长寿型高炉用热态陶瓷喷注料

摘要

本发明公开了一种长寿型高炉用热态陶瓷喷注料，以重量百分含量表示，所述热态陶瓷喷注料的原料组成为莫来石65～70％，碳化硅8～15％，超微粉1～10％，结合剂5～10％和添加剂0.1～5％。利用本发明技术方案制备的喷注料具有性能稳定、强度高、收缩率小、反弹率低、施工性能好等特点；利用本发明产品对高炉内衬破损部位进行修补，与现有喷补料相比，大大提高了高炉的使用寿命。利用本发明长寿型高炉用热态陶瓷喷注料采用高炉遥控热态喷补方法对高炉破损部位进行修补，喷补作业施工方便，喷补后有利于高炉维持合理炉型、改善炉料及煤气流分布，提高煤气能量利用，起到增产降耗的作用。

说明书

一、技术领域：

本发明涉及一种耐火材料，特别是涉及一种长寿型高炉用热态陶瓷喷注料。

二、技术背景：

目前，对于高炉内衬破损部位的修补一般采用喷补料定期或不定期的进行修补，以此取代重新砌筑耐火砖衬，从而大大提高了高炉的使用寿命。

目前，高炉修补采用的喷补料一般为冷态喷补料，该冷态喷补料存在的缺点有：需要高炉停炉冷炉方可进行人工施工喷补，施工周期过长，影响高炉生产，同时具有原料性能不太稳定、强度低、收缩率大、反弹率高、施工效果不好等缺点。

目前，关于喷补料方面的文献报道也有不少，例如：1、申请号为200910098844.3、发明名称为“单铁口高炉出铁主沟喷补料及喷补工艺”，该喷补料是由棕刚玉或致密刚玉、碳化硅、白刚玉、α-Al₂O₃、硅微粉、纯铝酸钙水泥、球状沥青和复合添加剂制备而成。该发明既能保证修补后的抗冲刷、抗氧化、抗渣侵等性能，又能快速实施，保障单铁口高炉主沟改造后的顺利使用。2、200910097752.3、发明名称为“一种转炉用喷补料配方”，该喷补料是由镁橄榄石、白云石、促烧促凝剂、烧结中档镁砂和结合剂制备而成，采用该配方制作的喷补料应用在转炉上时具有附着率高、抗剥落性好、烧结速度快、耐侵蚀、抗冲刷、高温膨胀小的优点，同时施工时不易堵枪。3、申请号为03115604.5、发明名称为“转炉出钢口喷补料”，该喷补料是由镁砂、磷酸盐、消石灰、铬绿和烧结剂组成，本发明喷补料用于转炉出钢口及熔损严重部位进行喷补维护，具有体积密度高、加水量低、烧结快、附着率高和使用寿命长的优点。

三、发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种长寿型高炉用热态陶瓷喷注料。本发明喷注料具有性能稳定、强度高、收缩率小、反弹率低、施工性能好等特点。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种长寿型高炉用热态陶瓷喷注料，以重量百分含量表示，所述热态陶瓷喷注料的原料组成为莫来石65～70％，碳化硅8～15％，超微粉1～10％，结合剂5～10％和添加剂0.1～5％。

