一種長壽的高爐出鐵用砂口耐火骨料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種長壽的高爐出鐵用砂口耐火骨料，屬于高爐用砂口【技術領域】。本發(fā)明的一種長壽的高爐出鐵用砂口耐火骨料，由廢高鋁磚，莫來石，鉻鐵礦，石英砂，高嶺土，碳化硅，廢棄陶瓷，焦炭，陶土，膨潤土，粉煤灰，氧化鋅，六偏磷酸鈉，硫化鈰，蘇州土，鋁粉組成。本發(fā)明的高爐出鐵用砂口耐火骨料，創(chuàng)造性的提出特定耐火骨料的組分配比，使得制成的砂口的使用壽命大大提高，砂口不修補的情況下使用壽命達到42天左右，使用的過程中不用補料，大大降低了爐前的勞動強度，較好地保證了高爐爐況穩(wěn)定、安全和順行。
【專利說明】一種長壽的高爐出鐵用砂口耐火骨料

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及高爐出鐵過程中砂口【技術領域】，更具體地說，涉及一種長壽的高爐出 鐵用砂口耐火骨料。

【背景技術】
[0002] 眾所周知，砂口是高爐出鐵過程中的重要的渣鐵分離設備，砂口又稱撇渣器，其是 促進高爐出鐵過程中高溫液態(tài)爐渣、鐵水有效分離的裝置。砂口上接高爐主鐵溝，下接支鐵 溝，旁路連接渣溝，在出鐵場上處于核心節(jié)點位置，也是保證渣鐵有效分離的唯一節(jié)點。砂 口的性能對高爐出鐵過程的穩(wěn)定、順行十分重要，直接影響到高爐的正常生產(chǎn)秩序，繼而影 響到鋼鐵企業(yè)的經(jīng)濟效益。
[0003] 由于砂口直接與高溫渣鐵接觸，砂口服役環(huán)境十分惡劣，砂口在服役過程中，主要 經(jīng)受以下三種因素的持續(xù)破壞：（1)高溫鐵水的機械沖刷；（2)高溫爐渣的化學侵蝕；（3) 高爐間歇出鐵、出渣時引發(fā)的熱震侵蝕。三種因素交替作用，相互加強，大大降低了砂口的 服役壽命。傳統(tǒng)的砂口每10-15天就需補料一次，使用壽命只有1-2個月。其修補頻繁，修 補勞動強度大，操作環(huán)境惡劣，嚴重危害修補人員的身體健康；另外，由于砂口修補頻繁，常 常影響準點出鐵，導致減風減產(chǎn)，焦比升高。而且，現(xiàn)有的砂口耐火骨料一般采用以剛玉為 主要骨料的鋁-碳化硅-碳質(zhì)耐火材料，由于耐火材料的成分和配比不完善，使得高爐出鐵 砂口的服役壽命難以達到理想需求。
[0004] 傳統(tǒng)的砂口的不足，直接影響準點出鐵，延長了鐵水存爐時間，帶來了嚴重的安全 隱患，并增加了噸鐵成本，給鋼鐵企業(yè)帶來沉重的經(jīng)濟負擔。因此，亟需完善砂口耐火骨料 的成分和配比，使得制備的砂口具有良好的抗沖刷、抗渣侵蝕性能，從而提高砂口的使用壽 命，降低生產(chǎn)成本。
[0005] 經(jīng)檢索，中國專利號：ZL 201210187866. 9,授權公告日為：2013年12月11日，發(fā) 明創(chuàng)造的名稱為：一種高爐用再生砂口料及其制備方法，其組分及重量百分比含量為：粒 度< 0. 088mm的廢棄娃錯質(zhì)料15-20 %，粒度為l_3mm的石英砂20-30 %，粒度< 0. 088mm 的石英砂10-20%，粒度彡0.074mm的粘土粉8-15%，粒度彡1.0mm的浙青3-10%，粒 度彡2. 0mm的焦粉7-15 %，粒度彡0.088mm的廢棄鐵溝料細粉10-20 %，九水偏硅酸鈉： 0. 1-3%。該申請案雖然使廢棄的鋁硅料的高鋁磚等及鐵溝料得到綜合利用，但是砂口耐火 骨料的成分有待進一步完善，且修補頻繁，且修補勞動強度大，操作環(huán)境惡劣，給爐前操作 人員帶來了巨大的危險。
