專利名稱：出鐵口堵泥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可塑性耐火材料，特別是涉及一種煉鐵高爐用的出鐵口堵泥。
背景技術(shù)：
參閱圖1，在高爐煉鐵作業(yè)中，出鐵口堵泥I是用于當(dāng)出鐵作業(yè)結(jié)束后，填堵高爐21的出鐵口 22以阻止鐵水3與渣4繼續(xù)流出的耐火材料。一般來說，出鐵口堵泥的良莠以開孔性、堵泥性、結(jié)合性、燒結(jié)性和耐蝕性等五個特性進(jìn)行評估。開孔性是指在需要進(jìn)行出鐵作業(yè)時，出鐵口堵泥必須能很容易、快速地被鉆通，以及時出鐵、確保高爐出鐵作業(yè)的順暢；堵泥性是在結(jié)束出鐵作業(yè)時，能短時間將出鐵口封堵，且確保足夠的堵泥量，保持穩(wěn)定的鐵口深度；結(jié)合性是指新、舊出鐵口堵泥結(jié)合的 狀況，不能出現(xiàn)出鐵口內(nèi)的新出鐵口堵泥和舊出鐵口堵泥結(jié)合不佳而出現(xiàn)隙縫，以至于滲漏鐵水或渣的情形發(fā)生；燒結(jié)性是指堵泥在各溫度階段都能達(dá)到不同程度的燒結(jié)，以便即時堵住出鐵口，同時在爐壁內(nèi)形成泥包而可保護(hù)爐壁；耐蝕性是指出鐵作業(yè)進(jìn)行時，出鐵口堵泥被鉆通的孔徑不可急遽擴(kuò)大，且出鐵時間需達(dá)到每爐次150分鐘以上的標(biāo)準(zhǔn)，以減少爐前作業(yè)次數(shù)、節(jié)省材料成本。就臺灣省內(nèi)而言，出鐵口堵泥因為大致僅有中鋼與燁聯(lián)兩家煉鋼業(yè)者有需求，所以種類有限；又因為高爐維修時單邊出鐵在間隔約30分鐘內(nèi)即須進(jìn)行下一次的開孔出鐵作業(yè)，因此必須開發(fā)新的、燒結(jié)速率更快更穩(wěn)定，及具有良好抗渣銑侵蝕性的出鐵口堵泥供市場選擇運(yùn)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種燒結(jié)速率更快速穩(wěn)定，及具有良好抗渣銑侵蝕性的出鐵口堵泥。本發(fā)明的一種出鐵口堵泥包含一份骨材、一份膨脹材,及一份黏結(jié)材。該骨材對整體的體積比超過50%且不大于70%，該膨脹材對整體的體積比不為0且不大于20%，該黏結(jié)材占整體體積比的其余組分，用于黏結(jié)該骨材與膨脹材而使該出鐵口堵泥混練后成可塑形的固體形態(tài)，另外，該出鐵口堵泥的化學(xué)組成中，三氧化二鋁占的重量百分比是25wt% 45wt%,碳化娃和氮化娃的加總總和占的重量百分比是30wt% 50wt % o本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實現(xiàn)。較佳地，本發(fā)明的出鐵口堵泥中，該骨材包括剛玉礦物、純度不低于96. 5%的碳化硅粉、焦碳、高嶺土、氮化硅粉、硅粉、氧化鋁粉、土狀黑鉛、碳黑，或上述材料的組合。較佳地，本發(fā)明的出鐵口堵泥中，該膨脹材包括臘石、藍(lán)晶石、紅柱石、莫來石，或上述材料的組合。較佳地，本發(fā)明的出鐵口堵泥中，該黏結(jié)材包括焦油粉、煤焦油、酚醛樹脂、紙漿、聚氯乙烯、樹脂粉、糊精,或上述材料的組合。
較佳地，本發(fā)明的出鐵口堵泥中，該剛玉礦物為棕剛玉、白剛玉、亞白剛玉、板狀剛玉，或上述材料的組合。較佳地，本發(fā)明的出鐵口堵泥中，該氧化鋁粉是煅燒氧化鋁。較佳地，本發(fā)明的出鐵口堵泥中，該酚醛樹脂的固形份70%、殘?zhí)剂?0%、分子量200 500。本發(fā)明的有益效果在于提供一種新的出鐵口堵泥，特別是其中三氧化二鋁占的重量百分比是25wt% 45wt%,碳化娃和氮化娃的加總總和占的重量百分比是30wt% 50wt %，而具有更快速穩(wěn)定的燒結(jié)速率，以及良好的抗渣銑侵蝕性。


