一种高炉出铁沟用修补料及制备方法
阅读：209发布：2020-05-12
专利汇可以提供一种高炉出铁沟用修补料及制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及耐火材料技术领域，特别涉及一种 高炉 出 铁 沟用修补料及制备方法。包括以下重量份的原料：除尘灰3～15份； 膨润土 5～3份0；刚玉粉20～50份； 氧 化 铝 微粉5～20份；铝酸 钙 粉3～15份；氮化 硅 粉5～25份；结合剂10～35份。本发明采用除尘灰、膨润土等廉价物料，利用其廉价易得的优势，作为高炉铁沟用修补料的部分原料，可以做到在较大幅度减少铁口维护成本、维护工作量的同时，提升出铁沟的通铁量，进而实现降低炼铁生产成本的效果。，下面是一种高炉出铁沟用修补料及制备方法专利的具体信息内容。
1.一种高炉出铁沟用修补料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
2.根据权利要求1所述的一种高炉出铁沟用修补料，其特征在于，所述除尘灰为炼焦干法除尘灰、水熄焦粉、高炉瓦斯灰、高炉干法除尘灰、高炉炉前除尘灰、高炉矿焦槽除尘灰中的一种或者几种，除尘灰粒度控制范围为≤0.074mm部分所占除尘灰整体质量比例不低于
60％。
3.根据权利要求1所述的一种高炉出铁沟用修补料，其特征在于，所述膨润土中蒙脱石含量不低于57％，粒度控制范围为≤0.074mm部分所占膨润土整体质量比例不低于90％。
4.根据权利要求1所述的一种高炉出铁沟用修补料，其特征在于，所述刚玉粉中Al2O3含量不低于57％，粒度控制范围为≤0.125mm部分所占刚玉粉整体质量比例不低于65％。
5.根据权利要求1所述的一种高炉出铁沟用修补料，其特征在于，所述氧化铝微粉中Al2O3含量不低于97％，粒度控制范围为≤0.074mm部分所占氧化铝粉整体质量比例不低于
90％。
6.根据权利要求1所述的一种高炉出铁沟用修补料，其特征在于，所述铝酸钙粉中Al2O3含量不低于50％、CaO含量不高于25％、MgO含量不高于3％、SiO2不高于8％、Fe2O3不高于
3％，粒度控制范围为≤0.125mm部分所占铝酸钙粉整体质量比例不低于95％。
7.根据权利要求1所述的一种高炉出铁沟用修补料，其特征在于，所述氮化硅粉中Si3N4含量不低于97％，粒度控制范围为≤0.074mm部分所占氮化硅铁整体质量比例不低于90％。
8.根据权利要求1所述的一种高炉出铁沟用修补料，其特征在于，所述结合剂由焦油、高温沥青中的一种或几种，与酚醛树脂、三聚磷酸钠中的一种或几种组合而成。
9.一种如根据权利要求1所述的高炉出铁沟用修补料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
1)将除尘灰、膨润土、刚玉粉、氧化铝微粉、铝酸钙粉、氮化硅粉、以及结合剂作为出铁沟修补料，并按上述所述不同质量比例，不分先后顺序投入混合机；
2)将混合物碾制20min～60min，制得以高炉出铁沟用修补料。
一种高炉出铁沟用修补料及制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及耐火材料技术领域，特别涉及一种高炉出铁沟用修补料及制备方法。
背景技术