根据上述的长寿型高炉用热态陶瓷喷注料，所述莫来石的粒度为0～3mm；所述莫来石中Al₂O₃的质量百分含量为68～70％。

根据上述的长寿型高炉用热态陶瓷喷注料，所述碳化硅采用甘肃产碳化硅；所述碳化硅中SiC的质量百分含量＞90％。

根据上述的长寿型高炉用热态陶瓷喷注料，所述超微粉的粒度为500目；所述超微粉为SiO₂超微粉和α-Al₂O₃超微粉的混合物。

根据上述的长寿型高炉用热态陶瓷喷注料，所述SiO₂超微粉和α-Al₂O₃超微粉混合时两者所占的重量百分含量分别为18～22％和78～82％。

根据上述的长寿型高炉用热态陶瓷喷注料，所述结合剂为拉法基水泥。

根据上述的长寿型高炉用热态陶瓷喷注料，所述添加剂为磷酸盐、铝粉和防爆纤维三者的混合物。

根据上述的长寿型高炉用热态陶瓷喷注料，所述磷酸盐、铝粉和防爆纤维三者混合时的配比比例为1∶2∶1。

根据上述的长寿型高炉用热态陶瓷喷注料，所述磷酸盐为三聚磷酸钠。

本发明长寿型高炉用热态陶瓷喷注料的混合制备方法：按照本发明长寿型高炉用热态陶瓷喷注料的配比配制好各种原料，将其各种原料混合均匀，混合均匀后包装即可。

本发明长寿型高炉用热态陶瓷喷注料是采用高炉遥控热态喷补的施工方法进行修补高炉内衬破损部位。本发明利用现有高炉遥控热态喷补技术，采用本发明长寿型高炉用热态陶瓷喷注料对高炉内衬破损部位采用定期或不定期进行热态喷补，在不停炉检修的情况下，采用高压空气输送粒状耐火材料，在喷枪内与适量水混合(喷枪内水的加入量占喷注料的比例约10％)，经喷枪射至被修补的炉衬表面上，并附着于其上达到一定要求的厚度(可达几百毫米)，以此取代重新砌筑耐火砖衬，从而大大提高了高炉寿命。

本发明的积极有益效果：

1、利用本发明技术方案制备的喷注料具有性能稳定、强度高、收缩率小、反弹率低、施工性能好等特点(各种性能指标参见表一)。利用本发明产品对高炉内衬破损部位进行修补，与现有喷补料相比，大大提高了高炉的使用寿命(每喷补一次可使用一年以上)。

表一长寿型高炉用热态陶瓷喷注料的理化指标：

  项目  单位  喷补料-1  喷补料-2  Al₂O₃  ％  ≥50  ≥58  SiO₂  ％  ≤40  ≤35  SiC  ％  /  ≥10  CaO  ％  ≤4.2  ≤2.9  体积密度  g/cm³  ≥2.0  ≥2.4  耐压强度110℃  MPa  ≥25  ≥30  耐压强度1400℃  MPa  ≥45  ≥50  线变化  ％  1300℃±0.5  1400℃±0.5  使用部位  炉身中上部  炉身下部、炉腰炉腹

利用本发明长寿型高炉用热态陶瓷喷注料采用高炉遥控热态喷补方法对高炉破损部位进行修补具有以下优点：

2、本发明充分利用了高炉原有炉衬耐火材料，降低了耐火材料的消耗量，节能效果显著，明显减少了高炉大中修时冷却所需带走的热量，从而降低了能量消耗。

3、喷补作业时间短，节约中修时间，使高炉作业率提高；施工速度快，遥控喷涂比砌砖可缩短三分之二以上的施工时间，对于大型高炉来说，其经济效益显著。

4、施工质量高：通过遥控设备可控制供料速度、加水量、风压，从而控制反弹率达到合理的范围，一般在10％以下，能够形成致密的、均匀的喷涂炉衬；开炉方便，提高了高利用系数，遥控喷涂维修高炉不需要完全停炉，只需把料面降到一定高度、料面用封炉料封上即可，因此，重新起炉非常容易。通过遥控喷涂可按要求恢复炉型，因此，高炉起炉后，可很快恢复正常生产，高炉利用系数高。

5、喷补作业施工方便，喷补后有利于高炉维持合理炉型、改善炉料及煤气流分布，提高煤气能量利用，起到增产降耗的作用。

6、施工的安全性高：遥控喷涂无需工作人员进入高炉工作，工作人员只需在高炉外，通过遥控设备操纵喷枪进行喷涂，避免了进入工作人员高炉工作发生煤气中毒、坠落、砸伤、碰伤等危险。

四、具体实施方式：

以下实施例仅为了进一步说明本发明，并不限制本发明的内容。

实施例1：

本发明长寿型高炉用热态陶瓷喷注料，以重量百分含量表示，所述热态陶瓷喷注料的原料组成为莫来石67％，碳化硅12％，超微粉10％(所述超微粉为SiO₂超微粉和α-Al₂O₃超微粉的混合物，二者混合时SiO₂超微粉和α-Al₂O₃超微粉所占的百分含量分别为20％和80％)，结合剂(拉法基水泥)8％和添加剂3％(添加剂为三聚磷酸钠、铝粉和防爆纤维三者的混合物，三者的混合比例为1∶2∶1)。

本发明所采用的各原料性能要求：所述莫来石的粒度为0～3mm，所述莫来石中Al₂O₃的质量百分含量为68～70％；所述碳化硅采用甘肃产碳化硅，所述碳化硅中SiC的质量百分含量＞90％；所述超微粉的粒度为500目；

