CN101723685B - 镁铝尖晶石炮泥 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有微膨胀性、良好抗熔渣侵蚀、耐冲刷性能的高炉出铁口用镁铝尖晶石炮泥，属于冶金用耐火材料领域。本炮泥有下列原料及其按质量份计的含量：镁砂颗粒5～30份，轻烧镁粉5～15份，刚玉20～45份，碳化硅10～20份，焦炭10～18份，沥青3～10份，黏土6～12份，焦油12～14份，氮化物2～8份。本发明的有益效果是：镁质材料采用镁砂颗粒和轻烧镁粉复合加入，反应生成的尖晶石和保留下来的镁质材料都是性能优良的耐火材料；在添加轻烧镁粉的基础上优化了镁砂、轻烧镁粉和刚玉的比例关系，使炮泥在高温煅烧后线变化呈微膨胀，改善了炮泥的使用性能。同时焦油用量的降低有助于改善环境，降低了炮泥的生产成本。

Description

镁铝尖晶石炮泥

技术领域

本发明涉及一种专用于堵塞高炉出铁口的炮泥，属于冶金用耐火材料领域。

背景技术

目前广泛应用的高炉出铁口无水炮泥属于Al₂O₃—SiO₂—SiC—C系材料。根据结合剂的不同又有焦油炮泥和树脂炮泥两种类型。由于树脂炮泥成本过高，虽然在环保方面有一定的优势，但是推广应用范围受到限制。就传统的焦油炮泥而言，配料主要组成含有铝矾土、棕刚玉、焦炭、粘土、石英、碳化硅、绢云母、氮化物等，结合剂选用焦油。

Al₂O₃—SiO₂—SiC—C系焦油型炮泥，高温环境中会出现大的线变收缩，易导致在新、旧炮泥之间出现缝隙；在热应力作用下又会出现微裂纹，这样一来炮泥就很易被熔融的渣铁渗入、侵蚀，被冲刷损毁。同时，由于矿产资源的不可再生性，我国的铝矾土资源经多年的开采利用后将会越来越缺乏，所以，我们应当考虑用其它价格相对低廉且性能优良的耐火原材料代替刚玉。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的在于提供一种具有微膨胀性、良好抗熔渣侵蚀、耐冲刷性能的高炉出铁口用镁铝尖晶石炮泥。

本发明在已有高炉用Al₂O₃—SiO₂—SiC—C炮泥的基础上，引入镁质原料，采用烧结或电熔镁砂和轻烧镁粉复合加入，在高温环境中基质中的轻烧镁粉可以与体系中的Al₂O₃反应生成尖晶石，反应过程伴随着体积膨胀，可以使材料致密化。生成的尖晶石是一种优良的耐火原料，有助于改善炮泥的抗侵蚀、抗熔渣和热震性能。

本发明的镁铝尖晶石炮泥，包括下列原料及按质量份数计的含量：

镁砂颗粒5～30份，

轻烧镁粉5～15份，

刚玉20～45份，

碳化硅10～20份，

焦炭10～18份，

沥青3～10份，

黏土6～12份，

焦油12～14份，

氮化物2～8份。

所述的镁砂颗粒为烧结或电熔镁砂颗粒。

本发明与以往传统炮泥的最大区别是添加了镁砂、轻烧镁粉组分，使炮泥属于Al₂O₃—MgO(Sp)—SiC—C体系。在高温下借助轻烧镁粉的反应活性可以促进基质中的Al₂O₃、MgO反应生成镁铝尖晶石，反应生成的镁铝尖晶石是一种性能优良的耐火原材料，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稳定性；其分布在颗粒周围和基质中，改善了炮泥的抗侵蚀、抗熔渣和热震性能。Al₂O₃和MgO生成尖晶石的过程伴随有7.6×10^-6的体积膨胀，使材料致密化，提高炮泥的抗冲刷性能。

本发明的高炉用Al₂O₃—MgO—SiC—C炮泥的制造方法与以往炮泥的制造方法相同。按照方案中的质量比例将镁砂颗粒、轻烧镁粉、刚玉、黏土、沥青、焦炭、碳化硅等称量好后加入混碾机中干混3分钟，加入结合剂焦油后混碾25～30分钟，使焦油充分润湿散料并具有适宜的塑性时，即制成了本发明的高炉出铁口用镁铝尖晶石炮泥。

本发明与现有技术相比较，具有如下创新和效果：

1、本发明中镁质材料采用镁砂颗粒和轻烧镁粉复合加入，基质中的轻烧镁粉可以与刚玉粉等组分中的氧化铝反应生成尖晶石，这一过程伴随着体积膨胀。生成的尖晶石和保留下来的镁质材料都是性能优良的耐火材料。

2、本发明在添加轻烧镁粉的基础上优化了镁砂、轻烧镁粉和刚玉的比例关系，使炮泥在高温煅烧后线变化呈微膨胀。

3、焦油是炮泥的塑性剂和结合剂，是焦油型炮泥必不可少的组成，但是在高温加热下会放出对人体有害的物质，同时污染环境。本发明引入镁质耐火原料后，混碾炮泥所用的焦油量与Al₂O₃—SiO₂—SiC—C系相比较减少了30％左右，焦油用量的降低有助于改善环境。

4、本发明的镁铝尖晶石炮泥，按照国标中相应的标准检测，检测结果如表1。经检验并与其传统炮泥做比较，结果说明本发明的镁铝尖晶石炮泥具有适宜的强度和线变化率等性能指标。

表1镁铝尖晶石炮泥的性能并与传统炮泥对比

综上所述，本发明的高炉出铁口用镁铝尖晶石炮泥的强度适宜，具有微小的线膨胀和良好的开口作业性能，可以维持铁口深度在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。

具体实施方式

本发明的高炉出铁口用镁铝尖晶石炮泥各实施例的原料及其按重量份计量的含量、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相同，其方法如下：

首先按照表2中质量计量比例，称取镁砂颗粒、轻烧镁粉、刚玉、沥青、黏土、碳化硅、焦炭、氮化物各种耐火原料，混合均匀后装入袋中备用。

将混合好的散料倒入试验用混碾机中，加入适量的焦油混碾，混碾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可以将其捣打成型于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 (2)

1.一种镁铝尖晶石炮泥，其特征在于，包括下列原料及按质量份数计的含量：

镁砂颗粒5～30份，

轻烧镁粉5～15份，

刚玉20～45份，

碳化硅10～20份，

焦炭10～18份，

沥青3～10份，

黏土6～12份，

焦油12～14份，

氮化物2～8份。

2.如权利要求1所述的镁铝尖晶石炮泥，其特征在于，所述的镁砂颗粒为烧结或电熔镁砂颗粒。