專利名稱：一種澆注料及采用該澆注料的單鐵口高爐儲鐵式出鐵主溝的制作方法
一種澆注料及采用該澆注料的單鐵口高爐儲鐵式出鐵主溝
技術領域：
本發(fā)明涉及高爐煉鐵用耐火材料領域，尤其是一種單鐵口高爐儲鐵式出鐵主溝澆注料結構及配方的改進。
背景技術：
當前我國鋼鐵產(chǎn)量一半以上仍然來自IOOOm3以下高爐，其中相當一部分為單鐵口高爐，由于沒有備用主溝，這類高爐的出鐵溝在應用于多鐵口高爐較為成熟和先進的整體澆注的材料及修補工藝方面受到較大限制，這就對出鐵主溝澆注料的性能提出了更高的要求。目前單鐵口高爐儲鐵式出鐵主溝主要采用的整體澆注施工工藝是先在主溝上放置預先制作的鋼模，一般為12. 5m(長)*3m(寬)*1. 5m(高)然后在鋼模內(nèi)對出鐵主溝進行整體澆注。主溝內(nèi)儲存一定量的鐵水，出鐵時，由于落鐵點部位鐵水下落沖擊形成回旋， 使該部位成為出鐵主溝磨損的主要部位，需要修補時，往往主溝落鐵點部位磨損較大，而主溝后半部位磨損很小，只能將后半部位本來還可繼續(xù)使用的工作層破碎，然后對主溝采取整體修補，耐材消耗量增加了 1倍以上，且落鐵點部位鐵渣堆積比較嚴重，工人經(jīng)常需要推渣，大大增加了勞動強度，且使用后期由于主溝磨損變寬，工人作業(yè)時存在安全隱患。設計制作完成烘烤時，澆注料開始排氣排水，由于氣體和水分只能通過澆注料極少微氣孔排放， 因此只能慢速升溫，如果烘烤不當，進行快速升溫，氣體和水分來不及排出，極易導致主溝爆裂。主溝在高溫狀態(tài)下修補時，澆注料遇高溫快速排氣和排水，如果澆注料來不及將氣體和水分及時排出，也容易產(chǎn)生裂紋甚至發(fā)生爆裂，由于單鐵口高爐沒有備用主溝，如果不能按時完成修補作業(yè)，造成高爐晚點出鐵，給高爐的正常生產(chǎn)帶來了不利影響，同時主溝裂紋也造成了安全隱患。因此單鐵口儲鐵式出鐵主溝材料和結構的優(yōu)化設計成了解決這一問題的關鍵所在。因此，迫切需要開發(fā)一種能對單鐵口高爐儲鐵式主溝進行快速修補的材料和結構設計工藝，既能快速安全完成修補作業(yè)，又能使主溝前后部位保持同步磨損進行修補，從而降低耐材消耗，保證單鐵口高爐安全正點出鐵。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有技術中的問題，提出一種澆注料及采用該澆注料的單鐵口高爐儲鐵式出鐵主溝，能夠減小鐵水對主溝的沖刷力，降低工人推渣的勞動強度，并使主溝的前半部和后半部保持同步修補，避免浪費。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種單鐵口高爐儲鐵式出鐵主溝澆注料，包括前部部和位于前半部后方的后半部，所述前半部包括以下組分且各組分質(zhì)量比例為棕剛玉或致密剛玉:40-45份，碳化硅:25-30份，白剛玉:15-18份，α -Al2O3 :4_6份，硅微粉:1_3 份，球狀浙青4. 8-5. 6份，金屬硅粉3-5份，氧化鉻0. 2-0. 3份，氮化硼0. 5-0. 8份，納米硅鋁凝膠粉1-1. 5份，純鋁酸鈣水泥1. 8-2. 5份，有機纖維0. 1-0. 2份，金屬鋁粉0.l-o. 2份，氫氧化銣0. 08-0. 1份，第一復合添加劑2-2. 5份；所述后半部包括以下組分且各組分質(zhì)量比例為棕剛玉或致密剛玉40-45份，碳化硅25-30份，白剛玉15-18份， α -Al2O3 4-6份，硅微粉1-3份，球狀浙青4. 8-5. 6份，金屬硅粉:3_5份，純鋁酸鈣水泥