圖I是一剖視示意圖，說明高爐煉鐵作業(yè)中，出鐵口堵泥封堵高爐的出鐵口的情 形。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明一種出鐵口堵泥的一個較佳實施例，包含一份骨材、一份膨脹材，及一份黏結(jié)材，且該出鐵口堵泥的化學(xué)組成中，三氧化二鋁占的重量百分比是25% 45%，碳化硅和氮化娃的加總總和占的重量百分比是30% 50%。該骨材對出鐵口堵泥整體的體積比超過50%且不大于70%，選擇自包括剛玉礦物、純度不低于96. 5%的碳化硅粉、焦碳、高嶺土、氮化硅粉、硅粉、氧化鋁粉、土狀黑鉛，及碳黑等原料。其中，剛玉礦物為棕剛玉、白剛玉、亞白剛玉、板狀剛玉，或上述剛玉礦物的組合；焦碳是煤干餾后殘存的固態(tài)產(chǎn)物，主要成分是碳元素，含少量氫、氧、氮、硫及其它元素，此類元素因存在量相對極少并不影響出鐵口堵泥所需的特性；高嶺土(Kaolinite)是含水的鋁硅酸鹽礦物，化學(xué)式為Al2Si2O5(OH)4 ;土狀黑鉛即石墨粉，在本發(fā)明中所用的土狀黑鉛的碳含量為88% 95%，細(xì)度不大于IOOiim;碳黑(Carbon Black)分子量12. 01，是含碳原料(主要為石油)經(jīng)不完全燃燒而產(chǎn)生的微細(xì)粉末，主要組成物是碳，還含有少量的氫、氧、硫、灰分、焦油和水分；較佳地，氧化鋁粉是煅燒氧化鋁；總結(jié)地說，組成骨材的各原料的多寡、純度并無精確限制，但須與膨脹材、黏結(jié)材配合，滿足最終骨材的體積比是整體的50 % 70 %，且出鐵口堵泥的化學(xué)組成中，三氧化二鋁占的重量百分比是25wt % 45wt %,碳化娃和氮化娃的加總總和占的重量百分比是30wt % 50wt %。膨脹材占整體的體積比不為0且不大于20%，選擇自包括臘石、藍(lán)晶石、紅柱石、莫來石，或上述材料的組合，主要作用是在施作后令出鐵口堵泥的整體體積膨脹而確實封堵出鐵口 ；其中，臘石(Pyrophylite)是單斜晶系、有滑感，在1150°C膨脹稍大，且分解為莫來石及方石英的礦物原料，且氧化鋁(Al2O3)的含量占25wt% 28wt%;藍(lán)晶石(Kyanite)屬硅酸鹽類礦物，由硅酸鋁組成，化學(xué)式為Al2SiO5 ;紅柱石(Andalusite)屬硅酸鹽類礦物，由硅酸鋁所組成，化學(xué)式為Al2SiO5(Al2O3 63. 2wt%,Si02 36. 8wt% );莫來石屬斜方晶系、長柱狀晶系，其中的Al2O3占80wt %，表面圓滑，1810°C開始分解，溫度淺變小，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，抗熱震；類似地，組成膨脹材的各原料的多寡、純度并無精確限制，但須與骨材、黏結(jié)材配合，滿足最終膨脹材的體積比是整體的0 20% (不含0)，且出鐵口堵泥的化學(xué)組成中，三氧化二招占的重量百分比是25wt % 45wt %,碳化娃和氮化娃的加總總和占的重量百分比是30wt*% 50wt*%的要求。黏結(jié)材占整體體積比的其余組分，主要用于黏結(jié)該骨材與膨脹材而使該出鐵口堵泥混練后成可塑形的固體形態(tài)，其組成包括焦油粉、煤焦油、酚醛樹脂、紙漿、聚氯乙烯、樹脂粉、糊精，或上述材料的組合；其中，焦油粉的黏性來自于熔融狀態(tài)，殘?zhí)几?