專利名稱：一種熱風管道韌性莫來石磚的制作方法
技術領域：
本發(fā)明為一種熱風管道韌性莫來石磚，屬于耐火材料領域。
背景技術：
煉鐵高爐熱風管道是連接熱風爐和高爐的熱風通道，是高爐冶煉的關鍵設施。近 年來，瑞沃耐火注意到了較多的大型高爐在投產(chǎn)后不久，有的使用二三年、有的一年多、甚 至也有幾個月就出現(xiàn)了熱風主管道里面的耐火材料襯體開裂、剝落、甚至大面積脫落，引起 了管道管殼發(fā)紅、變形甚至發(fā)生事故等嚴重問題，迫使煉鐵廠以淋水、減低風溫和風壓以應 急，然后以灌漿或者局部打開管殼進行澆注，但這些都是臨時的補救措施，無法從根本上解 決問題，熱風管道成了熱風爐和高爐之間的定時炸彈，使高爐的正常冶煉面臨嚴重的威脅。通過研究以及細致的現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在應用于管道內(nèi)襯的耐火材料在方向上存 在誤區(qū)。管道出現(xiàn)問題后，大家一般從施工質(zhì)量和耐火材料質(zhì)量上找原因。首先，施工質(zhì)量 是應該絕對嚴格控制的，而且是可以控制好的。再者從耐火材料襯體找原因，但是近年來的 事實證明，業(yè)界只是在蠕變率及強度指標上進行控制，這樣反而出現(xiàn)問題的熱風管道更多 了。大家忽略了韌性材料，忽略了熱震穩(wěn)定性對熱風管道長壽所起到的核心作用。業(yè)界使用熱風爐大墻磚作為管道磚材質(zhì)，然后一味的提高耐火材料蠕變等級、提 高耐材的高溫荷重軟化溫度是不對的。因為熱風管道和熱風爐大墻的工作環(huán)境、氣氛和 受力、受熱方式、砌筑結構是完全不同的。我們應該首先找到管道出現(xiàn)問題的真正原因，為 什么在材料技術和施工工藝相對落后的九十年代前期或者更早時間建設的高爐熱風爐較 少的出現(xiàn)類似問題？為什么同樣是近年新建的結構更為復雜的大型高爐熱風環(huán)形圍管較 少出現(xiàn)問題？通過大量的調(diào)查和實地測量，建于八九十年代的高爐和熱風爐普遍距離較 近，主管道懸空的部分比較短。而近年來規(guī)劃的煉鐵廠考慮整體的美觀以及爐下道路的布 局，使高爐和熱風爐相距比較遠，從而大幅度的增加了熱風主管道的懸空距離；同時隨著 高爐冶煉條件的苛刻，現(xiàn)在大中型熱風管道的送風溫度都超過了 1200°C，有的甚至接近于 1300°C ；另外在長期的高溫、高壓、氣流沖刷以及持續(xù)的機械震動情況下，再加上頻繁的換 風、休風，懸在空中的熱風管道會是穩(wěn)固的、毫不動搖的嗎？答案是否定的。以前，由于熱風 管道較短，結構比較穩(wěn)定，所以參照熱風爐大墻磚來設計熱風管道磚是可以滿足當時使用 條件的的。而現(xiàn)在，由于熱風主管道的加長，我們必須從能夠適應熱風管道變形的角度來考 慮耐火材料襯體的材質(zhì)問題。經(jīng)過對多座熱風管道出現(xiàn)問題的大中型高爐現(xiàn)場的調(diào)查及對國內(nèi)著名煉鐵專家 和耐材專家的探討，對熱風管道磚襯的損毀機理已形成如下共識(1).高風溫風壓對耐火襯體的熱應力、( .持續(xù)的機械震動、C3).