專利名稱：高爐綜合砌筑用耐火泥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高爐的制造領(lǐng)域。特別適用于采用同種耐火泥砌筑不同種類耐火磚的高爐爐襯。
眾所周知，煉鐵高爐的耐火爐襯是由冷壁和耐火磚砌筑而成，高爐內(nèi)從爐喉、爐身到爐底不同的部位，其工作環(huán)境和燒損機(jī)理是各不相同的。為了平衡各部位爐襯損毀速度，使?fàn)t襯得以均衡損毀，從而達(dá)到延長(zhǎng)爐襯的使用壽命這一目的，其解決辦法是在高爐內(nèi)不同部位砌筑不同材質(zhì)的耐火磚(即高爐綜合砌筑)，如粘土磚、高鋁磚，鋁碳磚、碳化硅磚、半石墨化碳化硅磚和碳磚等。隨著高爐制備技術(shù)不斷的提高和生產(chǎn)工藝不斷的強(qiáng)化，使高爐內(nèi)耐火爐襯的工作條件變得更加苛刻。因此不同的筑爐技術(shù)所要求的不同材質(zhì)耐火磚的組合條件也越加嚴(yán)格。
在現(xiàn)有技術(shù)中，高爐砌筑耐火磚用的耐火泥都是采用化學(xué)成分與被砌筑的耐火磚基本一致的耐火原料制成，也就是說每一種耐火泥只能砌筑同種材質(zhì)的耐火磚。例如砌筑高鋁磚用高鋁質(zhì)耐火泥，砌筑碳化硅質(zhì)磚用碳化硅耐火泥，如此類推，如果要將高鋁磚同碳化硅磚砌筑到一起，無論用高鋁質(zhì)耐火泥或碳化硅耐火泥都因粘接強(qiáng)度太低(＜1MPa)不能滿足要求，這樣，修筑一座高爐需用配備種類繁多的耐火泥，給施工帶來許多麻煩，特別是在不同磚種交匯處，由于耐火泥的性能無法同時(shí)滿足不同磚種的要求，這些部位的磚縫往往成為薄弱環(huán)節(jié)而蝕損過快，直接影響爐襯的使用壽命。
本發(fā)明的目的是提出一種適用范圍廣，綜合性能好，和在常溫下具有良好的施工特性的高爐綜合砌筑用耐火泥。
由上述本發(fā)明目的可看出，本發(fā)明所提出的是一種砌筑高爐用的復(fù)合型耐火泥，這種復(fù)合耐火泥不但要具備現(xiàn)有技術(shù)中的足夠耐火度和荷重軟化溫度及良好的熱膨脹系數(shù)和抗蝕性能外，還應(yīng)具備與各種不同材質(zhì)磚之間均有足夠強(qiáng)的化學(xué)親和性能和粘接強(qiáng)度，良好的可施工性能和其它的使用性能，其目的和原理，是選擇合理的骨料與粘結(jié)劑成分配比，使耐火泥中各元素在高爐的工作溫度下，通過成分間所發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)或陶瓷反應(yīng)，將耐火泥牢固地粘附在耐火磚上，從而使不同材質(zhì)的耐火磚被砌筑成一整體。
根據(jù)本發(fā)明目的所提出的高爐綜合砌筑用耐火泥，其特征在于該耐火泥的組成是由(重量％)骨料72-76％，粘結(jié)劑24-28％。和外加固化促進(jìn)劑為骨料的(重量％)0.1-3％所組成，其中A、骨料中各化學(xué)組分含量為(重量％)Al2O360-80％,SiO215-20％,SiC 0-8％,C 2-5％,Si 1-3％，其它不可去成分2-4％；B、另外粘結(jié)劑的化學(xué)組分為(重量％)瀝青10-20％，酚醛樹脂10-70％，呋喃樹脂10-40％，焦油0-30％。C、鋁酸鹽水泥0.1-3％，堿金屬氧化物0-3％，堿金屬氫氧化物0-3％，在本發(fā)明高爐綜合砌筑用耐火泥的其它特征還有在骨料成分中，其它不可去成分指骨料內(nèi)夾雜元素，例如氧化鈣，氧化鈦等不易去除元素。再有的特征是固化促進(jìn)劑是由鋁酸鹽水泥與堿金屬氧化物或堿金屬氫氧化物中的任一種組合而成。
在本發(fā)明的高爐綜合砌筑用耐火泥的骨料成分中含有Al2O360-80％,SiO215-20％，其目的是保證耐火泥的主要成分同多種材質(zhì)耐火磚的主要成分相近，從而使耐火泥同耐火磚之間具有較好的化學(xué)親和性，并具有基本相近的性能，如耐火度、荷重軟化溫度，熱膨脹系數(shù)，抗蝕性能等。在本發(fā)明成份中特別選擇化學(xué)活性較大的Al2O3和SiO2，其目的是在高溫下Al2O3同SiO2反應(yīng)后生成穩(wěn)定的高溫物相---莫來石()，而莫來石的生成有利于耐火泥高溫粘結(jié)強(qiáng)度的提高。另外在骨料中還含有Si 1-3％,C 2-5％和SiC0-8％，其用意是提高耐火泥與含SiC成分的耐火磚之間的化學(xué)親和性，由于SiC是屬于瘠性材料，難以燒結(jié)，因此當(dāng)所砌筑的耐火磚中不含有SiC時(shí)，則在耐火泥中不添加SiC。在耐火泥中SiC的含量應(yīng)限制在8％以下，其原因是SiC超過8％時(shí)耐火泥的粘結(jié)強(qiáng)度會(huì)明顯受到影響。C的存在可提高耐火泥的導(dǎo)熱性和抗蝕性，當(dāng)含量小于2％時(shí)作用太小，而大于5％時(shí)會(huì)降低耐火泥的粘結(jié)強(qiáng)度、Si的加入主要是為了利用高溫下Si同骨料中或粘結(jié)劑的C發(fā)生反應(yīng)，生成SiC()，從而提高耐火泥的高溫粘結(jié)強(qiáng)度。
在本發(fā)明耐火泥中，粘結(jié)劑是含有多種有機(jī)物組分而組成，其目的是為了耐火泥在烘爐過程中不會(huì)產(chǎn)生大量水蒸汽而影響高爐的生產(chǎn)操作和損壞爐襯，同時(shí)在粘結(jié)劑中，采用多種有機(jī)物并用要比單獨(dú)使用某一種有機(jī)物具有更高的常溫和高溫粘結(jié)強(qiáng)度。
