一種大型礦熱爐出鐵口用修復(fù)性無水炮泥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大型礦熱爐出鐵口用修復(fù)性無水炮泥，其各組分及各組分的重量百分含量為：耐火膠介質(zhì)粉末5～40%，環(huán)保骨料25～30%，碳化硅5～8%，冶金固體廢棄物5～45%，塑結(jié)劑15～20%，附著劑2～5%，增塑劑2～5%。本發(fā)明所提供的大型礦熱爐出鐵口用修復(fù)性無水炮泥，可大幅度提高單個(gè)出鐵口爐眼使用周期，提高單個(gè)出鐵口爐眼使用壽命同時(shí)可降低頻繁開新眼（吹氧、燒穿器燒眼）等高強(qiáng)度機(jī)械性操作對(duì)爐眼的損壞。同時(shí)，可保證爐況長(zhǎng)時(shí)間順行，排渣、炭正常，可間接提高生產(chǎn)指標(biāo)。
【專利說明】—種大型礦熱爐出鐵口用修復(fù)性無水炮泥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大型礦熱爐出鐵口用修復(fù)性無水炮泥。
【背景技術(shù)】
[0002]為了使 爐眼出鐵口工作狀態(tài)穩(wěn)定，滿足礦熱爐強(qiáng)化冶煉的需求。我公司根據(jù)無水炮泥的結(jié)構(gòu)性能(氣孔率P)，熱學(xué)性質(zhì)(熱膨脹性P )，力學(xué)性能(高溫耐壓強(qiáng)度S、高溫蠕變性P)，使用性能及作業(yè)性能進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)對(duì)比。國(guó)外以瑞士、德國(guó)、瑞典為代表的眾多礦熱爐采用高質(zhì)量特殊工藝的無水炮泥，同時(shí)結(jié)合開堵眼機(jī)使用。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)大部分鐵合金廠家已經(jīng)意識(shí)到無水炮泥在生產(chǎn)過程中的重要性，現(xiàn)用無水炮泥技術(shù)基本來源于高爐無水炮泥的演變模仿，實(shí)質(zhì)上無水炮泥在鐵合金生產(chǎn)中并未達(dá)到理想的使用效果。普遍認(rèn)為無水炮泥關(guān)鍵在于炮泥水分的控制，其他原材料還是保持以往不變。礦熱爐一般為長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)性生產(chǎn)、生產(chǎn)時(shí)間一般為I~5年甚至更長(zhǎng)，所以礦熱爐用無水炮泥除了降低原有炮泥水分對(duì)爐眼材質(zhì)的侵蝕還應(yīng)起到修復(fù)爐眼的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種大型礦熱爐出鐵口用修復(fù)性無水炮泥。
[0005]一種大型礦熱爐出鐵口用修復(fù)性無水炮泥，其各組分及各組分的重量百分含量為:耐火膠介質(zhì)粉末35~40%，環(huán)保骨料25~30%，碳化硅5~8%，冶金固體廢棄物5~45%,塑結(jié)劑15~20%,附著劑2~5%,增塑劑2~5%。
[0006]其中，所述冶金固體廢棄物主要為工業(yè)尾礦、高爐渣、鋼渣、化鐵爐渣、塵泥、電廠粉煤灰和爐渣、鐵合金渣等冶金工業(yè)固體廢棄物，其主要成為以焦粉為主。
[0007]優(yōu)選的，所述環(huán)保骨料選自廢舊炭磚、廢舊耐火磚中的一種或兩者的混合。本發(fā)明原料工藝配比首次提出采用環(huán)保骨料代替原有普通骨料，其中環(huán)保骨料為:廢舊炭磚，來源于礦熱爐修爐時(shí)替換下的爐襯炭磚。廢舊耐火磚，來源于礦熱爐修爐時(shí)替換下的爐襯耐火磚及鐵水包修包時(shí)替換下來的耐火磚。本發(fā)明配入的環(huán)保骨料主要由上述兩種材料組成，環(huán)保骨料的優(yōu)勢(shì)為:成本低廉，僅為普通骨料的10%左右。環(huán)保骨料由經(jīng)過礦熱爐生產(chǎn)I到2年時(shí)間的高溫環(huán)境后，其成分等物化性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)性能強(qiáng)、氣孔率P較低并且穩(wěn)定，熱學(xué)性質(zhì)好、熱膨脹性P小而穩(wěn)定，力學(xué)性能高、高溫耐壓強(qiáng)度S及大高溫蠕變性P低而穩(wěn)定的特點(diǎn)。本發(fā)明通過配入環(huán)保骨料可有效的增強(qiáng)炮泥結(jié)構(gòu)性能同時(shí)有效的降低了炮泥的氣孔率，提高炮泥的熱學(xué)性質(zhì)的同時(shí)降低了炮泥的熱膨脹性，提升炮泥的力學(xué)性能同時(shí)提升炮泥的高溫耐壓強(qiáng)度并且可有效的降低炮泥的高溫蠕變性。