主管道較長懸 空部分持續(xù)工作的變形、煤氣流、煙塵、堿蒸汽對磚襯的沖刷侵蝕針對管道耐材襯體里進行思考，傳統(tǒng)觀念認為蠕變率是個關鍵指標，大家都在追 求低蠕變，好像蠕變越低越好，試想把不蠕變的耐火磚放在蠕變著的管道里會是什么境 況？當然要求耐材的蠕變是必要的，但是要有一個范圍，因為管道的變形是輕微的；大家還在追求耐火材料的高強度，不惜在原料中加入剛玉等高強度材料，但是伴隨著強度的增加， 產(chǎn)品的脆性也隨之增加；還有荷重軟化溫度，在管道里的耐火材料應該說是沒有什么重力 去壓制它，而且管道里的熱風溫度不超過1300°C，過高的荷重軟化溫度指標也制約了耐火 材料的韌性。凡此種種的指標設計，與熱風管道的工作環(huán)境背道而馳。通過對熱風管道工作環(huán)境的深度分析，瑞沃耐火技術中心協(xié)同武漢科技大學、安 鋼煉鐵廠等單位的教授專家，對耐火材料晶相和機理進行細致分析、比對，認為可以研制出 一種專門用于熱風管道，在高溫下具有一定韌性的和較高耐磨性，還要能夠抵抗一氧化碳 氣氛滲透的產(chǎn)品。瑞沃耐火認識到，懸空的熱風管道在高風溫高風壓及持續(xù)的機械震動作 用下，耐材自身不僅要具有合理的蠕變率，更應具有優(yōu)異的高溫熱震穩(wěn)定性才能更好抵抗 管道的變形以及熱應力的作用。送風過程的交替作業(yè)使耐火材料承受較頻繁的溫度波動， 同時管道內(nèi)的溫度梯度較大，熱應力分布不均，易使材料出現(xiàn)裂紋、開裂和剝落，從而使整 個砌體損毀。這種損毀在溫度梯度差大的部位較為明顯，可以在停爐后明顯地觀察到。國內(nèi) 在寶鋼、武鋼、首鋼等大中型管道磚襯的選材上也都認識到了熱震穩(wěn)定性指標的重要性，在 歷年來管道磚襯壽命不斷提高的同時，對熱震穩(wěn)定性的要求也是從無到有，從10次、15次、 逐漸提高到40次以上。尤其是寶鋼，更是自2000年以來對熱震穩(wěn)定性這一重要性能的認 識，也使得管道磚壽命達到了 10年以上，由此可見熱震穩(wěn)定性對管道磚襯的重要意義。煤氣流、煙塵、堿蒸汽對磚襯的沖刷侵蝕也是不容忽視的重要影響因素。管道磚襯 長期工作于高溫煙氣中，會受到煙氣中的堿性氧化物，特別是氧化鈉與氧化鉀侵蝕，這些雜 質(zhì)的侵入和積累會使耐火材料表面產(chǎn)生脆化層，這種脆化層的膨脹率與原磚層相差很大， 其抗熱震性顯著下降，在機械震動和溫度波動的過程中逐漸產(chǎn)生開裂和剝落。這就要求磚 襯不僅要有較低的顯氣孔率、較高的耐壓強度去抵抗煤氣流、煙塵的沖刷，還要有低雜質(zhì) (K20+Na20 ^ 0. 6),以更好的抵抗堿蒸汽侵蝕的同時來降低磚襯的剝落。相信該產(chǎn)品的研制成功，必將是熱風管道襯里材料的一次革命，從根本上解決目 前較多出現(xiàn)的問題，使熱風管道可以達到十年以致更長的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