实施例2：与实施例1基本相同，不同之处在于：

本发明长寿型高炉用热态陶瓷喷注料，以重量百分含量表示，所述热态陶瓷喷注料的原料组成为莫来石70％，碳化硅8％，超微粉7％(所述超微粉为SiO₂超微粉和α-Al₂O₃超微粉的混合物，二者混合时SiO₂超微粉和α-Al₂O₃超微粉所占的百分含量分别为18％和82％)，结合剂(拉法基水泥)10％和添加剂5％(添加剂为三聚磷酸钠、铝粉和防爆纤维三者的混合物，三者的混合比例为1∶2∶1)。

实施例3：与实施例1基本相同，不同之处在于：

本发明长寿型高炉用热态陶瓷喷注料，以重量百分含量表示，所述热态陶瓷喷注料的原料组成为莫来石65％，碳化硅15％，超微粉8％(所述超微粉为SiO₂超微粉和α-Al₂O₃超微粉的混合物，二者混合时SiO₂超微粉和α-Al₂O₃超微粉所占的百分含量分别为19％和81％)，结合剂(拉法基水泥)9％和添加剂3％(添加剂为三聚磷酸钠、铝粉和防爆纤维三者的混合物，三者的混合比例为1∶2∶1)。

实施例4：与实施例1基本相同，不同之处在于：

本发明长寿型高炉用热态陶瓷喷注料，以重量百分含量表示，所述热态陶瓷喷注料的原料组成为莫来石70％，碳化硅12％，超微粉9％(所述超微粉为SiO₂超微粉和α-Al₂O₃超微粉的混合物，二者混合时SiO₂超微粉和α-Al₂O₃超微粉所占的百分含量分别为20％和80％)，结合剂(拉法基水泥)5％和添加剂4％(添加剂为三聚磷酸钠、铝粉和防爆纤维三者的混合物，三者的混合比例为1∶2∶1)。

实施例5：与实施例1基本相同，不同之处在于：

本发明长寿型高炉用热态陶瓷喷注料，以重量百分含量表示，所述热态陶瓷喷注料的原料组成为莫来石68％，碳化硅15％，超微粉6％(所述超微粉为SiO₂超微粉和α-Al₂O₃超微粉的混合物，二者混合时SiO₂超微粉和α-Al₂O₃超微粉所占的百分含量分别为20％和80％)，结合剂(拉法基水泥)10％和添加剂1％(添加剂为三聚磷酸钠、铝粉和防爆纤维三者的混合物，三者的混合比例为1∶2∶1)。

实施例6：与实施例1基本相同，不同之处在于：

本发明长寿型高炉用热态陶瓷喷注料，以重量百分含量表示，所述热态陶瓷喷注料的原料组成为莫来石69％，碳化硅15％，超微粉1％(所述超微粉为SiO₂超微粉和α-Al₂O₃超微粉的混合物，二者混合时SiO₂超微粉和α-Al₂O₃超微粉所占的百分含量分别为20％和80％)，结合剂(拉法基水泥)10％和添加剂5％(添加剂为三聚磷酸钠、铝粉和防爆纤维三者的混合物，三者的混合比例为1∶2∶1)。

实施例7：与实施例1基本相同，不同之处在于：

本发明长寿型高炉用热态陶瓷喷注料，以重量百分含量表示，所述热态陶瓷喷注料的原料组成为莫来石70％，碳化硅14％，超微粉5％(所述超微粉为SiO₂超微粉和α-Al₂O₃超微粉的混合物，二者混合时SiO₂超微粉和α-Al₂O₃超微粉所占的百分含量分别为20％和80％)，结合剂(拉法基水泥)9％和添加剂2％(添加剂为三聚磷酸钠、铝粉和防爆纤维三者的混合物，三者的混合比例为1∶2∶1)。

实施例8：与实施例1基本相同，不同之处在于：

本发明长寿型高炉用热态陶瓷喷注料，以重量百分含量表示，所述热态陶瓷喷注料的原料组成为莫来石70％，碳化硅12％，超微粉8％(所述超微粉为SiO₂超微粉和α-Al₂O₃超微粉的混合物，二者混合时SiO₂超微粉和α-Al₂O₃超微粉所占的百分含量分别为20％和80％)，结合剂(拉法基水泥)9.9％和添加剂0.1％(添加剂为三聚磷酸钠、铝粉和防爆纤维三者的混合物，三者的混合比例为1∶2∶1)。