專利名稱：一種高爐復(fù)合內(nèi)襯材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐火材料領(lǐng)域，涉及一種高爐的冷卻和內(nèi)襯部件，提供了一種高爐新 型復(fù)合內(nèi)襯材料的制備方法，工藝簡單易于控制。
背景技術(shù)：
高爐長壽，不僅是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)保持生產(chǎn)穩(wěn)定均衡的需要，也是降低生產(chǎn)成本、 提高市場競爭力的需要，因此，高爐長壽是世界各國煉鐵工作者最關(guān)心的問題之一。 當(dāng)代高爐壽命主要取決于爐身下部(包括爐腰和爐腹)。爐身下部主要受到上升煤 氣流的摩擦和沖刷作用，受到初渣的侵蝕，碳素沉積，爐料中堿金屬和其他有害金 屬的破壞。碳素沉積是指煤氣沿著砌縫和爐襯自身的透氣孔侵入磚襯中，在適宜的 溫度400-800°C下，分解成二氧化碳和析出碳，這種成絲狀的碳會在適宜條件下無 限擴(kuò)展，致使磚襯結(jié)構(gòu)松散、強(qiáng)度下降、龜裂而破壞。如磚襯中含有三氧化二鐵，則 象催化劑一樣，使其方解和析出更嚴(yán)重。這是爐身下部磚襯遭破壞的重要原因之一。 爐料中的堿金屬氧化物會與磚襯形成低熔點(diǎn)化合物，使之更易磨損，堿金屬與焦炭 形成的氰化物滲人磚中，形成固體碳破壞磚襯，另外，堿金屬化合物會影響磚襯強(qiáng) 度，氟化合物強(qiáng)烈侵蝕磚襯。因此，在高爐冶煉中，爐腹、爐腰和爐身下部是沖刷 磨損、熱負(fù)荷最大，化學(xué)侵蝕最嚴(yán)重的部位，磚襯的侵蝕最快， 一般只能維持6個(gè) 月左右，最多也只能維持1年。磚襯侵蝕掉以后便完全依靠冷卻設(shè)備維持生產(chǎn)。當(dāng) 冷卻設(shè)備大量破損時(shí)(一般在開爐2年以后)，便會向爐內(nèi)大量漏水，使煉鐵生產(chǎn)的 焦比升高。大量漏水后如果處理不及時(shí)，還會造成重大事故(爐缸凍結(jié)或鐵口來水 后出鐵發(fā)生爆炸)。同時(shí)，冷卻設(shè)備向爐內(nèi)漏水，還會氧化高爐內(nèi)襯的炭質(zhì)材料，導(dǎo) 致爐缸炭質(zhì)材料內(nèi)襯層提前損壞。當(dāng)破損的冷卻設(shè)備被迫關(guān)水，斷水后，便會很快 被燒掉，導(dǎo)致爐殼失去保護(hù)發(fā)生變形、開裂。當(dāng)外部打水也難以維持安全生產(chǎn)時(shí)， 就需要被迫進(jìn)行大、中修。由此看來，高爐的使用壽命在很大程度上取決于冷卻設(shè) 備的使用壽命。
高爐爐身下部這部分的磚襯必須抗熱震性好、耐高溫，抗堿性好，抗?fàn)t渣侵蝕 能力強(qiáng)，耐磨，抗氧化、熱導(dǎo)性好。目前，這個(gè)部位用的耐火材料主要有高鋁磚、
3浸漬磷酸鹽的粘土磚、剛玉磚、鋁碳磚、氮化硅或氮化硅結(jié)合的碳化硅磚、石墨-碳 化硅磚、碳磚等，但都不可避免的會出現(xiàn)松動和貫通縫的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為適應(yīng)高爐爐身下部的工作條件，提供一種抗熱震性好、耐高溫， 抗堿性好，抗?fàn)t渣侵蝕能力強(qiáng)，耐磨，抗氧化、熱導(dǎo)性好的復(fù)合爐襯，延長爐襯的 使用壽命，為爐體提供優(yōu)良的保溫性能，提高節(jié)能效果。
一種高爐復(fù)合內(nèi)襯材料的制備方法，其特征是采用整體澆注成型的方法制備復(fù) 合爐襯，以高鋁礬土熟料、碳化硅、金屬硅粉、硅灰、人造石墨為主要原料，以CA50 耐火水泥為結(jié)合劑，加入適量外加劑，混練適量時(shí)間后，將漿料注入相關(guān)模具中成 型，養(yǎng)護(hù)數(shù)日后，經(jīng)脫模、烘烤即得到本發(fā)明的Al203-SiC-C復(fù)合內(nèi)襯材料。工藝流 程如下