為解決熱風管道管壽命短、易發(fā)紅、變形甚至發(fā)生事故的問題，本發(fā)明提供了一種 熱風管道韌性莫來石磚。本發(fā)明所采用的技術方案是一種熱風管道韌性莫來石磚，是由重量計的燒結 莫來石5-40%、硅線石5 30%、紅柱石5 30%、板狀剛玉5 30%、韌性添加物4 15%和結合粘土 3 10%制成。本發(fā)明的有益效果所述的一種熱風管道韌性莫來石磚，綜合了熱風爐用低蠕變 磚、紅柱石磚、莫來石磚等的優(yōu)良性能，即良好的韌性和受熱體積穩(wěn)定性，較高的熱震穩(wěn)定 性(水冷1100°C ≥ 40)，高溫下良好的耐磨性和抗侵蝕性、低雜質(zhì)等優(yōu)良性能于一體，同時 新增加了產(chǎn)品的抗CO侵蝕性不受影響，滿足大中型高爐熱風管道長壽的要求。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明做進一步描述。本發(fā)明所采用的技術方案是一種熱風管道韌性莫來石磚，是由重量計的燒結莫來石5-40%、硅線石5 30%、紅柱石5 30%、板狀剛玉5 30%、韌性添加物4 15%和結合粘土 3 10%制成。重量優(yōu)選配比為燒結莫來石30%、硅線石20%、紅柱石12%、板狀剛玉20%、韌 性添加物10%和結合粘土 8%制成。韌性添加物粗度為1 10mm。對于主體原料，我們應用莫來石和紅柱石等純度高、蠕變性、熱震穩(wěn)定性以及線變 化性能穩(wěn)定的材料來控制制品的指標范圍，以適應管道襯里的工作環(huán)境；我們引入了特殊 添加物，在制品高溫燒結反應中增加制品的韌性，以達到制品具有較高的熱震穩(wěn)定性(水 冷1100°C>40次)；提高制品的耐磨性有兩種方式，一種是增加強度，另一種是提高制品的 光滑度，我們選擇了后者。在基質(zhì)部分引入了潤性耐火原料，可以使制品在高溫氣流沖刷下 保持襯體蝕面的光滑、減少風阻以及熱氣流對耐火材料的滲透；同時我們在基質(zhì)部分以納 米級的微粉加入韌性添加物，以達到增強制品韌性的目的。經(jīng)過國家安全相關部門分析測定如下韌性莫來石磚理化指標
權利要求
1.一種熱風管道韌性莫來石磚，其特征在于，是由重量計的燒結莫來石5-40%、硅線 石5 30%、紅柱石5 30%、板狀剛玉5 30%、韌性添加物4 15%和結合粘土 3 10%制成。
2.如權利要求1所述的熱風管道韌性莫來石磚，其特征在于，重量優(yōu)選配比為燒結莫 來石30 %、硅線石20 %、紅柱石12 %、板狀剛玉20 %、韌性添加物10 %和結合粘土 8 %制 成。
3.如權利要求1或2所述的熱風管道韌性莫來石磚，其特征在于，韌性添加物粗度為 1 IOmm。
4.如權利要求1或2所述的熱風管道韌性莫來石磚，其特征在于，在煉鐵高爐熱風管道 中使用。
全文摘要
本發(fā)明為一種熱風管道韌性莫來石磚，其特征在于，是由重量計的燒結莫來石5-40％、硅線石5～30％、紅柱石5～30％、板狀剛玉5～30、韌性添加物4～15％和結合粘土3～10％制成。本發(fā)明綜合了熱風爐用低蠕變磚、紅柱石磚、莫來石磚等的優(yōu)良性能，即良好的韌性和受熱體積穩(wěn)定性，較高的熱震穩(wěn)定性(水冷1100℃≥40)，高溫下良好的耐磨性和抗侵蝕性、低雜質(zhì)等優(yōu)良性能于一體，同時新增加了產(chǎn)品的抗CO侵蝕性不受影響，滿足大中型高爐熱風管道長壽的要求。
文檔編號C04B35/66GK102101780SQ20101061446
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權日2010年12月30日
發(fā)明者丁豐收, 郭長江 申請人:鄭州市瑞沃耐火材料有限公司