[0002] 随着社会的快速发展，对于不同种类的材料需求也越来越大，尤其是以钢铁为代表的黑色系材料，为应对这种局面，冶金企业也因时而异，不断的扩大自身产能，具体表现为高炉、转炉呈现出了有区别以往的大型化、自控化的变化趋势，以满足社会不同行业对于钢铁产品的需求。而在这其中，高炉经历了近些年大型化、强化冶炼的发展趋势，在带来了产能增加同时，吨铁能耗也在不断下降，高炉仍然是利用效率最高的炼铁设备，使得现代炼铁工艺中，高炉炼铁应具有很强的竞争力。而高炉大型化、强化冶炼的同时，也带来了一些问题出现。问题之一就是，随着有效炉容和冶炼强度的提升，日产量较过去有了大幅度的增加，导致高炉出铁时间延长，铁口的出铁量增加，现代大型高炉虽然采用了多铁口(注：3个或4个)轮换出铁方式，但就单个出铁沟而言，通铁量仍较过去有大幅度的提升，目前已经达到或超过15万吨的水平。通铁量的增加，铁水沟耐材的侵蚀日益加重，增加了企业维护成本和工作量，而随着市场形势异常严峻，成本竞争就成为企业之间的核心比拼，做到降低每一处成本，是企业生存的当务之急。
[0003] 众多钢铁企业认识到延长出铁沟的使用寿命，降低吨铁制造加工成本，也将会给企业带来较大的经济效益。为此，多家企业及院校，如宝武、河钢、沙钢、北京科技大学、东北大学等多家单位都开展了延长出铁沟使用寿命的课题研究，通过对出铁沟在使用过程中，炉衬侵蚀机理、温度梯度分布等多方分析与工业实践，在此基础上形成了一系列的出铁沟材质及结构技术，并在实际生产中取得较好的使用效果。如材质中通过增加碳纤维、碳化硅、氮化硅以及一些独有结合剂等材料，来抵抗出铁过程中的渣铁侵蚀；或者结构中采用独特设计方式，利用可更换内衬、外加衬体等技术，来实现出铁沟保温及快速更换；再有设计结构上采用了复合介质、以及外部冷却手段，以增加铁水沟的耐侵蚀性；还有就是喷补物料技术的应用，来实现快速修复铁沟，这些技术的应用实施，是可以做到延长出铁沟浇注工作层的使用寿命。但好的出铁沟维护料的价格一直较高，这也成为降低企业生铁制造成本的难题之一。
[0004] 出铁沟的使用寿命与吨铁制造成本是息息相关，适宜的铁水沟材料，除了要有较好的保温、耐渣铁侵蚀的使用效果外，还应具有价格优势，只有做到这些，才能够减轻炼铁生产成本。对此，不少院校和企业都在此方面开展了研究，并将不同技术付诸应用。例如采用不同耐火材料，进行铁沟喷补、浇筑修复的技术(见中国专利“一种高炉出铁沟喷补料”专利申请号：CN104086191A，“改良的高炉出铁沟用耐火浇注料”专利申请号：CN1641048，“单铁口高炉出铁主沟喷补料”专利申请号：CN102557696A，“一种铁沟热补料”专利申请号：CN102101781A10，“一种浇注料及采用该浇注料的单铁口高炉储铁式出铁主沟”专利申请号：CN102557697A，“一种磷酸盐结合的热态修补用铁沟喷涂料”专利申请号：
CN103113120A，“一种自流型热补料及其制造方法”专利申请号：CN1160030等)，由此类技术所制作的出铁沟修补用料，适用于铁沟上侵蚀严重而需要修补的部位，能够延长铁沟使用寿命，可起到降低炉前操作劳动强度，提高通铁量，进而提高高炉生产能力效果，但采购价格较高，不利于降低炼铁生产成本。还有就是关于铁钩合理设计及安装的技术(见中国专利“一种可修补粘结浆料的高炉出铁沟”专利申请号：CN202786290U，“一种塞隆结合耐火材料的铁沟复合衬体及其制作方法”专利申请号：CN103642960A，“高炉出铁场用铁沟料预制件”专利申请号：CN205133640U，“一种更换式高炉出铁沟”专利申请号：CN205275628U，“整体组装式高炉出铁沟”专利申请号：CN201971846U，“用于高炉出铁沟或渣沟沟口的预制件”专利申请号：CN202090006U等)此类发明创造可以实现缩短初始施工周期、烘烤周期和再次挖修施工周期的效果，使用过程中，呈现出抗渣铁侵蚀性强、耐冲刷等特点，可提高铁水沟的寿命，为炼铁厂高炉的顺产、高产提供了保障，提高了经济效益，但是缺点是需要整体施工，一次性投入较大。