一種大型礦熱爐出鐵口用修復性無水炮泥的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種大型礦熱爐出鐵口用修復性無水炮泥，其各組分及各組分的重量百分含量為：耐火膠介質粉末5～40%，環保骨料25～30%，碳化硅5～8%，冶金固體廢棄物5～45%，塑結劑15～20%，附著劑2～5%，增塑劑2～5%。本發明所提供的大型礦熱爐出鐵口用修復性無水炮泥，可大幅度提高單個出鐵口爐眼使用周期，提高單個出鐵口爐眼使用壽命同時可降低頻繁開新眼（吹氧、燒穿器燒眼）等高強度機械性操作對爐眼的損壞。同時，可保證爐況長時間順行，排渣、炭正常，可間接提高生產指標。
【專利說明】—種大型礦熱爐出鐵口用修復性無水炮泥
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種大型礦熱爐出鐵口用修復性無水炮泥。
【背景技術】
[0002]為了使 爐眼出鐵口工作狀態穩定，滿足礦熱爐強化冶煉的需求。我公司根據無水炮泥的結構性能(氣孔率P)，熱學性質(熱膨脹性P )，力學性能(高溫耐壓強度S、高溫蠕變性P)，使用性能及作業性能進行了相關實驗對比。國外以瑞士、德國、瑞典為代表的眾多礦熱爐采用高質量特殊工藝的無水炮泥，同時結合開堵眼機使用。
[0003]目前，國內大部分鐵合金廠家已經意識到無水炮泥在生產過程中的重要性，現用無水炮泥技術基本來源于高爐無水炮泥的演變模仿，實質上無水炮泥在鐵合金生產中并未達到理想的使用效果。普遍認為無水炮泥關鍵在于炮泥水分的控制，其他原材料還是保持以往不變。礦熱爐一般為長時間連續性生產、生產時間一般為I~5年甚至更長，所以礦熱爐用無水炮泥除了降低原有炮泥水分對爐眼材質的侵蝕還應起到修復爐眼的效果。
【發明內容】
[0004]為解決現有技術的不足，本發明提供了一種大型礦熱爐出鐵口用修復性無水炮泥。
[0005]一種大型礦熱爐出鐵口用修復性無水炮泥，其各組分及各組分的重量百分含量為:耐火膠介質粉末35~40%，環保骨料25~30%，碳化硅5~8%，冶金固體廢棄物5~45%,塑結劑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固體廢棄物，其主要成為以焦粉為主。
[0007]優選的，所述環保骨料選自廢舊炭磚、廢舊耐火磚中的一種或兩者的混合。本發明原料工藝配比首次提出采用環保骨料代替原有普通骨料，其中環保骨料為:廢舊炭磚，來源于礦熱爐修爐時替換下的爐襯炭磚。廢舊耐火磚，來源于礦熱爐修爐時替換下的爐襯耐火磚及鐵水包修包時替換下來的耐火磚。本發明配入的環保骨料主要由上述兩種材料組成，環保骨料的優勢為:成本低廉，僅為普通骨料的10%左右。環保骨料由經過礦熱爐生產I到2年時間的高溫環境后，其成分等物化性能穩定，結構性能強、氣孔率P較低并且穩定，熱學性質好、熱膨脹性P小而穩定，力學性能高、高溫耐壓強度S及大高溫蠕變性P低而穩定的特點。本發明通過配入環保骨料可有效的增強炮泥結構性能同時有效的降低了炮泥的氣孔率，提高炮泥的熱學性質的同時降低了炮泥的熱膨脹性，提升炮泥的力學性能同時提升炮泥的高溫耐壓強度并且可有效的降低炮泥的高溫蠕變性。
[0008]優選的，所述塑結劑包括工業纖維素、草木灰，工業纖維素與草木灰的質量比為3:I~4:1。塑結劑具備工業纖維素的吸水性強和組織框架性能外同時具備結合劑的粘結性能，可有效的提高炮泥的可塑性和排出微量水分。優選的，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量比為3:1~4:1。附著劑可根據礦熱爐出鐵口大小進行量的選擇，優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行修復損壞出鐵口。
[0009]優選的，所述增塑劑為浙青。增塑劑可調整炮泥的使用可塑性能，通過提高炮泥的可塑性能可擴大炮泥的使用范圍。
[0010]優選的，所述耐火膠介質粉末粒度< 200目。耐火膠介質粉末自身物化性能穩定、粒度< 200目，通過粉末自身的膠介質提高炮泥的整體塑性同時可有效改善炮泥的結構性能、力學性能、熱學性能能和機構性能。通過自身< 200目的粒度優勢可有效的調節炮泥的氣孔率。
[0011]優選的，所述塑結劑、所述附著劑、所述增塑劑三者合計的重量占總重量的18~24%。
[0012]優選的，所述無水炮泥的鎮靜周期為24~48小時。
[0013]本發明所提供的大型礦熱爐出鐵口用修復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、干料預混、結合劑與干料預混、出料塑型、包裝入庫、鎮靜，既得成品。
[0014]本發明所提供的大型礦熱爐出鐵口用修復性無水炮泥，可大幅度提高單個爐眼使用周期，提高單個爐眼使用壽命同時可降低頻繁開新眼(吹氧、燒穿器燒眼)等高強度機械性操作對爐眼的損壞。同時，可保證爐況長時間順行，排渣、炭正常，可間接提高生產指標。
【具體實施方式】
[0015]以下對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。
[0016]實施例1
