[发明专利]一种新型冷却壁耐火材料及制备方法、高炉冷却壁

说明书

本发明涉及一种新型冷却壁耐火材料及制备方法、高炉冷却壁，属于耐火材料技术领域，耐火材料包括原料A、原料B，原料A包括碳化硅、超细粉、增塑剂、导热促进剂、促硬剂、铝酸钙水泥，原料B为外加结合剂或水中的一种，并采用混合、浇注、自然养护的方式制备得到，不仅使耐火材料具有良好的耐压强度和导热能力，而且使耐火材料具有制备简单、方便、易于控制、成本低的优点，此耐火材料应用在高炉冷却壁上时，耐火层可以在冷却壁安装前浇注而成，也可以在线修复冷却壁，直接浇注而成，不仅便于耐火层的施工，而且缩短了冷却壁的修复时间，大幅度降低冷却壁的修复成本。

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，更具体的说，它涉及一种新型冷却壁耐火材料及制备方法、高炉冷却壁。

背景技术

高炉是炼铁的主要设备，冷却壁用于高炉炉身、炉腰、炉腹部位，冷却壁内部布置有循环冷却水管，在高炉炼铁过程中，冷却水对高炉炉身、炉腰、炉腹部位进行冷却降温。冷却壁的内表面设置有一层耐火层，耐火层对冷却壁进行保护，不仅防止矿石、焦炭等炉料对冷却壁磨损，而且避免高温直接作用于冷却壁而影响其使用寿命。

目前，冷却壁的耐火层一般采用碳化硅捣打料或碳化硅砖制成。碳化硅捣打料采用捣打施工的方式在冷却壁内表面形成耐火层，但是碳化硅捣打料中采用树脂结合剂，树脂结合剂很容易受到冷却壁背面充填料的影响，树脂结合剂中含有苯酚和甲醛，对环境造成污染，而且在捣打施工过程中，耐火层容易出现密度不均匀、强度波动大、剥落损坏的现象。碳化硅砖采用镶嵌施工的方式在冷却壁内表面形成耐火层，碳化硅砖与冷却壁为刚性接触，不可避免的会留有缝隙，降低传热效果，而且碳化硅砖的尺寸需要与冷却壁内槽的尺寸吻合，而在实际施工过程中，碳化硅砖的尺寸和内槽不可能完全吻合，因此需要对碳化硅砖进行现场切磨加工，而碳化硅砖本身为磨料，加工困难，而且碳化硅砖嵌入内槽的部分为碳化硅砖的薄弱点，容易出现断裂、脱落。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种新型冷却壁耐火材料，通过原料之间的协同作用，使原料具有良好的耐压强度和导热能力，而且耐火材料采用浇注成型，操作简单、方便。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种新型冷却壁耐火材料，按重量百分数计，所述耐火材料包括原料A、原料B，所述原料A包括碳化硅66-89％、超细粉4-15％、增塑剂1.5-15％、导热促进剂0-12％、促硬剂0-2％、铝酸钙水泥0-12％，所述原料B为外加结合剂或水中的一种；

所述原料B为外加结合剂时，所述促硬剂为0.5-2％，所述外加结合剂的添加量为原料A的6-13％；

所述原料B为水时，所述铝酸钙水泥为2-12％，所述水的添加量为原料A的4.5-7.5％。

通过采用上述技术方案，原料B为外加结合剂时，外加结合剂对原料起到粘合的作用，原料B为水时，铝酸钙水泥对原料起到粘合的作用，通过原料之间的协同作用，耐火材料浇注成型后的常温耐压强度可以达到38-56MPa，满足运输和安装强度，且耐火材料的耐压强度随着温度的升高而升高，在1450℃×3h后，耐压强度上升到118-151MPa，热态抗折强度达到38-50MPa，导热系数达到9-20W/m.K，表现出良好的耐压强度和导热系数，而且耐火材料采用浇注成型，操作简单、方便，提高了冷却壁的使用寿命。

较优选地，按重量百分数计，所述促硬剂为铝酸钙水泥；

所述原料B为外加结合剂时，所述促硬剂为0.5-2％，所述铝酸钙水泥为0％，所述外加结合剂的添加量为原料A的6-13％；

所述原料B为水时，所述促硬剂为0％，所述铝酸钙水泥为2-12％，所述水的添加量为原料A的4.5-7.5％。

通过采用上述技术方案，铝酸钙水泥对原料不仅起到粘合的作用，而且还能够起到促硬的效果，促硬剂采用铝酸钙水泥，不仅减少原料的种类，而且降低产品的生产成本。