CN1850728A - 高炉出铁口Al2O3－SiC－C体系无水炮泥 - Google Patents

高炉出铁口Al2O3－SiC－C体系无水炮泥 Download PDF

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一种高炉出铁口Al2O3－SiC－C体系无水炮泥，其原料的重量份比是：电熔棕刚玉粒度1～3mm 25～30份、电熔棕刚玉粒度＜1.0mm5～10份、碳化硅粒度＜1.0mm10～20份、碳化硅粒度＜200目10～15份、氮化硅铁15～25份、焦粉粒度＜1.0mm 8～12份、焦粉粒度＜200目2～5份、粘土7～12份、SiC2超微粉4～6份、金属硅粉2～4份、铝镁合金0～1份、沥青粉8～12份、绢云母5～10份、兰晶石6～8份、焦油6～20份。本发明在高炉出铁口出铁时具有耐蚀性、耐剥落性、抗氧化性，可抑制高炉出铁口出铁时产生喷溅，满足高炉强化冶炼的要求。

Description

高炉出铁口Al2O3-SiC-C体系无水炮泥
技术领域：一种高炉出铁口炮泥材料，特别涉及一种高炉出铁口Al2O3-SiC-C体系无水炮泥。
背景技术：目前，高炉出铁口出铁时，使用专用的炉前机械设备开口机将出铁口打开，此时液态渣铁在压力作用下(热风压力0.35～0.40Mpa)，从铁口内夺框而出，正常出铁状况喷溅的出铁口短时间内可停止，非正常状态下呈喷射状的液态渣铁一直持续到出铁后期下渣流出才有所减缓，甚至一直到堵塞出铁口前。喷溅的后果危害极为严重，可造成铁口泥套的损坏；造成泥炮打泥时堵不住铁口；铁口孔道内壁不光滑，主沟两侧堆积大量的凝渣铁，防碍泥炮堵塞时的行程轨迹；加大炉前工人的劳动强度；从出铁口冒出的黄烟弥漫于空气中，如果铁口上方防尘罩抽风能力不足，外窜的烟尘四处漂浮，极大地影响环保除尘设备能力的发挥。因此对出铁口喷溅的抑制十分必要。炮泥强度低，抵抗熔渣铁的磨蚀与熔蚀能力差，出铁过程中突然发生泥包脱落等原因是造成高炉出铁口出铁时产生喷溅的众多因素的几种。
随着高炉大型化和高压操作的实施，一座3200m3高炉日产生铁可达8000吨、2500吨熔渣，炉顶压力0.20～0.25Mpa，因此出铁口的工作条件变得十分苛刻，对出铁口炮泥的要求也就越来越高。
发明内容：为了解决上述问题，本发明的目的在于从出铁过程中炮泥受到的蚀损出发，在耐蚀性、耐剥落性、抗氧化性方面着手，提供一种可抑制高炉出铁口出铁时产生喷溅的高炉出铁口Al2O3-SiC-C体系无水炮泥。
为了完成上述目，本发明采用的技术方案是：一种高炉出铁口Al2O3-SiC-C体系无水炮泥，其原料的重量份配比是：
电熔棕刚玉     粒度1～3mm           25～30份
电熔棕刚玉     粒度＜1.0mm          5～10份
碳化硅         粒度＜1.0mm          10～20份
碳化硅         粒度＜200目          10～15份
氮化硅铁       粒度＜200目          15～25份
焦粉           粒度＜1.0mm          8～12份
焦粉           粒度＜200目          2～5份
粘土           粒度＜200目          7～12份
SiC2超微粉    粒度＜5mm            4～6份
金属硅粉       粒度200目            2～4份
铝镁合金       粒度200目            0～1份
沥青粉         粒度＜0.2mm          8～12份
绢云母         粒度＜200目          5～10份
兰晶石         粒度＜100目          6～8份
焦油                                16～20份。
高炉出铁Al2O3-SiC-C体系无水炮泥的制备工艺如下：按重量份配比称出所有原料，加入到上旋加热混碾机中，混匀后通过皮带输送机，送入成型平台，进入螺旋成型机中，成型成产品。
在制备过程中所加入的焦油，是指根据使用的种类不同，密度不同，而进行勾兑，控制焦油的密度在1.0148～1.0155g/cm3、残碳值在45％～50％、水分0.07％～2.0％的焦油。由于严格控制了焦油，即保证了炮泥混炼时的作业性同时又有利于残碳值的稳定及减少挥发份的数量。
当采用钻头Φ45～55，钻杆长度5mm的开口机打开出铁口后，高温的液态渣铁(铁水温度1480℃～1520℃，熔渣1600℃)从出铁口流出，熔渣铁对出铁口壁的侵蚀主要表现为磨蚀和熔蚀，当出铁后期熔渣的化学侵蚀会使出铁口壁出现裂隙和小空穴，表现为出铁口直径的扩大，铁水流速的加快，出铁口出现早喷现象达不到规定的流铁时间80～120min/次，此时只好提前将出铁口堵塞。而本发明采用的原料自身有较高的致密性、低气孔率，反过来使吸油量降低，减少炮泥结合剂焦油沥青受热后体积挥发，使炮泥体积密度增大，同时抗熔渣侵蚀能力增强；原料粒度的选用控制了炮泥的气孔数量与直径，气孔率在20～25％、气孔直径为微气孔；SiC超微粉的使用使炮泥具有良好的填充性和高温下的化学反应性，与多种物料的混合，形成了基质相为α-Al2O3，β-Si3N4，SiC(SiC晶须)与莫来石相等，针状莫来石的形成可穿***骨料的颗粒之中，起到强化和轫化作用；由于焦油和沥青二者在常温下的调合性及高温下形成碳化网络的特点，保证了炮泥的高温强度，二者的使用保证了炮泥被打入出铁口孔道后有着良好的填充性(E50℃塑性值0.45-0.65Mpa)，可封闭和填塞微小的孔隙和裂缝；粘土在配料中趋于减少，降低了收缩及低熔物生成的数量。由于控制了炮泥气孔数量及气孔直径，增加了炮泥的高温强度，降低了低熔物的生成，从而提高了炮泥的耐蚀性。