，加溫速率宜?。?50°C以上呈熔融狀態(tài)；煤焦油是蒸餾煤制焦碳和煤氣時的副產(chǎn)物，成分復(fù)雜，主要是酚類、稠環(huán)芳烴和雜環(huán)化合物的混合物；酚醛樹脂的固形份70%、殘?zhí)剂?0%、分子量200 500 ;紙漿是纖維原料(如木材、稻草、蔗沐、蘆葦、廢紙等)加入非纖維原料(如涂料、溶劑等)后，經(jīng)過洗衆(zhòng)、抄衆(zhòng)、漂白等過程的產(chǎn)物；聚氯乙烯(PVC, Polyvinylchloride),即五大泛用塑料(PE、PVC、PP、PS、ABS)中唯一的含氯塑料；樹脂粉的黏性強(qiáng)，碳化率高，燒結(jié)后強(qiáng)度大，低溫也可硬化，可提高熱態(tài)強(qiáng)度，抗堿侵蝕；糊精(Dextrin)是淀粉的不完全水解產(chǎn)物，分子通式(C6HltlO5)m，m代表聚合度；類似地，組成黏結(jié)材的各原料的多寡、純度并無精確 限制，但須與骨材、膨脹材配合，滿足最終出鐵口堵泥需為可塑形的固體形態(tài)，且出鐵口堵泥的化學(xué)組成中，三氧化二鋁占的重量百分比是25wt% 45wt%，碳化硅和氮化硅的加總總和占的重量百分比是30wt% 50wt%。上述本發(fā)明出鐵口堵泥以如下表所列的實驗樣品，分別經(jīng)過400°C、8小時燒成和600°C、3小時燒成后進(jìn)行物性試驗，另外取混練完成的成品(已添加黏結(jié)劑)進(jìn)行擠出值試驗，再另外取混練半成品(未添加黏結(jié)劑)進(jìn)行殘水分與粒度過篩試驗；其中擠出值試驗定義為測定堵泥擠出所需的力量大小。其試驗程序是稱取待測試堵泥試料少許，將堵泥與試驗?zāi)＞叻湃牒嫦浼訜嶂猎囼灉囟龋〕鲈囼災(zāi)＞吆罅⒓磳⒃囼災(zāi)＞呓M合并置于試驗機(jī)的加壓臺上，然后將待測試的堵泥試料置于試驗?zāi)＞邇?nèi)，并放上加壓桿，接著進(jìn)行加壓，并在加壓同時由計算機(jī)記錄擠出力量大小變化。物性試驗定義為測定堵泥燒結(jié)后的體積密度、表面氣孔率、抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、永久熱線變率，以維持產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定并反應(yīng)組織結(jié)構(gòu)特征。其試驗程序是依循JISR2553測試標(biāo)準(zhǔn)，取40mmX40mmX 160mm的長方體試樣，在埋碳條件下，依所需燒成溫度、持溫后爐冷，測定密度、表面氣孔率、抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、永久線變率(Permanent LinearChange, P. L. C.)。殘水分試驗定義為測定原料所有開孔氣孔中所存水分與干燥材料的質(zhì)量的比值，試驗程序是依試料特性稱取試料后，置于烘箱中30分鐘后取出稱重，再置入烘箱中15分鐘后稱重，如連續(xù)稱重兩次所得結(jié)果一致，即認(rèn)定水分完全蒸干，如否，再重復(fù)作動。粒度過篩試驗定義為測定試料顆粒大小分布；試驗程序是稱取試料些許，若為干式試料則直接選擇適用的篩網(wǎng)直接篩分，若為濕式試料則使用200mesh篩網(wǎng)水洗至通過篩網(wǎng)的水呈澄清狀態(tài)，再將留于篩網(wǎng)的試料置于電爐線板干燥后于常溫下篩分；以百分比計，通過+6mesh篩網(wǎng)、+18mesh篩網(wǎng)、+60mesh篩網(wǎng)、+200mesh篩網(wǎng)和_200mesh篩網(wǎng)的量為100%。燒失量是在750±50°C下殘留的碳、木屑及硫化物等被燒掉的量。實驗樣品I (三氧化二鋁(Al2O3)占25wt %，碳化硅和氮化硅的加總總和(SiC+Si3N4)占 40wt% )棕剛玉(粒徑Imm 3mm)_10%_