1.8-3份，有機纖維0. 1-0. 2份，金屬鋁粉0. 1-0. 2份，第二復合添加劑:2_2· 5份。作為優(yōu)選，所述第一復合添加劑包括以下組分且各組分質(zhì)量百分比為減水劑 10% -15%，分散劑10% -15%，抗氧化劑45% _60%，硬化劑10% -25%;第二復合添加劑包括以下組分且各組分質(zhì)量百分比為減水劑10% -20%，分散劑10% -20%，抗氧化劑60% -75% ο作為優(yōu)選，所述減水劑采用聚羧酸減水劑；分散劑采用聚丙烯酸鈉；抗氧化劑采用碳化硼；硬化劑采用四乙烯五胺。作為優(yōu)選，所述前半部的各組分質(zhì)量比例為棕剛玉或致密剛玉42份，碳化硅 28份，白剛玉16份，α -Al2O3 5份，硅微粉2份，球狀浙青5份，金屬硅粉3份，氧化鉻 0. 2份，氮化硼0. 6份，納米硅鋁凝膠粉1. 2份，純鋁酸鈣水泥2份，有機纖維0. 1份，金屬鋁粉0. 1份，氫氧化銣0. 1份，第一復合添加劑2份；后半部的各組分質(zhì)量比例為棕剛玉或致密剛玉42份，碳化硅 份，白剛玉16份，α -Al2O3 5份，硅微粉2份，球狀浙青5份，金屬硅粉3份，純鋁酸鈣水泥3份，有機纖維0. 1份，金屬鋁粉0. 1份，第二復合添加劑2. 5份。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出了一種單鐵口高爐儲鐵式出鐵主溝，包括鋼模、磚層和澆注料，鋼模的內(nèi)側鋪設有磚層，磚層的內(nèi)側澆注有澆注料，其特征在于所述澆注料內(nèi)側為溝道，所述溝道的寬度由前向后逐漸增大。作為優(yōu)選，所述溝道長度為12米時，溝道最前端的寬度為0. 6米，溝道最后端的寬度為1.2米。作為優(yōu)選，所述鋼模上打有若干小孔。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明通過結構和材料的改進，根據(jù)使用時出鐵主溝澆注料不同部位的磨損情況創(chuàng)造性地采用了不同配方，以獲得更好的使用性能，降低材料的消耗量。采用這兩種配方制作成不同的單鐵口高爐主溝澆注料具有更好的抗沖刷，抗渣侵蝕， 抗氧化性能，滿足不同部位性能需求，達到了主溝前后部位澆注料同步磨損修補，從而延長了主溝整體使用壽命，年節(jié)約修補用料40-50噸左右，節(jié)約成本30-40萬元，且改進結構設計后第一次澆注新主溝可節(jié)約用料10噸左右，可節(jié)約材料費用8-10萬元，年節(jié)約總成本在 40-50萬元，大大提高了經(jīng)濟效益。本發(fā)明的特征及優(yōu)點將通過實施例結合附圖進行詳細說明。
圖1是本發(fā)明一種單鐵口高爐儲鐵式出鐵主溝的結構示意圖。具體實施方式
如圖1所示，一種單鐵口高爐儲鐵式出鐵主溝，包括鋼模1、磚層2和澆注料3，鋼模1的內(nèi)側鋪設有磚層2，磚層2的內(nèi)側澆注有澆注料3，所述澆注料3內(nèi)側為溝道4，所述溝道4的寬度由前向后逐漸增大。