CN101407399A

CN101407399A - 高炉用镁质微膨胀炮泥

Info

Publication number: CN101407399A
Application number: CNA2007101784389A
Authority: CN
Inventors: 刘兴平; 范咏莲; 李洪会; 张金燕; 唐勋海
Original assignee: BEIJING YEJIAN NEW TECHNOLOGY Co
Current assignee: BEIJING YEJIAN NEW TECHNOLOGY Co
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-04-15

Abstract

本发明提供一种性能更好的高炉用镁质微膨胀炮泥。它有下列原料及按重量百分比计的含量：镁砂 5％～ 30％，刚玉 20％～45％，碳化硅 10％～20％，焦炭 10％～15％，沥青 3％～5％，黏土 10％～20％，焦油 10％～16％。本发明在已有高炉出铁口炮泥的基础上，引入耐高温原料镁砂，其在高温下可以与体系中的Al₂O₃反应生成镁铝尖晶石，反应过程伴随着体积膨胀，可以使材料致密化。同时尖晶石改善了炮泥的抗侵蚀、抗熔渣和抗热震性能。

Description

高炉用镁质微膨胀炮泥

技术领域

本发明涉及一种高炉出铁口用炮泥，属于炮泥技术和耐火材料的烧结技术等领域。

背景技术

目前广泛应用的高炉出铁口炮泥属于Al₂O₃-SiO₂-SiC-C系材料。各组分在体系中的作用如下：Al₂O₃和SiO₂组分的合理搭配可以在高温下反应莫来石化，使得炮泥具有良好的抗侵蚀能力和适宜的荷重软化点，是影响炮泥使用寿命的关键因素；SiC是一种高温耐磨性的原材料，同时可以防止炭的氧化，作为炮泥的原材料可以改善其抗熔渣侵蚀和抗冲刷能力；C作为无水炮泥的主要原料之一，具有气孔率高、导热性及导电性好的特点，高的荷重变形温度和稳定的抗渣、抗热震性能，使出铁口保持还原气氛，对碳化硅、碳化网络、炭素材料起保护作用；焦油作为炮泥的结合剂，使炮泥具有可塑的操作性能外，还可以随温度升高而缩聚碳化，形成碳化网络，提高炮泥的高温强度和润湿角。

镁砂是高熔点的耐火原材料，其耐火度可以高达2800℃。在高温下，镁砂与氧化铝反应形成性能优良的镁铝尖晶石，即镁铝在高温下尖晶石化。尖晶石的熔点高达2135℃，化学稳定性好，对酸碱都有一定的适应性，抗FeO熔渣的能力强，也具有较好的抗热震性。同时MgO和Al₂O₃二元化合物以任何比例混合后，开始出现液相的温度都很高，接近2000℃，而且在MgO-Al₂O₃的二元***中，还有一个有利的因素：存在两个阳离子缺位型固溶体(方镁石固溶体和尖晶石固溶体)，这种由单一一相高浓度固溶体脱溶成低浓度固溶体和析出物的两相共存效应改变了材料的显微结构特征，使材料的结合强度提高并趋于致密化。当然我们的体系不是简单的二元体系，其中涉及到SiC和C等对体系的影响，是一个更为复杂的反应过程。

如果将镁砂加入到上述传统炮泥中，当镁砂的加入量过少时，形成尖晶石的几率微小，无法发挥尖晶石化的优势，反而会成为Al₂O₃-SiC-SiO₂-C体系中的杂质降低体系的耐用性能；如果加入过多的镁砂，在高温下过度的尖晶石化也会劣化炮泥的组织结构，使炮泥的使用性能大大降低，起不到改善炮泥性能的作用。因此，镁砂的加入量成为至关重要的因素，不足达不到预期的目的，过多又会影响炮泥的使用效果。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的在于提供一种性能更好的高炉用镁质微膨胀炮泥。本发明在已有高炉出铁口炮泥的基础上，引入耐高温原料镁砂，其在高温下可以与体系中的Al₂O₃反应生成镁铝尖晶石，反应过程伴随着体积膨胀，可以使材料致密化。同时尖晶石改善了炮泥的抗侵蚀、抗熔渣和抗热震性能。