[0006] 另外，通過檢索，中國專利申請?zhí)枺?00910143657. 2,申請公布日2010年12月1 日，發(fā)明創(chuàng)造的名稱為：一種高爐出鐵溝撇渣器預制過梁，其過梁用耐火澆注料預制而成， 并經(jīng)過烘烤后投入使用，預制件上部預留缺口，雖然該申請案防止了預制過梁在使用時因 下部受熱膨脹變長造成上部拉伸開裂的問題，延長了撇渣器使用壽命，但是該申請案僅僅 改進了結(jié)構，其并沒有對撇渣器耐火骨料的性能進行提高，撇渣器的壽命有待進一步提高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 1.發(fā)明要解決的技術問題
[0008] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中砂口使用壽命短，修補更換頻率大的不足，提 供了一種長壽的高爐出鐵用砂口耐火骨料，本發(fā)明的砂口耐火骨料，大大提高了砂口的使 用壽命，且制造簡易方便，保證了高爐的正常生產(chǎn)秩序。
[0009] 2.技術方案
[0010] 為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術方案為：
[0011] 本發(fā)明的一種長壽的高爐出鐵用砂口耐火骨料，所述的耐火骨料包括廢高鋁磚、 莫來石、鉻鐵礦、石英砂、高嶺土、碳化硅、廢棄陶瓷等組分。
[0012] 更進一步地，所述的耐火骨料各組分按如下質(zhì)量份組成：
[0013] 廢高鋁磚 35-45份 莫來石 25-36份 鉻鐵礦 12-15份 石英砂 14-18份 高嶺土 12-15份 碳化硅 2-6份 廢棄陶瓷 3-5份 焦炭 3-6份 陶土 1-2份 膨潤土 10-12份 粉煤灰 2-4份 氧化鋅 2-3份 六偏磷酸鈉 1份 硫化鈰 2-5份 蘇州土 2-3份
[0014] 錯粉 2-4份。
[0015] 更進一步地，所述的耐火骨料各組分按如下質(zhì)量份組成：
[0016] 廢高鋁磚 40份 莫來石 32份 鉻鐵礦 14份 石英砂 16份 高嶺土 13份 碳化桂 5份 廢棄陶瓷 4份 焦炭 4份 陶土 1份 膨潤土 11份 粉煤灰 3份 氧化鋅 2份 六偏磷酸鈉 1份 硫化鋪 4份 蘇州土 3份 錯粉 3份。
[0017] 更進一步地，所述的蘇州土為中低溫熱液蝕變殘余型高嶺土，其成分的質(zhì)量百分 含量為：A1 203 :38· 8 %，Si02 :46· 5 %，其他：14. 7 %。
[0018] 3.有益效果
[0019] 采用本發(fā)明提供的技術方案，與已有的公知技術相比，具有如下顯著效果：
[0020] (1)本發(fā)明的一種長壽的高爐出鐵用砂口耐火骨料，由于耐火骨料的組分中，采用 不同粒度的廢高鋁磚、莫來石和石英砂，使得砂口耐火骨料顆粒配比更加合理，且由于創(chuàng)新 的骨料配比，配加結(jié)合劑后制成砂口的使用壽命大大提高，使得砂口不修補的情況下使用 壽命達到42天左右，制成的砂口在使用的過程中不用補料，大大降低了爐前操作人員的勞 動強度，較好地保證了高爐爐況穩(wěn)定、安全和順行；
[0021] (2)本發(fā)明的一種長壽的高爐出鐵用砂口耐火骨料，將廢棄陶瓷、廢高鋁磚和粉煤 灰作為耐火骨料組分使用，即降低了砂口的生產(chǎn)成本，也將冶金廢棄物進行資源化應用。

【具體實施方式】