还有一些其它方面的技术，如采用多层复合材质或其它方法，来提升高炉铁沟日常通铁量的措施(见中国专利“高炉出铁沟浇注料一种带有冲击区衬层的高炉出铁沟”专利申请号：CN203346412U，“一种内衬方便更换的高炉出铁沟”专利申请号：
CN108085443A，“一种带有添加物的高炉出铁沟”专利申请号：CN202881300U等)这些发明，可以虽起到提高铁沟的热震稳定性、抗氧化性、增强其抗渣铁侵蚀和耐冲刷能力效果，但是缺点是结构复杂，使用成本偏高，效果有限。此外，就是国内外可查阅到的众多关于此方面技术论述的文献资料(见期刊《耐火材料》“Al2O3-SiC-C质湿式喷射浇注料的研究和应用”
2012年，42卷，2期，119；《耐火材料》“高炉出铁沟喷补料实验室研制”2001年，35卷，3期，
173；《四川冶金》“高炉出铁沟长寿化技术研究新进展”2009年，31卷，1期，57；《炼铁》“高炉铁沟自流浇注料的研究”2001年，20卷，4期，36等)，不少文献资料都有论述到目前大型高炉出铁沟采用Al2O3-SiC-C浇注料，使用安全寿命长，消耗少，施工维修方便，为高炉的稳产、顺产作出了巨大贡献；也有说到修补用的喷补料主要采用棕刚玉为骨料，外加一些刚玉、碳化硅细粉，也有使用特级铝矾土作为骨料的成品配方方面的，但这些文献资料对于成本因素，例如如何降低铁钩维护成本，对于铁钩运行成本和高炉联系方面论述较少。因此，就现有技术来讲，出铁沟的日常维护具有较大的降低成本空间。
CN103113120A，“一种自流型热补料及其制造方法”专利申请号：CN1160030等)，由此类技术所制作的出铁沟修补用料，适用于铁沟上侵蚀严重而需要修补的部位，能够延长铁沟使用寿命，可起到降低炉前操作劳动强度，提高通铁量，进而提高高炉生产能力效果，但采购价格较高，不利于降低炼铁生产成本。还有就是关于铁钩合理设计及安装的技术(见中国专利“一种可修补粘结浆料的高炉出铁沟”专利申请号：CN202786290U，“一种塞隆结合耐火材料的铁沟复合衬体及其制作方法”专利申请号：CN103642960A，“高炉出铁场用铁沟料预制件”专利申请号：CN205133640U，“一种更换式高炉出铁沟”专利申请号：CN205275628U，“整体组装式高炉出铁沟”专利申请号：CN201971846U，“用于高炉出铁沟或渣沟沟口的预制件”专利申请号：CN202090006U等)此类发明创造可以实现缩短初始施工周期、烘烤周期和再次挖修施工周期的效果，使用过程中，呈现出抗渣铁侵蚀性强、耐冲刷等特点，可提高铁水沟的寿命，为炼铁厂高炉的顺产、高产提供了保障，提高了经济效益，但是缺点是需要整体施工，一次性投入较大。还有一些其它方面的技术，如采用多层复合材质或其它方法，来提升高炉铁沟日常通铁量的措施(见中国专利“高炉出铁沟浇注料一种带有冲击区衬层的高炉出铁沟”专利申请号：CN203346412U，“一种内衬方便更换的高炉出铁沟”专利申请号：
CN108085443A，“一种带有添加物的高炉出铁沟”专利申请号：CN202881300U等)这些发明，可以虽起到提高铁沟的热震稳定性、抗氧化性、增强其抗渣铁侵蚀和耐冲刷能力效果，但是缺点是结构复杂，使用成本偏高，效果有限。此外，就是国内外可查阅到的众多关于此方面技术论述的文献资料(见期刊《耐火材料》“Al2O3-SiC-C质湿式喷射浇注料的研究和应用”
