚合物粉末如硬脂酸粉末、硅酸脂粉末和高温沥青中的一种或几种任意比例的混合物，防爆剂可以为聚丙烯短纤维、聚乙烯短纤维中的一种或两种任意比例的混合物。
本发明采用新型的复合结合体系，利用热固性树脂等有机结合剂，使捣打料在出铁受热时不产生水蒸气，从而保证在捣打施工后免于烘烤可直接出铁，大大减少了高炉炉前的修沟时间，提高了生产效率，而且树脂等有机结合剂在使用中可以产生残碳，从而改善材料的抗熔融渣、铁的侵蚀性。陶瓷结合剂在使用过程中加速并强化了各种耐火骨料及耐火粉料如高铝矾土骨料、棕刚玉粉、碳化硅骨料及粉料之间的烧结，既提高了捣打料的高温强度，又增加对碳质材料如碳化硅、石墨等材料的防氧化保护，从而显著地改善捣打料的抗冲刷性能，并提高高炉出铁沟的使用寿命。
以下非限定性实施实例用于解释本发明。在这些实例的性能检测中，采用相应的国家标准检测材料的物理性能，如体积密度、线变化率、常温抗折强度和耐压强度；抗渣性采用坩埚抗渣法；抗氧化性以试样切面的氧化层面积与试样切面总面积之比作为抗氧化性的衡量标准。
实施例：制备了两种出铁沟用捣打料，用于一座940m3高炉出铁沟。一种为传统的水结合捣打料，一种为免烘烤型捣打料，其配料组成见表1。两种捣打料的配料组成除所采用的结合剂和添加剂不同外，耐火骨料和耐火细粉相近。表2和表3分别给出了两种捣打料的物理性能和实际使用性能对比。
由表2和表3给出的结果表明，采用本发明所制造的免烘烤型捣打料物理性能明显优于传统的捣打料，而且，施工后不用烘烤可直接出铁，节约了中小型高炉的修沟时间，提高了生产效率，实际使用中也提高了高炉出铁沟使用寿命。
表1
    配料比，％(重量)     对比例     实施例
耐火骨料 特级矾土熟料8～0mm     57.5     54.0
碳化硅3～0mm     10     10
耐火细粉 棕刚玉＜0.088mm     15     15
碳化硅＜0.088mm     5     5
石墨＜0.088mm     -     4
复合结合剂 软质粘土＜0.044mm     5     3
水     7.5     -
热固性非水溶性树脂     -     5.0
高温沥青     6     2
添加剂 金属硅/金属铝     1.5/0     1.0/0.5
聚乙烯纤维     -     0.2
硬酸脂粉末     -     0.8
表2
    物理性能     对比例     实施例
体积密度，g/cm3   150℃，24h     2.49     2.65
  1450℃，3h     2.37     2.58
线变化率，％   150℃，24h     -0.02     +0.05
  1450℃，3h     -0.22     +0.19
抗折强度，MPa   150℃，24h     4.8     8.6
  1450℃，3h     5.2     10.2
耐压强度，MPa   150℃，24h     12.8     28.6
  1450℃，3h     21.9     32.5
坩埚抗渣性   1450℃，3h     +++     ++++
抗氧化性   1450℃，3h     +++     ++++
烘烤性能 须经1-2h的烘烤     勿需烘烤可直接出铁
通铁量，万吨     1.0-3.0     1.5-3.5

Claims (6)

1一种高炉出铁沟用免烘烤型Al2O3-SiC-C捣打料及其生产方法，其特征是：耐火骨料30～70％(重量)，耐火细粉30～70％(重量)，以此为基数，外加复合结合剂2～15％(重量)，外加添加剂2～8％(重量)；将骨料部分充分混合后，加入复合结合剂搅拌均匀，然后加入细粉部分搅拌均匀后即可。
2如权利要求1所述的免烘烤型捣打料，其特征在于：耐火骨料可以由60～90％(重量)的高铝原料和10～40％(重量)的碳化硅原料组成，其中高铝原料可以是特级矾土熟料、一级矾土熟料、电熔致密刚玉、电熔白刚玉、高铝电熔刚玉或电熔棕刚玉中的一种或几种的任意比例的混合物，碳化硅原料中SiC含量应大于90％，耐火骨料的粒度为10～0mm。
3如权利要求1所述的免烘烤型捣打料，其特征在于：耐火细粉部分可以由30～80％(重量)的高铝原料、10～40％(重量)的碳化硅和5～30％(重量)的炭素材料组成，其中高铝原料可以是特级矾土熟料、一级矾土熟料、电熔致密刚玉、电熔白刚玉、高铝电熔刚玉或电熔棕刚玉中的一种或几种的任意比例的混合物，碳化硅原料中SiC含量应大于90％，炭素材料可以为C含量85％以上的鳞片状石墨或C含量90％以上的土状石墨，耐火细粉的粒度为＜0.088mm。
4如权利要求1所述的免烘烤型捣打料，其特征在于：复合结合剂可以由50～80％(重量)的有机结合剂和20～50％(重量)的陶瓷结合剂构成，陶瓷结合剂可以是软质粘土。
5如权利要求1和4所述的免烘烤型捣打料，其特征在于：有机结合剂可以是树脂类结合剂和石油精馏残余物结合剂如沥青、蒽油等，树脂类结合剂与石油精溜残余物结合剂的重量比为(30～80)∶(70～20)。
6如权利要求1所述的免烘烤型捣打料，其特征在于：添加剂包括防氧化剂、保存剂和防爆剂，防氧化剂可以是金属硅、金属铝以及碳化硼中的一种或几种任意比例的混合物，保存剂可以为高分子聚合物粉末如硬脂酸粉末、硅酸脂粉末和高温沥青中的一种或几种任意比例的混合物，防爆剂可以为聚丙烯短纤维、聚乙烯短纤维中的一种或两种任意比例的混合物。
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