[发明专利]铁水预处理喷枪用耐火浇注料

说明书

技术领域

本发明涉及转炉炼钢前铁水喷吹预处理耐火材料领域， 具体地指一种用于鱼雷罐、铁水罐内铁水预处理喷枪用耐火 浇注料。

背景技术

铁水喷吹预处理是现代冶金过程中的一个重要工序，广 泛应用于国内外钢铁企业中。铁水炉外喷吹脱硫是利用插入 到铁水容器中离罐底250mm左右的喷枪，通过高压载气将脱 硫剂喷入铁水，提高反应接触面积；通过喷射动能的剧烈搅 拌混合，提高反应传质速度；并通过喷枪在不断运抵的铁水 容器中频繁插入喷吹，实现转炉入炉铁水的炉外高效脱硫， 也就是说，喷枪采用的是高温恶劣条件下的间歇式工作模式。

通常，喷枪是由金属枪芯与耐火材料枪衬组成的复合体， 金属枪芯的主要作用是保证喷枪的强度、刚度、喷吹通道的 畅通与喷吹流场的稳定；耐火材料枪衬的主要作用是耐火、 隔热、抗侵蚀与抗铁水冲刷等，以及防止金属枪芯高温变形、 熔损和烧蚀。喷枪采用的间歇式工作模式很容易引起枪衬热 震龟裂、热应力剥落与裂纹烧穿等破损；并且由于喷吹动能 对铁水的剧烈搅拌以及脱硫渣与铁水的高温侵蚀与渗透，会 导致枪衬磨损与结构剥落破损。喷枪恶劣的工作条件与耐火 材料枪衬破损，制约了喷枪使用寿命的延长。针对这一问题， 国内外学者分别从改善浇注料抗渣性能、力学强度、热震稳 定性与烧后先变化率的角度进行了大量的研究。

例如：黄晓鹏、曲木兰研发的喷枪用BL-2浇注料，通过 提高浇注料中Al₂O₃的含量，以电熔莫来石(0～15mm与180 目)、红柱石(0～3mm)、耐热钢纤维、硅微粉、α-Al₂O₃微粉 和纯铝酸钙水泥等为主要原料，将喷枪平均使用寿命由339 min提高到449min。日本川崎制铁株式会社公开的专利昭 61-99614“溶铣予傭處理用インヅエクシヨンランス”采用 铝含量高的电熔莫来石、刚玉材料以改善浇注料的耐火性能， 添加碳化硅、碳素材料、镁砂粉、镁铝尖晶石以提高浇注料 的抗侵蚀性能，采用预熔柱状陶瓷骨料以提高浇注层的抗冲 蚀性能等。张志仁译的“喷枪用不定形耐火材料的改善”《太 钢译文》1999(3)报道了新日铁大分厂在Al₂O₃-SiO₂质浇注料 的基础上，采取提高Al₂O₃含量和加入氧化镁质材料降低二 氧化硅的手段，进行了浇注料抗渣性能的改进研究；同时， 采取提高耐热钢纤维的添加量(为改进前浇注料钢纤维添加 量的2倍)的措施弥补氧化镁对浇注料热震稳定性的不利影 响，使每支喷枪的平均寿命由320min提高到500min。全荣 译的“铁水预处理喷枪的改进”《国外耐火材料》2004(29)6 报道了日新钢铁公司吴厂采取调整耐火浇注料粒度构成比 率、增加粗粒加入量与增强浇注成型振动台的振动强度等手 段，提高耐火材料枪衬密实度和与结合强度，取得了延长喷 枪使用寿命的效果，使用寿命由平均8次/支(浸泡时间 280min/支)提高到14.3次/支(浸泡时间500min/支)。中国 专利“脱硫喷枪用耐火浇注料专利号：ZL03118869.9”，根 据喷吹脱硫铁水温度大于等于与小于1350℃的两种状况，提 供了两种不同配料组分的浇注料；主要原材料有：焦宝石、 普通电熔莫来石、红柱石、耐热钢纤维、硅微粉、α-Al₂O₃微 粉、锂辉石、碳化硅粉、纯铝酸钙水泥等，通过焦宝石原材 料的采用，改善喷枪使用条件下的烧结状况，通过骨料临界 尺寸的增大，提高浇注料的热震稳定性，并在实际应用中提 高喷枪使用寿命3-10次/支。

尽管前述浇注料均在一定程度上延长了铁水预处理喷枪 的使用寿命，然而，随着钢铁产品质量要求的不断提高，铁 水喷吹预处理纯净度以及深度预处理比例的不断提高，单罐 次铁水喷吹预处理时间不断加长，喷枪磨损、喷口熔损、热 应力剥落与结构剥落不断恶化，降低了上述喷枪那耐火浇注 料技术的实际使用效果，导致喷枪使用寿命大幅缩短、喷吹 流场劣化加剧，降低了喷吹流场的搅拌混合分散动能，进一 步影响了铁水预处理设备生产能力的发挥、预处理效率的提 高与生产成本的降低。因此，亟需一种改进的铁水预处理喷 枪用耐火浇注料以克服前述缺陷。

发明内容