將主溝澆注用內(nèi)模(溝道4)由矩形改為梯形，靠近出鐵口部位內(nèi)徑窄，后半部位內(nèi)徑寬，這樣澆注而成的溝道4為靠近落鐵點部位澆注層厚，主溝后半部位澆注層薄，由于主溝使用時主要磨損部位為前半部位靠近落鐵點位置，后半部位不需要澆注的太厚，不然就是浪費，溝道4通過這樣改造設計后，(1)第一次澆注可節(jié)約用料 10噸左右，可節(jié)約材料費用8-10萬；(2)由于澆注完成后落鐵點部位內(nèi)徑比較窄，儲鐵量少，主溝后半部位內(nèi)徑比較寬，儲鐵量比較多，鐵水到后半部位鐵水流速變慢，從而減小鐵水對主溝的沖刷力，由于出鐵主溝后半部位鐵水液面較寬，鐵水下落沖擊將落鐵點部位堆積鐵渣沖擊到后半部位，省去了工人推渣工作，大大降低了工人勞動強度；(3)出鐵主溝結構設計成前半部位澆注層厚，后半部位澆注層薄，一方面延長了主溝落鐵點部位使用壽命， 從而大大延長主溝整體使用壽命，另一方面，使主溝前半部位和后半部位保持同步修補，解決了原來主溝后半部位經(jīng)常因主溝整體修補而造成的不必要浪費。所述溝道4長度為12米時，溝道4最前端的寬度為0. 6米，溝道4最后端的寬度為1. 2米，該漸變寬度能夠最大程度地實現(xiàn)前后同步磨損，使整體使用壽命達到最大。在鋼模1上零星打上若干小孔5，然后在鋼模1內(nèi)先砌磚，使?jié)沧⑼瓿珊蠛婵緯r澆注層能通過這些小孔5排氣排水，快速升溫也不易發(fā)生爆裂。單鐵口高爐儲鐵式出鐵主溝澆注料的配方，包括前半部(即落鐵點前半部位) 和后半部(即主溝后半部)，前半部和后半部采用不同的配方，所述前半部包括以下組分且各組分質(zhì)量比例為棕剛玉或致密剛玉40-45份，碳化硅25-30份，白剛玉15-18份， α -Al2O3 :4-6份，硅微粉1-3份，球狀浙青4. 8-5. 6份，金屬硅粉3_5份，氧化鉻0. 2-0. 3 份，氮化硼0. 5-0. 8份，納米硅鋁凝膠粉=1-1. 5份，純鋁酸鈣水泥1. 8-2. 5份，有機纖維 0. 1-0. 2份，金屬鋁粉0. 1-0. 2份，氫氧化銣0. 08-0. 1份，第一復合添加劑:2_2· 5份；所述后半部包括以下組分且各組分質(zhì)量比例為棕剛玉或致密剛玉40-45份，碳化硅25-30 份，白剛玉:15-18份，α -Al2O3 :4_6份，硅微粉:1_3份，球狀浙青4. 8-5. 6份，金屬硅粉 3-5份，純鋁酸鈣水泥1. 8-3份，有機纖維0. 1-0. 2份，金屬鋁粉0. 1-0. 2份，第二復合添加劑2-2. 5份。所述第一復合添加劑包括以下組分且各組分質(zhì)量百分比為減水劑 10% -15%，分散劑10% -15%，抗氧化劑45% _60%，硬化劑10% -25%;第二復合添加劑包括以下組分且各組分質(zhì)量百分比為減水劑10% -20%，分散劑10% -20%，抗氧化劑60% -75%。所述減水劑采用聚羧酸減水劑；分散劑采用聚丙烯酸鈉；抗氧化劑采用碳化硼；硬化劑采用四乙烯五胺。通過顆粒級配理論的研究，采用顆粒多級匹配，適當增加碳化硅加入量，提高材料的抗渣性能和抗沖刷性能；在前半部位澆注料引入一小部分氧化鉻、 氮化硼，氫氧化銣，以提高材料的高溫抗渣侵蝕性能，引入納米硅鋁凝膠粉代替一部分純鋁酸鈣水泥，以提高材料的高溫強度，加入一小部分有機纖維，該有機纖維采用細度為7微米左右、熔點為80°C左右的有機特種纖維，比一般用普通纖維細度(30微米-40微米)、熔點 (130°C -150°C )更細更低，使材料獲得更加優(yōu)異防爆性能的同時，降低水的加入量，從而提高材料的高溫強度，通過研究減水劑、高效分散劑、抗氧化劑等相關外加劑的加入機理，選用高效硬化劑和高效減水劑，根據(jù)其抑制澆注料3返堿粉化原理和加快核沉淀過程，提高澆注料3水化速度，降低材料加水量，改善流動性能，提高材料早期強度。經(jīng)結構和材料改進后，達到了主溝前后部位澆注料3同步磨損修補，年節(jié)約修補用料40-50噸左右，節(jié)約成本30-40萬元，且改進結構設計后第一次澆注新主溝可節(jié)約用料10噸左右，可節(jié)約材料費用8-10萬元，年節(jié)約總成本在40-50萬元，大大提高了經(jīng)濟效益。
