CN1569747A - 高炉气封罩用耐火材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高炉气封罩用不定形耐火材料，其特征在于耐火材料的组成为：特级矾土，烧结莫来石细粉，a－Al₂O₃微粉，SiO₂微粉，水泥，减水剂，水，各组分的组成为(以下为重量份计)：特级矾土骨料组成为：8～5mm、6～18份；烧结莫来石骨料组成为：5～3mm、18份；3～1mm、4份；1～0mm、12份；烧结莫来石细粉> 200目、23份；a－Al₂O₃微粉、3份；SiO₂微粉、7～8份；水泥5份；减水剂(外加)0.5份；水(外加)4.5～5.5份。本发明材料采用自流浇注的方式来打结气封罩内衬，高炉内衬具有气孔率低，结构致密，耐磨性好，抗热震稳定性优异，能够克服目前传统高炉气封罩耐火材料的缺点，有使用寿命长的特点。

Description

高炉气封罩用耐火材料

(一).技术领域

本发明属于耐火材料领域，特别涉及一种通过自流浇注的方式来打结气封罩内衬的耐火材料。

(二).背景技术

冶金工业中的高炉气封罩实为一个锥壳体，紧靠高炉炉喉上部。其内衬不定形耐火材料经常承受如下作用：下降炉料的摩擦和撞击等机械作用；上升煤气所含粉尘的冲刷和磨损作用；碱金属氧化物蒸汽的侵蚀作用；燃气煤气分解时的碳素沉积作用；急冷急热时的热冲击作用等。因此要求其耐火材料内衬必须具备如下性能：①热稳定性好，重烧收缩率小。②机械强度高，具有良好的耐磨性。③组织致密，气孔率低。④氧化铁含量低。⑤高温强度好。

目前，国内高炉气封罩内衬耐火材料均采用粘土质喷涂料喷涂而成。该材料存在以下明显不足：①施工时，同弹率高，高达35％以上，材料浪费严重。②用喷涂方式构成的耐火材料内衬体积密度小，气孔率高，结构疏松。③喷涂施工时，由于只能实现冷态喷涂，容易造成喷涂上去的材料不能及时固化而流淌，从而影响材料的一系列性能。④使用寿命较低，一般仅仅只有半年左右，严重影响高炉的正常生产。

(三).发明内容

本发明的目的，是提供一种新型耐火材料。该材料采用自流浇注的方式来打结气封罩内衬，高炉内衬具有气孔率低，结构致密，耐磨性好，抗热震稳定性优异，能够克服目前传统高炉气封罩耐火材料的缺点，有使用寿命长的特点。

为达上述目的，本发明特征在于所述耐火材料的组成成分为：特级矾土、烧结莫来石、Al₂O₃微粉、SiO₂微粉、水泥、三聚磷酸钠、木质磺酸钠、水。该材料施工时是通过自流浇注的方式来实现的，该材料各组分的组成为(以下为重量计)：