本发明的一种高炉用镁质微膨胀炮泥，有下列原料及按重量百分比计的含量：

镁砂5％～30％，

刚玉20％～45％，

碳化硅10％～20％，

焦炭10％～15％，

沥青3％～5％，

黏土10％～20％，

焦油10％～16％。

为了进一步提高抗渣性和开口性，本发明的高炉用镁质微膨胀炮泥还可包括氮化硅铁0％～15％。

本发明中镁砂和刚玉作为主要组成原料，在高温下可以反应生成镁铝尖晶石，可以使基质在高温使用状态下趋于致密化，同时尖晶石有良好的抗渣性能。黏土是调整炮泥可塑性不可缺少的塑性剂。焦炭具有气孔率高，导热及导电性好，荷重变形温度高，抗渣、抗热震性稳定，使炮泥在使用过程中保持还原气氛，对碳化硅、碳化网络、炭素材料起保护作用。沥青作为有机结合剂，可随温度升高而缩聚碳化，形成碳化网络，在高温下形成强度。

本发明与现有技术相比较，具有如下创新和有益效果：

一、本发明与传统炮泥的最大区别是添加了耐火度高的镁砂组分，使炮泥属于Al₂O₃-MgO(Sp)-SiC-SiO₂-C体系。传统炮泥选材上都定格在Al₂O₃-SiO₂-SiC-C的体系中，没有尝试选择MgO质类，可能考虑方镁石不具有良好的抗热震性能。但本发明选择镁砂和刚玉一起使用，在高温下经过尖晶石化形成镁铝尖晶石。镁铝尖晶石不仅具有较高的耐火度，而且具有良好的热震稳定性。同时在尖晶石化的过程中伴随着体积膨胀，在这个过程中使组织更加致密，且提高了结合强度。

二、本发明在添加镁砂的基础上优化了镁砂和刚玉的比例关系，使得炮泥在高温煅烧后线变化率为微膨胀，尖晶石本身具有稳定的化学性质，这样一来对炮泥的热震稳定性和抗渣性能都很有利，同时镁铝的二元***还具有抑制熔渣渗透的能力。

三、本发明的炮泥按照国标中相应的标准进行检测，并与其它厂家的炮泥做比较，结果如表1。

表1高炉用镁质微膨胀炮泥的性能并与传统炮泥对比

综上所述，本发明的高炉镁质微膨胀炮泥的强度适宜，具有微小的线膨胀，经使用证明具有良好的开口作业性能，可以维持出铁口深度在3.5m，并且出铁时间满足120分钟以上的要求，是一种优良的新型炮泥，适用于2000m³以上等大型高炉出铁口的维护运行。

具体实施方式

本发明的高炉用镁质微膨胀炮泥各实施例的原料及其按重量百分比计量的含量、主要技术性能指标如表2所列。

表2各实施例及性能

各实施例的制造方法均与传统炮泥的制造方法相同，其方法如下：

1、首先按照表2中重量百分比计量，称取镁砂、刚玉、沥青、黏土、碳化硅、焦炭各种原料，加入混碾机中干混3分钟，混合均匀后备用。

2、将混合好的散料倒入试验用混碾机中，加入适量的结合剂焦油后混碾25～30分钟左右，焦油对散料润湿均匀后，用马夏仪测定马夏值，并记录炮泥当时的温度，具有适宜的可塑性时就制成了本发明的高炉用镁质微膨胀炮泥。

3、将本发明的炮泥捣打成型于40mm×40mm×160mm的标准模具中，并带模具烘烤，脱模后在电炉内对试块进行1000℃和1400℃的埋炭热处理，按照国家标准中的规定测定抗折、耐压强度性能指标，线变化率、显气孔率等性能指标。

Claims

1、一种高炉用镁质微膨胀炮泥，其特征在于有下列原料及按重量百分比计的含量：

镁砂 5％～30％，

刚玉 20％～45％，

碳化硅 10％～20％，

焦炭 10％～15％，

沥青 3％～5％，

黏土 10％～20％，

焦油 10％～16％。

2、根据权利要求1所述的高炉用镁质微膨胀炮泥，其特征在于还包括氮化硅铁0％～15％。