[0017]一種大型礦熱爐出鐵口用修復性無水炮泥，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，鎮靜時間24小時，既得產品。
[0018]實施例2
[0019]一種大型礦熱爐出鐵口用修復性無水炮泥，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，鎮靜時間24小時，既得產品。
[0020]實施例3
[0021] 一種大型礦熱爐出鐵口用修復性無水炮泥，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，鎮靜時間24小時，既得產品。
[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:浸潰時不被液體填充的氣孔；
[0026]開口氣孔:浸潰時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]在生產實踐過程中發現，開口氣孔和貫穿氣孔占總氣孔體積的絕大部分且對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為干燥試樣的質量，單位為g ；m2為飽和試樣的表觀質量，單位為g ；m3為飽和試樣在空氣中的質量，單位為g ；Pa為制品的氣孔率。故無水炮泥的氣孔率應越低越好。
[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度變化，炮泥隨著使用溫度的變化會發生膨脹(或收縮)，如果膨脹系數過大會嚴重影響使用性能，甚至會起到破壞性的作用，同時也可反映出制品受熱后的熱應力分布和大小，晶型轉變及相變，微細裂紋的產生及抗熱震性等。膨脹系數公式為:a=p/(T_TQ) XlOO5P = K AL+AKm3/L0 ; AL=Lt-Lq;式中，a為試樣的線膨脹系數，TT1 Jtl為室溫，°C;T為試驗溫度，°C ; P為試樣的線膨脹率；L0為試樣在室溫下的長度，mm ；Lt為試樣加熱至試驗溫度T時的長度，mm ； A L為試樣加熱至試驗溫度T是的長度變化，mm ；Ak(T)為在溫度T時儀器的校正值，mm。
[0031]從上述相關公式分析及 實踐生產中總結分析認為炮泥的熱膨脹系數仍固定在某范圍空間內為佳。
[0032]高溫耐壓強度
[0033]高溫耐壓強度指標對于炮泥(不定型)具有重要意義，因為其加入一定數量的添加劑，其常溫的結合方式及強度隨著溫度的升高將產生變化，其工作效果能否達到要求要對其高溫耐壓強度進行嚴格控制。其計算公式為:S=P/A，A= (AJA2)Z^s為試樣高溫下的耐壓強度，MPa ；P試樣破碎時的最大載荷，N ；A為試樣的受壓面積，mm2 > A2為試樣上、下的受壓面積，mm2.根據上述公式理論分析及結合炮泥實際使用情況，炮泥的高溫耐壓強度應為較大好些。
[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度的某一恒定荷重時。產生塑性變形，變形量會隨時間的增長而逐漸增加，甚至會使其使用性能遭到破壞。蠕變率的計算公式為:P= (Ln-LciVLi式中，P為試樣的高溫壓縮蠕變率；Ln為試樣恒溫n小時后的高度，mm ;L0為試樣恒溫開始時的高度,mm 試樣恒溫原始高度，mm。根據上述相關分析炮泥的高溫蠕變率應控制在< 1%內。
[0036]實驗數據
[0037]
【權利要求】
1.一種大型礦熱爐出鐵口用修復性無水炮泥，其各組分及各組分的重量百分含量為:耐火膠介質粉末5~40%，環保骨料25~30%，碳化硅5~8%，塑結劑15~20%，附著劑2~5%，增塑劑2~5%，冶金固體廢棄物5~45%。
2.根據權利要求1所述的大型礦熱爐出鐵口用修復性無水炮泥，其特征在于:所述環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.根據權利要求1所述的大型礦熱爐出鐵口用修復性無水炮泥，其特征在于:所述塑結劑包括工業纖維素、草木灰，工業纖維素與草木灰的質量比為3:1~4:1。
4.根據權利要求1所述的大型礦熱爐出鐵口用修復性無水炮泥，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量比為3:1~4:1。
5.根據權利要求1所述的大型礦熱爐出鐵口用修復性無水炮泥，其特征在于:所述增塑劑為浙青。
6.根據權利要求1所述的大型礦熱爐出鐵口用修復性無水炮泥，其特征在于:所述耐火膠介質粉末粒度< 200目。
7.根據權利要求1至6任一所述的大型礦熱爐出鐵口用修復性無水炮泥，其特征在于:所述塑結劑、所述附著劑、所述增塑劑三者合計的重量百分含量占總重量的18~24%。
8.根據權利要求1至6任一所述的大型礦熱爐出鐵口用修復性無水炮泥，其特征在于:所述無水炮泥的鎮靜周期`為24~48小時。
【文檔編號】C04B35/66GK103724025SQ201310740146
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年12月27日
【發明者】曾世林, 黃祖誠, 陳忠建, 趙洪洋 申請人:廣西鐵合金有限責任公司