1、 所用骨粉料化學(xué)配方及顆粒級配為(重量％) 高鋁礬土熟料Al203>84%， 3-1.43mm，粗骨料，27-35%
1.43-0.45mm，中骨料，3-7% 0. 45-0. 088mm，細(xì)骨料，17-25% <0.088mm，粉料，5-9% 碳化硅SiC》90%， 3-1.43mm，粗骨料，6-12%
1. 43-0. 45mm,中骨料，1-4% 0.45-0. 088跳細(xì)骨料，2-6% <0.088mm，粉料，1-3% CA50耐火水泥:Al203》55%， <0.088線粉料，5-12% 金屬硅粉Si》97%, <0.088mm，粉料，3-7% 硅灰Si02》92%， <0.088mm，粉料，1-5% 人造石墨<0.088mm，粉料，2-7%
2、 以所有固體粉料為基準(zhǔn)加入外加劑和水，外加劑類別及外加量(重量％) 三聚磷酸鈉(STP) +聚丙烯酸鈉( 八厶％): 0. 05-0.15%+0. 01-0.1%或STP+萘系減水劑 (NTD): 0. 05-0.15%+0. 01-0. 1%或STP: 0. 05-0. 3%
水5-15%
3、 將1與2中的骨粉料與外加劑充分混合均勻；
4、 將3中混合均勻的漿料注入模具中成型，澆注成型后至初凝自然養(yǎng)護(hù)，初凝后常溫20。C潮濕淋水養(yǎng)護(hù),然后脫模，于ll(TC烘烤24h，即得到本發(fā)明的AlA-SiC-C 復(fù)合內(nèi)襯材料。
本發(fā)明采用整體澆注成型制備新型復(fù)合爐襯，與傳統(tǒng)的耐火磚砌筑比較，具有以 下特點(diǎn)澆注后無接縫、結(jié)構(gòu)均勻的整體爐襯在加熱使用中不產(chǎn)生松動和貫通縫、 有利于異形邊、角、孔洞等爐體薄弱部位的異形磚爐襯砌筑、提高施工質(zhì)量；延長 了爐襯的使用壽命，為爐體提供了優(yōu)良的保溫性能，明顯提高了節(jié)能效果。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
所用骨粉料化學(xué)配方及顆粒級配為(重量％) 高鋁磯土熟料3-1.43咖28%、 1.43-0.45咖6%、 0. 45-0. 088mm 19%、 <0. 088mm 8%,碳化硅3-1.43mm 8%、 1.43-0. 45咖 2.5%、 0. 45-0. 088咖 5%、 <0.088mm 2. 5%， CA50耐火水泥<0.088mm 7%，金屬硅粉<0. 088mm 5. 5%，硅灰<0. 088咖 2. 5%，人造石墨<0. 088國6%。
所用外加劑類別及外加量(重量％) STP+NTD: 0. 1%+0.05%，水8%。
將上述骨粉料與外加劑充分混合均勻；
將上述混合均勻的漿料注入模具中成型，澆注成型后至初凝自然養(yǎng)護(hù)，初凝后 常溫20'C潮濕淋水養(yǎng)護(hù)，然后脫模，于110'C烘烤24h,即得到本發(fā)明的Al2(VSiC-C
復(fù)合內(nèi)襯材料。 實(shí)施例2
所用骨粉料化學(xué)配方及顆粒級配為(重量％) 高鋁磯土熟料3-1. 43mm 30%、 1. 43-0. 45扁 5%、 0. 45-0. 088mm 20%、 <0. 088mm 7%，碳化硅3-1. 43咖 8. 5%、 1. 43-0. 45mm 2%、 0. 45-0. 088mm 4. 5%、 <0. 088mm 2%， CA50耐火水泥<0.088mm挑，金屬硅粉<0.088咖 5%，硅灰<0.088mm 3%，人造石墨<0.088mm 5%。
所用外加劑類別及外加量(重量％) STP+PAANa: 0.1%+0.03%，水9%。
將上述骨粉料與外加劑充分混合均勻；
將上述混合均勻的漿料注入模具中成型，澆注成型后至初凝自然養(yǎng)護(hù)，初凝后常溫2(TC潮濕淋水養(yǎng)護(hù)，然后脫模，于ll(TC烘烤24h，即得到本發(fā)明的Al203-SiC-C 復(fù)合內(nèi)襯材料。
實(shí)施例3