[0008]優(yōu)選的，所述塑結(jié)劑包括工業(yè)纖維素、草木灰，工業(yè)纖維素與草木灰的質(zhì)量比為3:I~4:1。塑結(jié)劑具備工業(yè)纖維素的吸水性強(qiáng)和組織框架性能外同時(shí)具備結(jié)合劑的粘結(jié)性能，可有效的提高炮泥的可塑性和排出微量水分。優(yōu)選的，所述附著劑包括脫水煤焦油、低溫樹脂，脫水煤焦油與低溫樹脂的質(zhì)量比為3:1~4:1。附著劑可根據(jù)礦熱爐出鐵口大小進(jìn)行量的選擇，優(yōu)選的附著劑可將炮泥填滿出鐵口并可使炮泥掛在出鐵口表面進(jìn)行修復(fù)損壞出鐵口。
[0009]優(yōu)選的，所述增塑劑為浙青。增塑劑可調(diào)整炮泥的使用可塑性能，通過提高炮泥的可塑性能可擴(kuò)大炮泥的使用范圍。
[0010]優(yōu)選的，所述耐火膠介質(zhì)粉末粒度< 200目。耐火膠介質(zhì)粉末自身物化性能穩(wěn)定、粒度< 200目，通過粉末自身的膠介質(zhì)提高炮泥的整體塑性同時(shí)可有效改善炮泥的結(jié)構(gòu)性能、力學(xué)性能、熱學(xué)性能能和機(jī)構(gòu)性能。通過自身< 200目的粒度優(yōu)勢(shì)可有效的調(diào)節(jié)炮泥的氣孔率。
[0011]優(yōu)選的，所述塑結(jié)劑、所述附著劑、所述增塑劑三者合計(jì)的重量占總重量的18~24%。
[0012]優(yōu)選的，所述無水炮泥的鎮(zhèn)靜周期為24~48小時(shí)。
[0013]本發(fā)明所提供的大型礦熱爐出鐵口用修復(fù)性無水炮泥的制備方法可選用常用方法制備，將制備所述無水炮泥的原料脫水后，依次配料、干料預(yù)混、結(jié)合劑與干料預(yù)混、出料塑型、包裝入庫、鎮(zhèn)靜，既得成品。
[0014]本發(fā)明所提供的大型礦熱爐出鐵口用修復(fù)性無水炮泥，可大幅度提高單個(gè)爐眼使用周期，提高單個(gè)爐眼使用壽命同時(shí)可降低頻繁開新眼(吹氧、燒穿器燒眼)等高強(qiáng)度機(jī)械性操作對(duì)爐眼的損壞。同時(shí)，可保證爐況長(zhǎng)時(shí)間順行，排渣、炭正常，可間接提高生產(chǎn)指標(biāo)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0016]實(shí)施例1
[0017]一種大型礦熱爐出鐵口用修復(fù)性無水炮泥，其各組分及各組分的重量百分含量為:陶土 40%，廢舊炭磚13%，廢舊耐火磚13%，碳化硅5%，冶金固體廢棄物6%，工業(yè)纖維素12%、草木灰4%，脫水煤焦油4%、低溫樹脂1%，浙青2%。各原料混合前脫水，混合后出料塑型，包裝入庫，鎮(zhèn)靜時(shí)間24小時(shí)，既得產(chǎn)品。
[0018]實(shí)施例2
[0019]一種大型礦熱爐出鐵口用修復(fù)性無水炮泥，其各組分及各組分的重量百分含量為:陶土 25%，廢舊炭磚14%，廢舊耐火磚11%，碳化硅6%，冶金固體廢棄物18%，工業(yè)纖維素14%、草木灰4%，脫水煤焦油3%、低溫樹脂1%，浙青4%。各原料混合前脫水，混合后出料塑型，包裝入庫，鎮(zhèn)靜時(shí)間24小時(shí)，既得產(chǎn)品。
[0020]實(shí)施例3
[0021] 一種大型礦熱爐出鐵口用修復(fù)性無水炮泥，其各組分及各組分的重量百分含量為:陶土 16%，廢舊炭磚12%，廢舊耐火磚15%，碳化硅5%，冶金固體廢棄物26%，工業(yè)纖維素15%、草木灰4%，脫水煤焦油4%、低溫樹脂1%，浙青2%。各原料混合前脫水，混合后出料塑型，包裝入庫，鎮(zhèn)靜時(shí)間24小時(shí)，既得產(chǎn)品。
[0022]性能說明
[0023]氣孔率
[0024]耐火材料的氣孔可分為三大類[0025]閉口氣孔:浸潰時(shí)不被液體填充的氣孔；
[0026]開口氣孔:浸潰時(shí)能被液體填充的氣孔；
[0027]貫通氣孔:貫通制品的兩面、能為流體所通過。
[0028]在生產(chǎn)實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)，開口氣孔和貫穿氣孔占總氣孔體積的絕大部分且對(duì)炮泥的使用性能影響最大。氣孔率公式為:Pa=(m3-ml)/ (m3-m2),式中,ml為干燥試樣的質(zhì)量，單位為g ；m2為飽和試樣的表觀質(zhì)量，單位為g ；m3為飽和試樣在空氣中的質(zhì)量，單位為g ；Pa為制品的氣孔率。故無水炮泥的氣孔率應(yīng)越低越好。
[0029]熱膨脹性
