[发明专利]用于转底炉工作层的浇注料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于转底炉工作层的浇注料及其制备方法，本浇注料以一定组分的低铁煤矸石熟料、85高铝矾土熟料、优质高铝刚玉细粉、氧化铝微粉、硅微粉、纯铝酸钙水泥、高岭土粉为原料，外加铝粉、FDN型萘系减水剂、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠和密胺树脂粉的任何一种或混合物；本方法按组分将上述原料干混1～3min，再外加所述原料4.2～5.2wt%的生活水，混合2～3min，得到用于转底炉工作层的浇注料。本浇注料及制备方法所制备的浇注料显气孔率低、体积稳定性好、强度适中、抗酸碱侵蚀性能优异，可有效避免炉膛衬体变得疏松，提高转底炉浇注料的使用寿命，实现转底炉炉衬的长寿化和高可靠性。

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，尤其涉及一种用于转底炉工作层的浇注料及其制备方法。

背景技术

转底炉是由轧钢用环形加热炉演变而来的直接还原技术的炼铁工艺装备，能有效回收利用钢铁基地粉尘中的铁、锌、铅、碳等，直接利用粉尘中的碳还原氧化铁、氧化锌等，其主要功能是处理烧结高炉和转炉的含锌粉尘，转底炉产生的粉尘含锌丰富，可作为锌厂的优质原料，同时有利于钢厂周边环境保护，排除的废气经余热锅炉处理后转化为蒸汽直接使用或发电等。转底炉按功能分为加热段和还原段，加热段温度一般在1050℃～1250℃，还原段温度一般在1250℃～1350℃，进入转底炉内的球团经过炉内高温，球团中的碳产生还原反应。在工艺设定时间内，将氧化铁大部分还原成为金属铁；同时将氧化锌还原为锌，将氧化铅还原为铅，锌、铅挥发进入烟气中，并被再氧化成氧化锌、氧化铅粉末沉降，最终被回收。

转底炉本体按部位分为炉底、炉墙和炉顶，与轧钢用环形加热炉比，转底炉的使用环境更加苛刻。转底炉结构不同、区域不同，炉内气氛、炉压和温度差异较大；不同厂家所处理的固体废弃物成分也有较大的差异，耐火材料的结构和性能也有随之变化。使用的浇注料既需要有良好的抗酸碱侵蚀性能，又需要有较高的高温性能要求，如良好的体积稳定性、较高的高温耐压强度、抗折强度和高温蠕变强度，较低的显气孔率。

目前，转底炉工作层耐火材料以铝酸钙水泥为结合剂，以三级高铝矾土、红柱石、莫來石等材料为主，形成高铝浇注料。该材料在使用过程中，还原段易产生结构性剥落，需反复进行修补，不断增加了使用成本，影响了转底炉还原段的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于转底炉工作层的浇注料及其制备方法。本浇注料主要选用经除铁、降碱、合成的煤矸石熟料，不仅节能环保，且有利于耐火材料工业的可持续发展，本方法所制备的浇注料显气孔率低、体积稳定性好、强度适中、抗酸碱侵蚀性能优异，可有效避免炉膛衬体变得疏松，提高转底炉浇注料的使用寿命，实现转底炉炉衬的长寿化和高可靠性。

为解决上述技术问题，本发明用于转底炉工作层的浇注料所述浇注料包括低铁煤矸石熟料49～55wt%、85高铝矾土熟料12～25wt%、优质高铝刚玉细粉8～14wt%、氧化铝微粉3.5～4.5wt%、硅微粉2～5wt%、纯铝酸钙水泥2～4.5wt%、高岭土粉2～3wt%为原料，外加铝粉0.00～0.1wt%、FDN型萘系减水剂0.01～0.06wt%、六偏磷酸钠0.03～0.12wt%、三聚磷酸钠0.03～0.12wt%和密胺树脂粉0.1～0.2wt%的任何一种或混合物。

进一步，所述低铁煤矸石熟料的化学成分是：SiO₂ 49～54％，Al₂O₃ 45.5～50.5％，Fe₂O₃≤0.5％；体积密度≥2.5g/Cm³，显气孔率≤4%，耐火度1770℃；颗粒级配是：粒度小于10mm且大于等于5mm为40～60wt%，粒度小于5mm且大于等于1mm为40～60wt%。

进一步，所述85高铝矾土熟料的Al₂O₃含量≥85wt%，且颗粒级配是粒度小于1mm且大于等于0.15mm为≥85wt%。