所用骨粉料化學(xué)配方及顆粒級配為(重量％) 高鋁磯土熟料3-1.43mm 31%、 1.43-0.45mm 4.5%、 0.45-0.088ram 21%、 < 0.088咖6%，碳化硅3-1.43mm 7%、 1.43-0.45咖3%、 0. 45-0. 088咖3.5%、 < 0.088mm 1.5%， CA50耐火水泥<0.088ram 7.5%，金屬硅粉<0.088咖 4.5%， 硅灰<0. 088mm 3. 5%，人造石墨<0. 088rara 7%。
所用外加劑類別及外加量(重量％) STP:0.2%，水10%。
將上述骨粉料與外加劑充分混合均勻；
將上述混合均勻的漿料注入模具中成型，澆注成型后至初凝自然養(yǎng)護(hù)，初凝后
常溫20'C潮濕淋水養(yǎng)護(hù)，然后脫模，于ll(TC烘烤24h，即得到本發(fā)明的AlA-SiC-C 復(fù)合內(nèi)襯材料。
權(quán)利要求
1.一種高爐新型復(fù)合內(nèi)襯材料的制備方法，以高鋁礬土熟料、碳化硅、金屬硅粉、硅灰、人造石墨為主要原料，以CA50耐火水泥為結(jié)合劑，加入適量外加劑，采用整體澆注成型，其特征在于a.所用骨粉料化學(xué)配方及顆粒級配為(重量％)高鋁礬土熟料Al2O3≥84％，3-1.43mm，粗骨料，27-35％ 1.43-0.45mm，中骨料，3-7％ 0.45-0.088mm，細(xì)骨料，17-25％ ＜0.088mm，粉料，5-9％碳化硅SiC≥90％，3-1.43mm，粗骨料，6-12％1.43-0.45mm，中骨料，1-4％0.45-0.088mm，細(xì)骨料，2-6％＜0.088mm，粉料，1-3％CA50耐火水泥Al2O3≥55％，＜0.088mm，粉料，5-12％金屬硅粉Si≥97％，＜0.088mm，粉料，3-7％硅灰SiO2≥92％，＜0.088mm，粉料，1-5％人造石墨＜0.088mm，粉料，2-7％b.以所有固體粉料為基準(zhǔn)加入外加劑和水，所用外加劑類別及外加量(重量％)三聚磷酸鈉STP+聚丙烯酸鈉PAANa0.05-0.15％+0.01-0.1％或STP+萘系減水劑NTD0.05-0.15％+0.01-0.1％或STP0.05-0.3％。水5-15％；c.將上述骨粉料與外加劑充分混合均勻；d.將上述混合均勻的漿料注入模具中成型，澆注成型后至初凝自然養(yǎng)護(hù)，初凝后常溫20℃潮濕淋水養(yǎng)護(hù)，然后脫模，于110℃烘烤24h，即得到本發(fā)明的Al2O3-SiC-C復(fù)合內(nèi)襯材料。
全文摘要
本發(fā)明屬于耐火材料領(lǐng)域，涉及一種高爐用新型復(fù)合內(nèi)襯材料的制備方法，特別涉及一種高爐爐身用非金屬復(fù)合內(nèi)襯材料的制備方法。該方法以高鋁礬土熟料、碳化硅、金屬硅粉、硅灰、人造石墨為主要原料，以CA50耐火水泥為結(jié)合劑，加入適量外加劑，混練適量時(shí)間后，將漿料注入相關(guān)模具中成型，養(yǎng)護(hù)數(shù)日后，經(jīng)脫模、烘干即得到本發(fā)明的Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-SiC-C復(fù)合內(nèi)襯材料。本發(fā)明方法澆注后無接縫、結(jié)構(gòu)均勻的整體爐襯在加熱使用中不產(chǎn)生松動和貫通縫、有利于異形邊、角、孔洞等爐體薄弱部位的異形磚爐襯砌筑、提高施工質(zhì)量；延長了爐襯的使用壽命，為爐體提供了優(yōu)良的保溫性能，明顯提高了節(jié)能效果。用本發(fā)明制備的復(fù)合內(nèi)襯材料可廣泛應(yīng)用于冶煉高爐的爐腹、爐腰和爐身下部。
文檔編號C04B35/66GK101618969SQ20091008914
公開日2010年1月6日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者仉小猛, 航 尹, 徐利華, 郝洪順 申請人:北京科技大學(xué)