專利名稱：：高爐用鎂質(zhì)微膨脹炮泥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種高爐出鐵口用炮泥，屬于炮泥技術(shù)和耐火材料的燒結(jié)技術(shù)等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：目前廣泛應(yīng)用的高爐出鐵口炮泥屬于A1203—Si02—SiC—C系材料。各組分在體系中的作用如下八1203和Si02組分的合理搭配可以在高溫下反應(yīng)莫來石化，使得炮泥具有良好的抗侵蝕能力和適宜的荷重軟化點，是影響炮泥使用壽命的關(guān)鍵因素；SiC是一種高溫耐磨性的原材料，同時可以防止炭的氧化，作為炮泥的原材料可以改善其抗熔渣侵蝕和抗沖刷能力；C作為無水炮泥的主要原料之一，具有氣孔率高、導(dǎo)熱性及導(dǎo)電性好的特點，高的荷重變形溫度和穩(wěn)定的抗渣、抗熱震性能，使出鐵口保持還原氣氛，對碳化硅、碳化網(wǎng)絡(luò)、炭素材料起保護作用；焦油作為炮泥的結(jié)合劑，使炮泥具有可塑的操作性能外，還可以隨溫度升高而縮聚碳化，形成碳化網(wǎng)絡(luò)，提高炮泥的高溫強度和潤濕角。鎂砂是高熔點的耐火原材料，其耐火度可以高達280(TC。在高溫下，鎂砂與氧化鋁反應(yīng)形成性能優(yōu)良的鎂鋁尖晶石，即鎂鋁在高溫下尖晶石化。尖晶石的熔點高達2135'C，化學(xué)穩(wěn)定性好，對酸堿都有一定的適應(yīng)性，抗FeO熔渣的能力強，也具有較好的抗熱震性。同時MgO和八1203二元化合物以任何比例混合后，開始出現(xiàn)液相的溫度都很高，接近200(TC，而且在MgO—Al203的二元系統(tǒng)中，還有一個有利的因素存在兩個陽離子缺位型固溶體(方鎂石固溶體和尖晶石固溶體)，這種由單一一相高濃度固溶體脫溶成低濃度固溶體和析出物的兩相共存效應(yīng)改變了材料的顯微結(jié)構(gòu)特征，使材料的結(jié)合強度提高并趨于致密化。當(dāng)然我們的體系不是簡單的二元體系，其中涉及到SiC和C等對體系的影響，是一個更為復(fù)雜的反應(yīng)過稃。如果將鎂砂加入到上述傳統(tǒng)炮泥中，當(dāng)鎂砂的加入量過少時，形成尖晶石的幾率微小，無法發(fā)揮尖晶石化的優(yōu)勢，反而會成為Al203—SiC—Si02—C體系中的雜質(zhì)降低體系的耐用性能；如果加入過多的鎂砂，在高溫下過度的尖晶石化也會劣化炮泥的組織結(jié)構(gòu)，使炮泥的使用性能大大降低，起不到改善炮泥性能的作用。因此，鎂砂的加入量成為至關(guān)重耍的因素，不足達不到預(yù)期的目的，過多又會影響炮泥的使用效果。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述，本發(fā)明的目的在于提供一種性能更好的高爐用鎂質(zhì)微膨脹炮泥。本發(fā)明在已有高爐出鐵口炮泥的基礎(chǔ)上，引入耐高溫原料鎂砂，其在高溫下可以與體系中的八1203反應(yīng)生成鎂鋁尖晶石，反應(yīng)過程伴隨著體積膨脹，可以使材料致密化。同時尖晶石改善了炮泥的抗侵蝕、抗熔渣和抗熱震性能。本發(fā)明的一種高爐用鎂質(zhì)微膨脹炮泥，有下列原料及按重量百分比計的含量鎂砂5%30%，剛玉20%45%，碳化硅10%20%，焦炭10%15%，瀝青3%5%，黏土10%20%，焦油10%16%。為了進一步提高抗渣性和開口性，本發(fā)明的高爐用鎂質(zhì)微膨脹炮泥還可包括氮化硅鐵0%15%。本發(fā)明中鎂砂和剛玉作為主要組成原料，在高溫下可以反應(yīng)生成鎂鋁尖晶石，可以使基質(zhì)在高溫使用狀態(tài)下趨于致密化，同時尖晶石有良好的抗渣性能。黏土是調(diào)整炮泥可塑性不可缺少的塑性劑。焦炭具有氣孔率高，導(dǎo)熱及導(dǎo)電性好，荷重變形溫度高，抗渣、抗熱震性穩(wěn)定，使炮泥在使用過程中保持還原氣氛，對碳化硅、碳化網(wǎng)絡(luò)、炭素材料起保護作用。瀝青作為有機結(jié)合劑，可隨溫度升高而縮聚碳化，形成碳化網(wǎng)絡(luò)，在高溫下形成強度。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下創(chuàng)新和有益效果一、本發(fā)明與傳統(tǒng)炮泥的最大區(qū)別是添加了耐火度高的鎂砂組分，使炮泥屬于Al203—MgO(Sp)—SiC—Si02—C體系。傳統(tǒng)炮泥選材上都定格在Al203—Si02—SiC_C的體系中，沒有嘗試選擇MgO質(zhì)類，可能考慮方鎂石不具有良好的抗熱震性能。但本發(fā)明選擇鎂砂和剛玉一起使用，在高溫下經(jīng)過尖晶石化形成鎂鋁尖晶石。鎂鋁尖晶石不僅具有較高的耐火度，而且具有良好的熱震穩(wěn)定性。同時在尖晶石化的過程中伴隨著體積膨脹，在這個過程中使組織更加致密，且提高了結(jié)合強度。