[0022] 為進一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0023] 實施例1
[0024] 本實施例的一種長壽的高爐出鐵用砂口耐火骨料，耐火骨料各組分按如下質(zhì)量份 組成：廢高鋁磚40kg，莫來石32kg，鉻鐵礦14kg，石英砂16kg，高嶺土 13kg，碳化硅5kg，廢 棄陶瓷4kg,焦炭4kg,陶土 lkg,膨潤土 11kg,粉煤灰3kg,氧化鋅2kg,六偏磷酸鈉 lkg,硫化 鋪4kg、蘇州土 3kg和錯粉3kg。
[0025] 有必要說明的是，粒徑為1. 5-3. 5mm的廢高鋁磚為18kg，粒徑小于1. 5mm的廢高鋁 磚為22kg ;粒徑為1. 5-3. 5mm的莫來石為12kg，粒徑小于1. 5mm的莫來石為20kg ;粒徑為 1. 5-3. 5mm的石英砂為7kg，粒徑小于1. 5mm的石英砂為9kg。上述陶土和焦炭的粒徑為： 2. 0-2. 5_，鉻鐵礦和粉煤灰的粒徑為：1. 0-2. 0_，且膨潤土、高嶺土和廢棄陶瓷的粒徑為： 1. 〇-l. 5mmη
[0026] 上述的粉煤灰是引風機將燃煤煙氣排入大氣之前，急冷呈玻璃體狀態(tài)的細粒，經(jīng) 過除塵器，被分離、收集得到的細粒，該粉煤灰成分的質(zhì)量百分含量為：Si0 2 :41. 7%，Α1203 : 33. 2%，F(xiàn)e203 :8. 5%，CaO :6. 6%，MgO :4. 5%，Na20+K20 :2. 2%，其余雜質(zhì)：3. 3%。
[0027] 本實施例所采用的廢高鋁磚為I等高鋁磚，且其A1203的含量為86% ;所采用的鉻 鐵礦中的Cr203含量為39. 4%，所采用的石英砂的Si02含量為95. 5%。而且，所述的蘇州土 為中低溫熱液蝕變殘余型高嶺土，其成分的質(zhì)量百分含量為：A1203 :38. 8%，Si02 :46. 5%， 其他：14. 7 %。本實施例的陶土是指含有鐵質(zhì)而帶黃褐色、灰白色、紅紫色等色調(diào)，具有良 好可塑性的粘土，礦物成分以蒙脫石、高嶺土為主；該陶土成分的質(zhì)量百分含量為：Si0 2 : 66. 5%，A1203 :18. 4%，F(xiàn)e203 :5· 4%，CaO :1. 7%，Mg0 :1· 8%，其余：6· 2%。另夕卜，上述的蘇 州土、陶土、鋁粉的粒徑< 0. 074mm。
[0028] 本實施例的一種長壽的高爐出鐵用砂口耐火骨料，其具體的制備方法如下：
[0029] (1)按質(zhì)量份數(shù)稱取廢高鋁磚18kg，莫來石12kg，鉻鐵礦14kg，石英砂7kg，高嶺 土 13kg，碳化硅5kg、廢棄陶瓷4kg、焦炭4kg和陶土 lkg，其中，廢高鋁磚、莫來石和石英砂 的粒徑為1. 5-3. 5mm，并將上述組分依次加入到攪拌機中，并在攪拌機中混合15min，攪拌 機轉(zhuǎn)速為200r/min，混合均勻后得混合物A ;
[0030] (2)按質(zhì)量份數(shù)稱取廢高鋁磚22kg，莫來石20kg，石英砂8kg，膨潤土 11kg，粉煤 灰3kg，氧化鋅2kg，六偏磷酸鈉 lkg，硫化鋪4kg，蘇州土 3kg和錯粉3kg，其中，廢高錯磚、 莫來石和石英砂的粒徑小于1. 5_，并將上述組分依次加入到攪拌機中，并在攪拌機中混合 20min，攪拌機轉(zhuǎn)速為220r/min，混合均勻后得混合物B ;