特级矾土骨料组成为：  8～5mm       16～18份；

烧结莫来石骨料组成为：5～3mm       18份；3～1mm    14份；1～0mm    12份；

烧结莫来石细粉        ＞200目      23份；

a-Al₂O₃微粉                     3份；

SiO₂微粉                         7～8份；

水泥                               5份；

减水剂(外加)                       0.5份；

水(外加)                           4.5～5.5份。

本发明的耐火材料以分散系的胶体化学和流变学为理论基础，以特级矾土和烧结莫来石为主骨料，基质采用a-Al₂O₃微粉、SiO₂微粉、烧结莫来石细粉，结合剂采用Al-80水泥，减水剂以三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、木质磺酸钠三种复合减水剂，多级配混合而成。烧结莫来石作为主骨料和作为基质的主要原料，其具有纯度高、密度大、组织结构好、蠕变率低、热膨胀小和抗化学侵蚀性强的优点。添加剂a-Al₂O₃微粉起填充孔隙并参加固相反应，形成陶瓷结合，使组织致密细化，增加耐火材料的高温强度。其理化指标要求为：Al₂O₃≥98％，Fe₂O₃≤0.3％，细度要求＜2μm的应＞80％。添加SiO₂微粉的主要目的是提高材料的流动度，减少加水量，其次是利用其活性起组织的结合作用，以提高耐火材料的常温和中温的强度，再次起填充作用。其理化指标为：SiO₂≥92％，耐火度≥1690℃，细度要求≤1μm应≥85％。水泥为Al-80纯铝酸钙水泥，其比表面积＞7000cm²/g，利用其与水发生水化反应起结合作用，使材料在常温及中温下具有较高的强度。本发明之耐火材料采用三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、木质磺酸钠三种复合减水剂，通过复合形式引入，相对与单一的加入，大大增强了材料减水和分散作用，从而进一步提高了材料的流动性。该材料采用多级配方式，提高了材料的致密度，降低了材料气孔率和吸水率，使材料的流动度得到提高。通过提高材料的流动性，使本发明之耐火材料在高炉气封罩内衬施工时以自流浇注的方式进行，即不经过振动或轻轻敲打模板就能实现浇注。

本耐火材料的主要矿相为莫来石相，同时还有少量刚玉相和石英相。莫来石的晶形呈针状，长柱形，并相互交错成网络。它具有密度大、组织结构好、蠕变率低、热膨胀小和抗化学侵蚀性强的优异性能。

本发明采用特级矾土、烧结莫来石、a-Al₂O₃微粉、SiO₂微粉、Al-80水泥、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、木质磺酸钠、水制作成的高炉气封罩用耐火材料具有气孔率低，体积密度大，强度高，氧化铁含量低，耐磨性好，耐热冲击能力强，施工时能够实现自流浇注等优点，其在高炉气封罩上的使用寿命可长达4～5年，是传统气封罩内衬材料的7～10倍。

下面通过实施例对本发明做进一步的说明，但本发明不仅限于这些例子。

(四).附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

(五).具体实施方案

用本发明所述的耐火材料，采用自流浇注的方法浇注高炉气封罩，气封罩为锥壳体，模板为内模，浇注为分层浇注。参见图1。该材料生产的基本工艺流程为：支模、浇注、拆模、再支模进行上一层浇注，反复进行，直到全部浇注完毕，最后进行养生、干燥。养生在自然条件下进行，温度一般在25℃～34℃之间。

利用浇注料自身重力进行自动排气和找平，必要时也可用小锤轻轻敲打模板以使浇注密实。

用本发明耐火材料，按下列配方加水4.5～5.5份，用上述工艺进行浇注。

表1本发明所述的耐火材料的各原料成分组成：(各原料为重量份)

六偏磷酸钠(外加)	0.1	0.1	0.1
				木质磺酸钠(外加)	0.3	0.3	0.3

自流浇注料理化性能检测结果

表2自流浇注料理化性能检测结果

化学成分，％	Al2O3	58.4
			Fe2O3	0.52
	耐火度，℃	1700℃
体积密度，g/cm3				2.72
	常温抗折强度，Mpa	110℃×24h	12.1
1500℃×3h				11.3
		常温耐压强度，Mpa	110℃×24h		75.4
1500℃×3h	70.1
			重烧线变化率，％	1100℃×3h	-0.1
1500℃×3h	-0.1

Claims (4)

1一种高炉气封罩用不定形耐火材料，其特征在于耐火材料的组成为：特级矾土，烧结莫来石细粉，a-Al₂O₃微粉，SiO₂微粉，水泥，减水剂，水，各组分的组成为(以下为重量份计)：

特级矾土骨料组成为：  8～5mm     16～18份；

烧结莫来石骨料组成为：5～3mm     18份；

                      3～1mm     14份；

                      1～0mm     12份；

烧结莫来石细粉        ＞200目    23份；

a-Al₂O₃微粉                   3份；

SiO₂微粉                        7～8份；

水泥                             5份；

减水剂(外加)                     0.5份；

水(外加)                         4.5～5.5份。

2根据权利要求1所述的高炉气封罩用耐火材料，其特征在于耐火材料中的莫来石采用烧结莫来石。

3根据权利要求1所述的高炉气封罩用耐火材料，其特征在于耐火材料中的水泥采用Al-80水泥。

4根据权利要求1所述的高炉气封罩用耐火材料，其特征在于耐火材料中的减水剂是采用三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和木质磺酸钠三种复合减水剂。

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