配方實施例一單鐵口高爐儲鐵式出鐵主溝澆注料的配方，包括包括前半部(即落鐵點前半部位)和后半部(即主溝后半部)，前半部和后半部采用不同的配方，前半部的各組分質(zhì)量比例為棕剛玉或致密剛玉42份，碳化硅28份，白剛玉16份，α -Al2O3 5份，硅微粉2 份，球狀浙青5份，金屬硅粉3份，氧化鉻0. 2份，氮化硼0. 6份，納米硅鋁凝膠粉1. 2 份，純鋁酸鈣水泥2份，有機纖維0. 1份，金屬鋁粉0. 1份，氫氧化銣0. 1份，第一復合添加劑2份；后半部的各組分質(zhì)量比例為棕剛玉或致密剛玉42份，碳化硅 份，白剛玉 16份，α -Al2O3 5份，硅微粉2份，球狀浙青5份，金屬硅粉3份，純鋁酸鈣水泥3份，有機纖維0. 1份，金屬鋁粉0. 1份，第二復合添加劑2. 5份，本實施例為最佳實施例。配方實施例二 單鐵口高爐儲鐵式出鐵主溝澆注料的配方，包括前半部(即落鐵點前半部位)和后半部(即主溝后半部)，前半部和后半部采用不同的配方，所述前半部的各組分質(zhì)量比例為棕剛玉或致密剛玉45份，碳化硅25份，白剛玉17份，α -Al2O3 :4份，硅微粉3份， 球狀浙青4. 8份，金屬硅粉3. 3份，氧化鉻0. 3份，氮化硼0. 8份，納米硅鋁凝膠粉1. 4 份，純鋁酸鈣水泥1. 8份，有機纖維0. 2份，金屬鋁粉0. 1份，氫氧化銣0. 08份，第一復合添加劑2. 2份；后半部的各組分質(zhì)量比例為棕剛玉或致密剛玉45份，碳化硅25份， 白剛玉18份，α -Al2O3 4份，硅微粉3份，球狀浙青4. 8份，金屬硅粉3. 2份，純鋁酸鈣水泥2. 2份，有機纖維0. 2份，金屬鋁粉0. 1份，第二復合添加劑2. 1份，該配方成本更低。配方實施例三單鐵口高爐儲鐵式出鐵主溝澆注料的配方，包括前半部(即落鐵點前半部位)和后半部(即主溝后半部)，前半部和后半部采用不同的配方，前半部的各組分質(zhì)量比例為 棕剛玉或致密剛玉40份，碳化硅30份，白剛玉15份，α -Al2O3 6份，硅微粉1份，球狀浙青5份，金屬硅粉4份，氧化鉻0. 2份，氮化硼0. 7份，納米硅鋁凝膠粉1. 3份，純鋁酸鈣水泥2. 4份，有機纖維0. 2份，金屬鋁粉0. 1份，氫氧化銣0. 09份，第一復合添加劑2. 3份；后半部的各組分質(zhì)量比例為棕剛玉或致密剛玉40份，碳化硅30份，白剛玉 15. 3份，α -Al2O3 :4. 7份，硅微粉2. 3份，球狀浙青5. 3份，金屬硅粉3. 3份，純鋁酸鈣水泥2. 3份，有機纖維0. 1份，金屬鋁粉0. 1份，第二復合添加劑2. 1份，本實施例為最佳實施例，該配方效果更佳。上述實施例是對本發(fā)明的說明，不是對本發(fā)明的限定，任何對本發(fā)明簡單變換后的方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種用于單鐵口高爐儲鐵式出鐵主溝的澆注料，其特征在于包括前部部和位于前半部后方的后半部，所述前半部包括以下組分且各組分質(zhì)量比例為棕剛玉或致密剛玉 40-45份，碳化硅:25-30份，白剛玉:15-18份，α -Al2O3 :4_6份，硅微粉:1_3份，球狀浙青 4. 8-5. 6份，金屬硅粉3-5份，氧化鉻0. 2-0. 3份，氮化硼0. 5-0. 8份，納米硅鋁凝膠粉 1-1. 5份，純鋁酸鈣水泥1. 8-2. 5份，有機纖維0. 1-0. 2份，金屬鋁粉0. 1-0. 2份，氫氧化銣0. 08-0. 1份，第一復合添加劑2-2. 5份；所述后半部包括以下組分且各組分質(zhì)量比例為棕剛玉或致密剛玉:40-45份，碳化硅:25-30份，白剛玉:15-18份，α -Al2O3 :4_6份，硅微粉1-3份，球狀浙青4. 8-5. 6份，金屬硅粉3-5份，純鋁酸鈣水泥1. 8_3份，有機纖維 0. 1-0. 2份，金屬鋁粉0. 1-0. 2份，第二復合添加劑:2-2. 5份。