[0031] (3)將步驟⑵中制得的混合物B加入到步驟⑴中制得的混合物A中，攪拌機先 以250r/min的轉(zhuǎn)速攪拌28min，而后以200r/min的轉(zhuǎn)速攪拌35min，即制備得到砂口耐火 骨料。
[0032] 本實施例的砂口耐火骨料與結(jié)合劑混合后配置成砂口原料，其中結(jié)合劑為浙青， 將砂口原料澆筑到模具中，在高溫環(huán)境下燒結(jié)成型。本實施例的耐火骨料制備的砂口，通過 耐火骨料創(chuàng)造性的組分配比，大大提高了砂口的抗熱震、抗沖刷和抗侵蝕的性能；從而，提 高了砂口的使用壽命。本實施例的砂口耐火骨料的與結(jié)合劑結(jié)合后，經(jīng)燒結(jié)成型制成的砂 口在不修補情況下的使用壽命見表1。
[0033] 實施例2
[0034] 本實施例的基本內(nèi)容同實施例1，其不同之處在于：本實施例的耐火骨料各組分 按如下質(zhì)量份組成：高錯磚45kg，莫來石36kg，鉻鐵礦15kg，石英砂18kg，高嶺土 15kg，碳 化娃6kg，廢棄陶瓷5kg，焦炭6kg，陶土 2kg，膨潤土 12kg，粉煤灰4kg，氧化鋅3kg，六偏磷酸 鈉 lkg，硫化鋪5kg，蘇州土 3kg和錯粉4kg。
[0035] 有必要說明的是，粒徑為1. 5-3. 5mm的廢高鋁磚為20kg，粒徑小于1. 5mm的廢高鋁 磚為25kg ;粒徑為1· 5-3. 5mm的莫來石為14kg，粒徑小于1. 5mm的莫來石為22kg ;粒徑為 1. 5-3. 5mm的石英砂為8kg，粒徑小于1. 5mm的石英砂為10kg。
[0036] 本實施例的一種長壽的高爐出鐵用砂口耐火骨料，其具體的制備方法如下：
[0037] (1)按質(zhì)量份數(shù)稱取廢高鋁磚20kg，莫來石14kg，鉻鐵礦15kg，石英砂8kg，高嶺 土 15kg，碳化娃6kg、廢棄陶瓷5kg、焦炭6kg和陶土 2kg，其中，廢高錯磚、莫來石和石英砂 的粒徑為1. 5-3. 5mm，并將上述組分依次加入到攪拌機中，并在攪拌機中混合16min，攪拌 機轉(zhuǎn)速為220r/min，混合均勻后得混合物A ;
[0038] (2)按質(zhì)量份數(shù)稱取廢高鋁磚25kg，莫來石22kg，石英砂10kg，膨潤土 12kg，粉煤 灰4kg，氧化鋅3kg，六偏磷酸鈉 lkg，硫化鋪5kg，蘇州土 3kg和錯粉4kg，其中，廢高錯磚、 莫來石和石英砂的粒徑小于1. 5_，并將上述組分依次加入到攪拌機中，并在攪拌機中混合 22min，攪拌機轉(zhuǎn)速為250r/min，混合均勻后得混合物B ;
[0039] (3)將步驟⑵中制得的混合物B加入到步驟⑴中制得的混合物A中，攪拌機先 以250r/min的轉(zhuǎn)速攪拌30min，而后以200r/min的轉(zhuǎn)速攪拌40min，即制備得到砂口耐火 骨料。
[0040] 本實施例的砂口耐火骨料與結(jié)合劑混合后配置成砂口原料，其中結(jié)合劑為浙青， 將砂口原料澆筑到模具中，在高溫環(huán)境下燒結(jié)成型。本實施例的耐火骨料制備的砂口，通過 耐火骨料創(chuàng)造性的組分配比，大大提高了砂口的抗熱震、抗沖刷和抗侵蝕的性能；從而，提 高了砂口的使用壽命。本實施例的砂口耐火骨料的與結(jié)合劑結(jié)合后，經(jīng)燒結(jié)成型制成的砂 口在不修補情況下的使用壽命見表1。
[0041] 實施例3