在本發(fā)明耐火泥的成分中，固化促進(jìn)劑所含有的鋁酸鹽水泥與堿金屬氧化物或堿金屬氫氧化物中任一種所成兩種組分之和應(yīng)在骨料總量的0.1-3％。其目的是利用鋁酸鹽水泥耐火泥中同粘結(jié)劑所含的少量水份發(fā)生水合反應(yīng)，利用堿金屬氧化物或堿金屬氫氧化物來中和粘結(jié)劑中殘留酸，從而促進(jìn)耐火泥的固化，避免磚縫內(nèi)泥漿流淌，保證磚縫內(nèi)泥漿飽滿，不會(huì)發(fā)生耐火磚移位等情況。
本發(fā)明高爐綜合砌筑用耐火泥的制備方法與現(xiàn)有技術(shù)相似，首先將＜0.5mm的各種組分原料按設(shè)計(jì)者要求進(jìn)行配制，然后在混砂機(jī)中混合均勻，再裝袋備用。粘結(jié)劑同樣是按設(shè)計(jì)者要求，將各原料溶劑比例配制后放入容器中，混合攪拌均勻后裝入桶中待用。該耐火泥的使用是將上述已配制好的骨料與粘合劑，在現(xiàn)場(chǎng)施工前按設(shè)計(jì)者要求比例加入至泥漿攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌均勻即可使用。采用本發(fā)明所制備的高爐綜合砌筑用耐火泥所達(dá)到的性能為(1)耐火度1700℃-1730℃(2)荷重軟化點(diǎn)T2 1650℃-1670℃(3)膨脹系數(shù)(0-1000℃)4.3-4.8×10-6/℃(4)抗折粘結(jié)強(qiáng)度180℃烘后≥8MPa1300℃×3小時(shí)烘后≥6MPa本發(fā)明高爐綜合砌筑用耐火泥與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有高溫性能好，耐火度高、荷重軟化點(diǎn)高，熱膨脹系數(shù)小，粘結(jié)強(qiáng)度高。因該耐火泥具有良好的化學(xué)親和性，所以該耐火泥適用粘結(jié)各種不同材質(zhì)的耐火磚。而且該耐火泥還具備良好的施工性，耐火泥在常溫下施工不會(huì)發(fā)生耐火泥流淌。
實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明高爐綜合砌筑用耐火泥的成分范圍，我們一共配制了三批本發(fā)明耐火泥，為了對(duì)比方便，同時(shí)我們也配制了現(xiàn)有技術(shù)中的二種耐火泥，即高鋁質(zhì)耐火泥和碳化硅質(zhì)耐火泥，其配制方法均采用現(xiàn)有技術(shù)中的配制工藝，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際施工，其對(duì)比結(jié)果見表1、表2。表1為本發(fā)明耐火泥與現(xiàn)有技術(shù)耐火泥的成分對(duì)比表。表2為耐火泥施實(shí)后的性能對(duì)比表。表中各種耐火泥均按GB5024.3-85,GB7317-87測(cè)定其抗折粘結(jié)強(qiáng)度。
表1實(shí)施例本發(fā)明耐火泥與現(xiàn)有技術(shù)耐火泥的成分對(duì)比
注上述其它夾雜元素為氧化鈣。表2耐火泥抗折粘接強(qiáng)度(MPa)
根據(jù)上述實(shí)施對(duì)比結(jié)果表明，本發(fā)明高爐綜合砌筑耐火泥使用效果良好，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)者要求。
權(quán)利要求
1.一種高爐綜合砌筑用耐火泥，其特征在于該耐火泥的組成是由(重量％)骨料為72-76％，粘結(jié)劑為24-28％和外加固化促進(jìn)劑為骨料的(重量％)0.1-3％所組成，其中A、骨料中各化學(xué)組分含量為(重量％)Al2O360-80％,SiO215-20％,SiC 0-8％,C 2-5％,Si 1-3％，其它不可去成分2-4％；B、另外粘結(jié)劑的化學(xué)組分為(重量％)瀝青10-20％，酚醛樹脂10-70％，呋喃樹脂10-40％，焦油0-30％。C、鋁酸鹽水泥0.1-3％，堿金屬氧化物0-3％，堿金屬氫氧化物0-3％，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述耐火泥，其特征在于固化促進(jìn)劑是由鋁酸鹽水泥與堿金屬氧化物或堿金屬氫氧化物中的任一種組合而成。
全文摘要
本發(fā)明屬于高爐的制造領(lǐng)域。特別適用于采用同種耐火泥砌筑不同種類耐火磚的高爐爐襯。本發(fā)明耐火泥是由骨料72—76%、和粘結(jié)劑24—28%和促進(jìn)劑所組成。其中骨料含Al
文檔編號(hào)C04B35/66GK1232806SQ9910777
公開日1999年10月27日 申請(qǐng)日期1999年5月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月28日
發(fā)明者王資江, 彭達(dá)巖, 高立春, 王秉軍, 卞彥奎, 王素珍 申請(qǐng)人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院