出铁过程中熔渣侵蚀的进一步加剧会加大剥落现象的发生。由于加入了膨胀剂兰晶石增加了新旧炮泥的结合强度，在出铁口突然喷射前新旧炮泥就已牢固结合，有效防止“渗铁”现象发生，粒度上选中、大颗粒形式加入，进而提高了耐剥落性。
焦油炮泥的组成为Al2O3-SiC-C体系，防止碳的氧化十分重要，由于加入了抗氧化剂金属硅粉及铝镁合金，在高温下能生成抗氧化保护膜，提高了炮泥的抗氧化性。
本发明高炉出铁口Al2O3-SiC-C体系无水炮泥的理化性能指标见表1
            表1炮泥理化性能指标
1350×2h(还原气氛)   显气孔率：％    ≤30体积密度：g/cm3≥2.0常温抗折：Mpa   ≥5.0塑性值：50℃Mpa 0.4～0.6
化学成分％   Al2O3 ≥30SiC     ≥12C       ≥10
本发明在2850m3高炉上使用，取得了良好的效果，还可用于2000～3200m3高炉上。
具体实施方式：
实施例1
按表2中所示的重量份比称取原料。
按重量份配比称出所有原料，加入到上旋加热混碾机中，混匀后通过皮带输送机，送入成型平台，进入螺旋成型机中，成型成产品，检验装箱。
实施例2
按表2中所示的重量份比称取原料。
按重量份配比称出所有原料，加入到上旋加热混碾机中，混匀后通过皮带输送机，送入成型平台，进入螺旋成型机中，成型成产品，检验装箱。
实施例3
按表2中所示的重量份比称取原料。
按重量份配比称出所有原料，加入到上旋加热混碾机中，混匀后通过皮带输送机，送入成型平台，进入螺旋成型机中，成型成产品，检验装箱。
                                    表2
  原料名称   原料性能指标   实施例1   实施例2   实施例3
  粒度   重量份   粒度   重量份   粒度   重量份
  电熔棕刚玉   Al2O3≥94％   1mm   25   2mm   28   3mm   30
  ＜1.0mm   5   ＜1.0mm   8   ＜1.0mm   10
  碳化硅   SiC≥90％   ＜1.0mm   10   ＜1.0mm   15   ＜1.0mm   20
  ＜200目   10   ＜200目   13   ＜200目   15
氮化硅铁   Si3N475～80％Si      48～51％N       30～32％Fe      12～17％真密度  3.6g/cm3耐火度  1700℃ 0.074mm 15 0.043mm 20 ＜200目 25
  焦粉   固定碳≥85％   ＜1.0mm   8   ＜1.0mm   10   ＜1.0mm   12
  ＜200目   2   ＜200目   3   ＜200目   5
  粘土   Al2O3≥30％   ＜200目   7   ＜200目   10   ＜200目   12
  SiC2超微粉   ＜5mm   4   ＜5mm   5   ＜5mm   6
  金属硅粉   200目   2   200目   3   200目   4
  铝镁合金   200目   0   200目   0.5   200目   1
  沥青粉   ＜0.2mm   8   ＜0.2mm   10   ＜0.2mm   12
绢云母   Al2O3  14～20％SiC2    71～77％Fe2O3  ≤1.0％K2O+Na2O 3.0～7.0％耐火度1410～1480℃ ＜200目 5 ＜200目 8 ＜200目 10
  兰晶石   ＜100目   6   ＜100目   7   ＜100目   8
  焦油   16   18   20

Claims (2)

1、一种高炉出铁Al2O3-SiC-C体系无水炮泥，其特征在于其原料的重量份配比是：
电熔棕刚玉    粒度1～3mm         25～30份
电熔棕刚玉    粒度＜1.0mm        5～10份
碳化硅        粒度＜1.0mm        10～20份
碳化硅        粒度＜200目        10～15份
氮化硅        铁粒度＜200目      15～25份
焦粉          粒度＜1.0mm        8～12份
焦粉          粒度＜200目        2～5份
粘土          粒度＜200目        7～12份
SiC2超微     粉粒度＜5mm        4～6份
金属硅粉      粒度200目          2～4份
铝镁合金      粒度200目          0～1份
沥青粉        粒度＜0.2mm        8～12份
绢云母        粒度＜200目        5～10份
兰晶石        粒度＜100目        6～8份
焦油                             16～20份。
2、根据权利要求1所述的高炉出铁口Al2O3-SiC-C体系无水炮泥，其特征在于其制备工艺如下：按重量份配比称出所有原料，加入到上旋加热混碾机中，混匀后通过皮带输送机，送入成型平台，进入螺旋成型机中，成型成产品。
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