[0042] 本實施例的基本內(nèi)容同實施例1，其不同之處在于：本實施例的耐火骨料各組分 按如下質(zhì)量份組成：廢高鋁磚35kg，莫來石25kg，鉻鐵礦12kg，石英砂14kg，高嶺土 12kg， 碳化娃2kg,廢棄陶瓷3kg,焦炭3kg,陶土 lkg,膨潤土 10kg,粉煤灰2kg,氧化鋅2kg,六偏磷 酸鈉 lkg,硫化鋪2kg,蘇州土 2kg和錯粉2kg。
[0043] 有必要說明的是，粒徑為1. 5-3. 5mm的廢高鋁磚為15kg，粒徑小于1. 5mm的廢高鋁 磚為20kg ;粒徑為1. 5-3. 5mm的莫來石為10kg，粒徑小于1. 5mm的莫來石為15kg ;粒徑為 1. 5-3. 5mm的石英砂為6kg，粒徑小于1. 5mm的石英砂為10kg。
[0044] 本實施例的一種長壽的高爐出鐵用砂口耐火骨料，其具體的制備方法如下：
[0045] (1)按質(zhì)量份數(shù)稱取廢高鋁磚15kg，莫來石10kg，鉻鐵礦12kg，石英砂6kg，高嶺 土 12kg，碳化硅2kg、廢棄陶瓷3kg、焦炭3kg和陶土 lkg，其中，廢高鋁磚、莫來石和石英砂 的粒徑為1. 5-3. 5mm，并將上述組分依次加入到攪拌機中，并在攪拌機中混合14min，攪拌 機轉(zhuǎn)速為180r/min，混合均勻后得混合物A ;
[0046] (2)按質(zhì)量份數(shù)稱取廢高鋁磚20kg，莫來石15kg，石英砂8kg，膨潤土 10kg，粉煤 灰2kg，氧化鋅2kg，六偏磷酸鈉 lkg，硫化鈰2kg，蘇州土 2kg和鋁粉2kg，其中，廢高鋁磚、 莫來石和石英砂的粒徑小于1. 5_，并將上述組分依次加入到攪拌機中，并在攪拌機中混合 18min，攪拌機轉(zhuǎn)速為200r/min，混合均勻后得混合物B ;
[0047] (3)將步驟⑵中制得的混合物B加入到步驟⑴中制得的混合物A中，攪拌機先 以250r/min的轉(zhuǎn)速攪拌25min，而后以200r/min的轉(zhuǎn)速攪拌30min，即制備得到砂口耐火 骨料。
[0048] 本實施例的砂口耐火骨料與結(jié)合劑混合后配置成砂口原料，其中結(jié)合劑為浙青， 將砂口原料澆筑到模具中，在高溫環(huán)境下燒結(jié)成型。本實施例的耐火骨料制備的砂口，通過 耐火骨料創(chuàng)造性的組分配比，大大提高了砂口的抗熱震、抗沖刷和抗侵蝕的性能；從而，提 高了砂口的使用壽命。本實施例的砂口耐火骨料的與結(jié)合劑結(jié)合后，經(jīng)燒結(jié)成型制成的砂 口在不修補情況下的使用壽命見表1。
[0049] 實施例4
[0050] 本實施例的基本內(nèi)容同實施例1，其不同之處在于：本實施例的耐火骨料各組分 按如下質(zhì)量份組成：廢高鋁磚38kg，莫來石30kg，鉻鐵礦13kg，石英砂15kg，高嶺土 14kg， 碳化娃3kg，廢棄陶瓷5kg，焦炭5kg，陶土 lkg，膨潤土 1 lkg，粉煤灰2kg，氧化鋅3kg，六偏磷 酸鈉 lkg，硫化鋪3kg，蘇州土 2kg和錯粉3kg。
[0051] 有必要說明的是，粒徑為1. 5-3. 5mm的廢高鋁磚為16kg，粒徑小于1. 5mm的廢高鋁 磚為22kg ;粒徑為1. 5-3. 5mm的莫來石為12kg，粒徑小于1. 5mm的莫來石為18kg ;粒徑為 1. 5-3. 5mm的石英砂為5kg，粒徑小于1. 5mm的石英砂為10kg。
[0052] 本實施例的一種長壽的高爐出鐵用砂口耐火骨料，其具體的制備方法如下：
