[发明专利]大型高炉用出铁口炮泥及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大型高炉用出铁口炮泥及其制备方法，属于钢铁冶金耐火材料技术领域。

背景技术

近年来，随着钢铁工业的迅速发展，高炉大型化的发展进程也随之加快，高炉大型化的技术优势主要体现在高效集约、节能减排、低耗环保和信息化控制等方面。与此同时，高炉大型化也有力促进着耐火材料技术的发展。大型高炉因其产量高，单次通铁量大，对炮泥质量的要求高。它要求炮泥必须具有优异的抗渣铁侵蚀性能，良好的结合强度，以及容易打泥和开口的特点，从而保障出铁过程稳定顺行。现有技术中的高炉炮泥还无法完全满足大型高炉的使用要求。中国专利CN1673395A“高炉出铁口新型无水炮泥”提供了一种高炉炮泥。该发明组分按重量百分计：电熔氧化铝15～45%，焦粒10～40%，广西泥10～25%，碳化硅6～12%，绢云母5～9%，滑石粉1～3%，微晶石墨1～2%，复合外加剂13～23%。该发明1300℃×3h热处理后的技术性能指标为：耐压强度16.8MPa，显气孔率33%，体积密度1.96g/cm³，根据其实施例中介绍该炮泥在1204m³高炉上有较好的效果。依照该炮泥的技术指标和使用业绩还不能用在大型高炉上。中国专利CN523120A“高炉用无水炮泥”提供的炮泥组成（按重量百分比%）：粗棕刚玉1～4%，细棕刚玉2～5%，粗莫来石7～15%，细莫来石9～20%，焦粉15～20%，粘土10～19%，碳化硅7～11%，绢云母5～8%，沥青2～4%，蒽油15～25%。该专利采用蒽油为结合剂，但蒽油的挥发量比焦油多，固定碳含量远远低于焦油，且没有抗渣铁侵蚀性能指标，因此无法更好的满足大型高炉的使用要求。综上所述得知，目前使用的炮泥导热系数较小，在低温下的强度较低，炮泥耐铁水冲刷和侵蚀性能较弱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大型高炉用出铁口炮泥及其制备方法。该炮泥具有良好的综合性能，其强度高，平均孔径小，导热系数较好，耐渣铁侵蚀冲刷性能优良。

为实现上述目的，本发明的大型高炉用出铁口炮泥包括粘结剂和以下重量份数的组分：

棕刚玉：40～50重量份，其中1mm＜粒径≤3mm的棕刚玉在整个棕刚玉中的重量百分比为40~50%，320目＜粒径≤1mm的棕刚玉在整个棕刚玉中的重量百分比的为20~30%，粒径≤320目的棕刚玉在整个棕刚玉中的重量百分比为25~35%；

碳化硅：8～15重量份，所述碳化硅的粒度为0mm＜粒径≤1mm；

氮化硅铁：6～12重量份，所述氮化硅铁中，Si₃N₄占75~80%，Fe占12~16%，余量为Fe₃Si及SiO₂；所述氮化硅铁的粒径≤180目；

粒径≤200目的粘土：10～15重量份；

硅粉：6～9重量份，所述硅粉的粒径≤320目；

α-氧化铝：2～5重量份，所述α-氧化铝的粒径≤5μm；

焦粉：6～10重量份，所述焦粉的粒度为0mm＜粒径≤1mm；

石墨：1～3重量份，所述石墨的粒径≤100目；

0mm＜粒径≤2mm的高温沥青（即环球法软化点为100~115℃的沥青）：4～6重量份；

所述粘结剂为焦油。

进一步地，所述粘土为广西白泥和环粘土的一种或两种。

本发明的大型高炉用出铁口炮泥的制备方法，按以下步骤进行：

（1）按上述组分及含量进行配料；

（2）加入粘结剂蒽油使泥料的马夏值为1100～1400KPa，经混碾、挤压、成型后即得大型高炉用出铁口炮泥。

本发明炮泥的原料组成搭配合理，以棕刚玉，碳化硅为骨料，通过调节氮化硅铁含量，添加硅粉和α-氧化铝等微粉，使炮泥具有良好的综合性能，与现有技术相比，它有以下优点：

（1）本发明的炮泥由于引入了单质硅粉，炮泥在使用过程中，硅粉会与颗粒周围的碳、氧、氮等物质反应，生成大量的β-SiC(S)，SiO₂(S)及Si₂N₂O(S)等陶瓷凝聚相，来充填颗粒间隙或气孔，阻隔或封闭气孔，减小气孔直径，形成微气孔炮泥；α-Al₂O₃粉则一方面有利于实现原料颗粒的紧密堆积，降低炮泥的气孔率，同时提高<1μm孔容积率；另一方面可以促进β-SiC晶须的生长发育，从而阻隔和封闭气孔，提高微孔化指标。微气孔的形成大大提高了炮泥的抗渣铁侵蚀和冲刷能力。