[0030]無水炮泥的熱膨脹是指炮泥在加熱過程中的長(zhǎng)度變化，炮泥隨著使用溫度的變化會(huì)發(fā)生膨脹(或收縮)，如果膨脹系數(shù)過大會(huì)嚴(yán)重影響使用性能，甚至?xí)鸬狡茐男缘淖饔?，同時(shí)也可反映出制品受熱后的熱應(yīng)力分布和大小，晶型轉(zhuǎn)變及相變，微細(xì)裂紋的產(chǎn)生及抗熱震性等。膨脹系數(shù)公式為:a=p/(T_TQ) XlOO5P = K AL+AKm3/L0 ; AL=Lt-Lq;式中，a為試樣的線膨脹系數(shù)，TT1 Jtl為室溫，°C;T為試驗(yàn)溫度，°C ; P為試樣的線膨脹率；L0為試樣在室溫下的長(zhǎng)度，mm ；Lt為試樣加熱至試驗(yàn)溫度T時(shí)的長(zhǎng)度，mm ； A L為試樣加熱至試驗(yàn)溫度T是的長(zhǎng)度變化，mm ；Ak(T)為在溫度T時(shí)儀器的校正值，mm。
[0031]從上述相關(guān)公式分析及 實(shí)踐生產(chǎn)中總結(jié)分析認(rèn)為炮泥的熱膨脹系數(shù)仍固定在某范圍空間內(nèi)為佳。
[0032]高溫耐壓強(qiáng)度
[0033]高溫耐壓強(qiáng)度指標(biāo)對(duì)于炮泥(不定型)具有重要意義，因?yàn)槠浼尤胍欢〝?shù)量的添加劑，其常溫的結(jié)合方式及強(qiáng)度隨著溫度的升高將產(chǎn)生變化，其工作效果能否達(dá)到要求要對(duì)其高溫耐壓強(qiáng)度進(jìn)行嚴(yán)格控制。其計(jì)算公式為:S=P/A，A= (AJA2)Z^s為試樣高溫下的耐壓強(qiáng)度，MPa ；P試樣破碎時(shí)的最大載荷，N ；A為試樣的受壓面積，mm2 > A2為試樣上、下的受壓面積，mm2.根據(jù)上述公式理論分析及結(jié)合炮泥實(shí)際使用情況，炮泥的高溫耐壓強(qiáng)度應(yīng)為較大好些。
[0034]高溫蠕變性
[0035]高溫蠕變性是指炮泥在高溫下承受小于其極限強(qiáng)度的某一恒定荷重時(shí)。產(chǎn)生塑性變形，變形量會(huì)隨時(shí)間的增長(zhǎng)而逐漸增加，甚至?xí)蛊涫褂眯阅茉獾狡茐摹Ｈ渥兟实挠?jì)算公式為:P= (Ln-LciVLi式中，P為試樣的高溫壓縮蠕變率；Ln為試樣恒溫n小時(shí)后的高度，mm ;L0為試樣恒溫開始時(shí)的高度,mm 試樣恒溫原始高度，mm。根據(jù)上述相關(guān)分析炮泥的高溫蠕變率應(yīng)控制在< 1%內(nèi)。
[0036]實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
[0037]
【權(quán)利要求】
1.一種大型礦熱爐出鐵口用修復(fù)性無水炮泥，其各組分及各組分的重量百分含量為:耐火膠介質(zhì)粉末5~40%，環(huán)保骨料25~30%，碳化硅5~8%，塑結(jié)劑15~20%，附著劑2~5%，增塑劑2~5%，冶金固體廢棄物5~45%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型礦熱爐出鐵口用修復(fù)性無水炮泥，其特征在于:所述環(huán)保骨料選自廢舊炭磚、廢舊耐火磚中的一種或兩者的混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型礦熱爐出鐵口用修復(fù)性無水炮泥，其特征在于:所述塑結(jié)劑包括工業(yè)纖維素、草木灰，工業(yè)纖維素與草木灰的質(zhì)量比為3:1~4:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型礦熱爐出鐵口用修復(fù)性無水炮泥，其特征在于:所述附著劑包括脫水煤焦油、低溫樹脂，脫水煤焦油與低溫樹脂的質(zhì)量比為3:1~4:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型礦熱爐出鐵口用修復(fù)性無水炮泥，其特征在于:所述增塑劑為浙青。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型礦熱爐出鐵口用修復(fù)性無水炮泥，其特征在于:所述耐火膠介質(zhì)粉末粒度< 200目。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述的大型礦熱爐出鐵口用修復(fù)性無水炮泥，其特征在于:所述塑結(jié)劑、所述附著劑、所述增塑劑三者合計(jì)的重量百分含量占總重量的18~24%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述的大型礦熱爐出鐵口用修復(fù)性無水炮泥，其特征在于:所述無水炮泥的鎮(zhèn)靜周期`為24~48小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C04B35/66GK103724025SQ201310740146
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】曾世林, 黃祖誠(chéng), 陳忠建, 趙洪洋 申請(qǐng)人:廣西鐵合金有限責(zé)任公司