[0053] (1)按質(zhì)量份數(shù)稱取廢高鋁磚16kg，莫來石12kg，鉻鐵礦13kg，石英砂5kg，高嶺 土 14kg，碳化娃3kg、廢棄陶瓷5kg、焦炭5kg和陶土 lkg，其中，廢高錯磚、莫來石和石英砂 的粒徑為1. 5-3. 5mm，并將上述組分依次加入到攪拌機中，并在攪拌機中混合15min，攪拌 機轉(zhuǎn)速為210r/min，混合均勻后得混合物A ;
[0054] (2)按質(zhì)量份數(shù)稱取廢高鋁磚22kg，莫來石18kg，石英砂10kg，膨潤土 11kg，粉煤 灰2kg，氧化鋅3kg，六偏磷酸鈉 lkg，硫化鋪3kg，蘇州土 2kg和錯粉3kg，其中，廢高錯磚、 莫來石和石英砂的粒徑小于1. 5_，并將上述組分依次加入到攪拌機中，并在攪拌機中混合 18min，攪拌機轉(zhuǎn)速為230r/min，混合均勻后得混合物B ;
[0055] (3)將步驟⑵中制得的混合物B加入到步驟⑴中制得的混合物A中，攪拌機先 以250r/min的轉(zhuǎn)速攪拌26min，而后以200r/min的轉(zhuǎn)速攪拌38min，即制備得到砂口耐火 骨料。
[0056] 本實施例的砂口耐火骨料與結(jié)合劑混合后配置成砂口原料，其中結(jié)合劑為浙青， 將砂口原料澆筑到模具中，在高溫環(huán)境下燒結(jié)成型。本實施例的耐火骨料制備的砂口，通過 耐火骨料創(chuàng)造性的組分配比，大大提高了砂口的抗熱震、抗沖刷和抗侵蝕的性能；從而，提 高了砂口的使用壽命。本實施例的砂口耐火骨料的與結(jié)合劑結(jié)合后，經(jīng)燒結(jié)成型制成的砂 口在不修補情況下的使用壽命見表1。
[0057] 表1實施例1-4所制備的砂口在不修補的情況下的使用壽命
[0058]

【權利要求】
1. 一種長壽的高爐出鐵用砂口耐火骨料，其特征在于：所述的耐火骨料包括廢高鋁 磚、莫來石、鉻鐵礦、石英砂、高嶺土、碳化硅、廢棄陶瓷等組分。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種長壽的高爐出鐵用砂口耐火骨料，其特征在于：所述的 耐火骨料各組分按如下質(zhì)量份組成： 廢高鋁磚 35-45份 莫來石 25-36份 鉻鐵礦 12-15份 石英砂 14-18份 高嶺土 12-15份 碳化硅 2-6份 廢棄陶瓷 3-5份 焦炭 3-6份 陶土 1-2份 膨潤土 10-12份 粉煤灰 2-4份 氧化鋅 2_3份 六偏磷酸鈉 1份 硫化鋪 2-5份 蘇州土 2-3份 錯粉 2-4份。
3. 根據(jù)權利要求2所述的一種長壽的高爐出鐵用砂口耐火骨料，其特征在于：所述的 耐火骨料各組分按如下質(zhì)量份組成： 廢高鋁磚 40份 莫來石 32份 鉻鐵礦 14份 石英砂 16份 高嶺土 13份 碳化硅 5份 廢棄陶瓷 4份 焦炭 4份 陶土 1份 膨潤土 11份 粉煤灰 3份 氧化鋅 2份 六偏磷酸鈉 1份 硫化鋪 4份 蘇州土 3份 鋁粉 3份。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種長壽的高爐出鐵用砂口耐火骨料，其特征在于：所述的 蘇州土為中低溫熱液蝕變殘余型高嶺土，其成分的質(zhì)量百分含量為：A1203 :38.8%，Si02 : 46. 5%，其他：14· 7%。
【文檔編號】C04B35/66GK104150919SQ201410356672
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權日:2014年7月21日
【發(fā)明者】吳雪健, 呂孟麗, 吳雯雯, 張向陽, 魏王亞 申請人:吳雯雯