二、本發(fā)明在添加鎂砂的基礎(chǔ)上優(yōu)化了鎂砂和剛玉的比例關(guān)系，使得炮泥在高溫煅燒后線變化率為微膨脹，尖晶石本身具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，這樣一來對炮泥的熱震穩(wěn)定性和抗渣性能都很有利，同時鎂鋁的二元系統(tǒng)還具有抑制熔渣滲透的能力。三、本發(fā)明的炮泥按照國標(biāo)中相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進行檢測，并與其它廠家的炮泥做比較，結(jié)果如表1。表l高爐用鎂質(zhì)微膨脹炮泥的性能并與傳統(tǒng)炮泥對比檢測項目傳統(tǒng)炮泥鎂質(zhì)微膨脹炮泥體積密度g/cm3200。Cx72h1.9~2.32.卜2.2濯0。Cx3h1.9~2.32.1~2.21400。Cx3h1.9~2.32.1~2.2抗折強度Mpa200。Cx72h4.4~8.64.8~8.0畫。Cx3h3.2~7.84.0~6.01400°O3h5.0~8.06.0~9.0耐壓強度Mpa200。Cx72h10.0~25.022.030.0歸0。Cx3h15.022.025.030.5l棚。Cx3h20.0~30.033.0~39.0線變化率％100(TCx3h-0.7~-1.4-0.5+0.5140(TCx3h-0.9—1.8-0.5~+0.5顯氣孔率％1000。Cx3h25.029.027.028.01400。Cx3h25.0~29.027.0~28.0開孔難易程度可以良好綜上所述，本發(fā)明的高爐鎂質(zhì)微膨脹炮泥的強度適宜，具有微小的線膨脹，經(jīng)使用證明具有良好的開口作業(yè)性能，可以維持出鐵口深度在3.5m，并且出鐵時間滿足120分鐘以上的要求，是一種優(yōu)良的新型炮泥，適用于2000n^以上等大型高爐出鐵口的維護運行。具體實施例方式本發(fā)明的高爐用鎂質(zhì)微膨脹炮泥各實施例的原料及其按重量百分比計量的含量、主要技術(shù)性能指標(biāo)如表2所列。表2各實施例及性能項目實施例1實施例2實施例3實施例4鎂砂(電熔、燒結(jié))％5101030剛玉％45282020碳化硅％10112011焦炭％10111510續(xù)碌3543黏土％15102010氮化硅鐵％21500焦油％10101116<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>各實施例的制造方法均與傳統(tǒng)炮泥的制造方法相同，其方法如下1、首先按照表2中重量百分比計量，稱取鎂砂、剛玉、瀝青、黏土、碳化硅、焦炭各種原料，加入混碾機中干混3分鐘，混合均勻后備用。2、將混合好的散料倒入試驗用混碾機中，加入適量的結(jié)合劑焦油后混碾2530分鐘左右，焦油對散料潤濕均勻后，用馬夏儀測定馬夏值，并記錄炮泥當(dāng)時的溫度，具有適宜的可塑性時就制成了本發(fā)明的高爐用鎂質(zhì)微膨脹炮泥。3、將本發(fā)明的炮泥搗打成型于40mmX40mmX160mm的標(biāo)準(zhǔn)模具中，并帶模具烘烤，脫模后在電爐內(nèi)對試塊進行IOO(TC和140(TC的埋炭熱處理，按照國家標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定測定抗折、耐壓強度性能指標(biāo)，線變化率、顯氣孔率等性能指標(biāo)。權(quán)利要求1、一種高爐用鎂質(zhì)微膨脹炮泥，其特征在于有下列原料及按重量百分比計的含量鎂砂5％～30％，剛玉20％～45％，碳化硅10％～20％，焦炭10％～15％，瀝青3％～5％，黏土10％～20％，焦油10％～16％。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐用鎂質(zhì)微膨脹炮泥，其特征在于還包括氮化硅鐵0%15%。全文摘要本發(fā)明提供一種性能更好的高爐用鎂質(zhì)微膨脹炮泥。它有下列原料及按重量百分比計的含量鎂砂5％～30％，剛玉20％～45％，碳化硅10％～20％，焦炭10％～15％，瀝青3％～5％，黏土10％～20％，焦油10％～16％。本發(fā)明在已有高爐出鐵口炮泥的基礎(chǔ)上，引入耐高溫原料鎂砂，其在高溫下可以與體系中的Al₂O₃反應(yīng)生成鎂鋁尖晶石，反應(yīng)過程伴隨著體積膨脹，可以使材料致密化。同時尖晶石改善了炮泥的抗侵蝕、抗熔渣和抗熱震性能。文檔編號C04B35/66GK101407399SQ200710178438公開日2009年4月15日申請日期2007年11月30日優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日發(fā)明者劉興平,唐勛海,張金燕,李洪會,范詠蓮申請人:北京冶建新技術(shù)公司