棕岡丨J玉(粒徑不大于1_)_15%_
骨高嶺土—7% '
體積比51% 碳化硅粉(純度96. 5%以上) 10%
材土狀黑鉛(純度85%以上)4 %
氧化鋁粉_4%_
__碳黑—1%
^臘石(粒徑Imm 3mm)_5%_ [_ r臘石(粒徑不大于I—5^
I體積比17 %藍(lán)晶石-^-
___紅柱石_5%_
黏體積比27% 焦油粉_4%_
結(jié)煤焦油—16%
材釀醛樹脂_2%_
紙衆(zhòng)_0%_
聚氯乙稀_2%_
__I樹脂粉Il %I II糊精丨2 %實驗樣品2 (三氧化二鋁(Al2O3)占35wt %，碳化硅和氮化硅的加總總和(SiC+Si3N4)占50wt% )
權(quán)利要求
1.一種出鐵口堵泥，其特征在于該出鐵口堵泥包含一份體積比超過50%且不大于.70%的骨材、一份體積比不為O且不大于20%的膨脹材，及一份占其余體積比組分并用于黏結(jié)骨材與膨脹材而使該出鐵口堵泥混練后成可塑形的固體形態(tài)的黏結(jié)材，且該出鐵口堵泥的化學(xué)組成中，三氧化二鋁占的重量百分比是25wt% 45wt%，碳化硅和氮化硅的加總總和占的重量百分比是30wt% 50wt%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的出鐵口堵泥，其特征在于該骨材包括剛玉礦物、純度不低于.96. 5%的碳化硅粉、焦碳、高嶺土、氮化硅粉、硅粉、氧化鋁粉、土狀黑鉛、碳黑，或上述材料的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的出鐵口堵泥，其特征在于該膨脹材包括臘石、藍(lán)晶石、紅柱石、莫來石，或上述材料的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的出鐵口堵泥，其特征在于該黏結(jié)材包括焦油粉、煤焦油、酚醛樹脂、紙漿、聚氯乙烯、樹脂粉、糊精，或上述材料的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的出鐵口堵泥，其特征在于該剛玉礦物為棕剛玉、白剛玉、亞白剛玉、板狀剛玉，或上述材料的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的出鐵口堵泥，其特征在于該氧化鋁粉是煅燒氧化鋁。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的出鐵口堵泥，其特征在于該酚醛樹脂的固形份70%、殘?zhí)剂?30%、分子量200 500。
全文摘要
一種出鐵口堵泥，包含體積比超過50％且不大于70％的骨材、體積比不為0且不大于20％的膨脹材，以及占其余體積組分并用于黏結(jié)該骨材與膨脹材而使該出鐵口堵泥混練后成可塑形的固體形態(tài)的黏結(jié)材，且該出鐵口堵泥的化學(xué)組成中，三氧化二鋁的重量百分比是25％～45％，碳化硅和氮化硅的加總總合的重量百分比是30％～50％，本發(fā)明提供一種適用于短時間開孔出鐵作業(yè)，并具有更快速且穩(wěn)定的燒結(jié)速率及良好抗渣銑侵蝕性的堵泥。
文檔編號C04B35/66GK102775155SQ20111011911
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者潘燕岑, 陳寶財, 陳炳坤, 黃玉振 申請人:三和耐火工業(yè)股份有限公司