2.如權利要求1所述的一種用于單鐵口高爐儲鐵式出鐵主溝的澆注料，其特征在于 所述第一復合添加劑包括以下組分且各組分質(zhì)量百分比為減水劑10% _15%，分散劑 10% -15%，抗氧化劑45% -60%，硬化劑10% -25%；第二復合添加劑包括以下組分且各組分質(zhì)量百分比為減水劑10% -20%，分散劑10% -20%，抗氧化劑60% -75%。
3.如權利要求2所述一種用于單鐵口高爐儲鐵式出鐵主溝的澆注料，其特征在于所述減水劑采用聚羧酸減水劑；分散劑采用聚丙烯酸鈉；抗氧化劑采用碳化硼；硬化劑采用四乙烯五胺。
4.如權利要求1 3中任一項所述的一種用于單鐵口高爐儲鐵式出鐵主溝的澆注料， 其特征在于所述前半部的各組分質(zhì)量比例為棕剛玉或致密剛玉42份，碳化硅 份， 白剛玉16份，α -Al2O3 :5份，硅微粉2份，球狀浙青5份，金屬硅粉3份，氧化鉻0. 2份， 氮化硼0. 6份，納米硅鋁凝膠粉1. 2份，純鋁酸鈣水泥2份，有機纖維0. 1份，金屬鋁粉 0. 1份，氫氧化銣0. 1份，第一復合添加劑2份；后半部的各組分質(zhì)量比例為棕剛玉或致密剛玉42份，碳化硅28份，白剛玉16份，α -Al2O3 5份，硅微粉2份，球狀浙青5份， 金屬硅粉3份，純鋁酸鈣水泥3份，有機纖維0. 1份，金屬鋁粉0. 1份，第二復合添加劑 2. 5 份。
5.一種單鐵口高爐儲鐵式出鐵主溝，包括鋼模、磚層和澆注料，鋼模的內(nèi)側鋪設有磚層，磚層的內(nèi)側澆注有澆注料，其特征在于所述澆注料內(nèi)側為溝道，所述溝道的寬度由前向后逐漸增大。
6.如權利要求5所述的一種單鐵口高爐儲鐵式出鐵主溝，其特征在于所述溝道長度為12米時，溝道最前端的寬度為0.6米，溝道最后端的寬度為1.2米。
7.如權利要求5或6所述的一種單鐵口高爐儲鐵式出鐵主溝，其特征在于所述鋼模上打有若干小孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種澆注料及采用該澆注料的單鐵口高爐儲鐵式出鐵主溝，單鐵口高爐儲鐵式出鐵主溝，包括鋼模、磚層和澆注料，鋼模的內(nèi)側鋪設有磚層，磚層的內(nèi)側澆注有澆注料，其特征在于所述澆注料內(nèi)側為溝道，所述溝道的寬度由前向后逐漸增大。本發(fā)明減小了鐵水對主溝的沖刷力，降低了工人推渣的勞動強度，并使主溝的前半部和后半部保持同步修補，避免了浪費。年節(jié)約修補用料40-50噸左右，節(jié)約成本30-40萬元，且改進結構設計后第一次澆注新主溝可節(jié)約用料10噸左右，可節(jié)約材料費用8-10萬元，年節(jié)約總成本在40-50萬元，大大提高了經(jīng)濟效益。
文檔編號C21B7/14GK102557697SQ201210068158
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月15日 優(yōu)先權日2012年3月15日
發(fā)明者佘亞鋒, 佘成明 申請人:長興明天爐料有限公司