2012年，42卷，2期，119；《耐火材料》“高炉出铁沟喷补料实验室研制”2001年，35卷，3期，
173；《四川冶金》“高炉出铁沟长寿化技术研究新进展”2009年，31卷，1期，57；《炼铁》“高炉铁沟自流浇注料的研究”2001年，20卷，4期，36等)，不少文献资料都有论述到目前大型高炉出铁沟采用Al2O3-SiC-C浇注料，使用安全寿命长，消耗少，施工维修方便，为高炉的稳产、顺产作出了巨大贡献；也有说到修补用的喷补料主要采用棕刚玉为骨料，外加一些刚玉、碳化硅细粉，也有使用特级铝矾土作为骨料的成品配方方面的，但这些文献资料对于成本因素，例如如何降低铁钩维护成本，对于铁钩运行成本和高炉联系方面论述较少。因此，就现有技术来讲，出铁沟的日常维护具有较大的降低成本空间。
发明内容
[0005] 为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种高炉出铁沟用修补料及制备方法。在较大幅度减少铁口维护成本、维护工作量的同时，提升出铁沟的通铁量，进而实现降低炼铁生产成本的效果。
[0006] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
[0007] 一种高炉出铁沟用修补料，包括以下重量份的原料：
[0008]
[0009] 所述除尘灰的粒度控制范围为≤0.074mm部分所占除尘灰整体质量比例不低于60％。
[0010] 所述膨润土中蒙脱石含量不低于57％，粒度控制范围为≤0.074mm部分所占膨润土整体质量比例不低于90％。
[0011] 所述刚玉粉中Al2O3含量不低于57％，粒度控制范围为≤0.125mm部分所占刚玉粉整体质量比例不低于65％。
[0012] 所述氧化铝微粉中Al2O3含量不低于97％，粒度控制范围为≤0.074mm部分所占氧化铝粉整体质量比例不低于90％。
[0013] 所述铝酸钙粉中Al2O3含量不低于50％、CaO含量不高于25％、MgO含量不高于3％、SiO2不高于8％、Fe2O3不高于3％，粒度控制范围为≤0.125mm部分所占铝酸钙粉整体质量比例不低于95％。
[0014] 所述氮化硅粉中Si3N4含量不低于97％，粒度控制范围为≤0.074mm部分所占氮化硅铁整体质量比例不低于90％。
[0016] 一种高炉出铁沟用修补料的制备方法，具体包括如下步骤：
[0017] (1)将除尘灰、膨润土、刚玉粉、氧化铝微粉、铝酸钙粉、氮化硅粉、以及结合剂作为出铁沟修补料，并按上述所述不同质量比例，不分先后顺序投入混合机；
[0018] (2)将混合物碾制20min～60min，制得以高炉出铁沟用修补料。
[0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0020] 本发明采用除尘灰、膨润土等廉价物料，利用其廉价易得的优势，作为高炉铁沟用修补料的部分原料，可以做到在较大幅度减少铁口维护成本、维护工作量的同时，提升出铁沟的通铁量，进而实现降低炼铁生产成本的效果。
具体实施方式
[0021] 下面对本发明的具体实施方式作进一步说明，但不用来限制本发明的范围：
[0022] 一种高炉出铁沟用修补料，包括以下重量份的原料：
[0023]
[0024] 所述除尘灰为炼焦干法除尘灰、水熄焦粉、高炉瓦斯灰、高炉干法除尘灰、高炉炉前除尘灰、高炉矿焦槽除尘灰中的一种或者几种，所述除尘灰粒度控制范围为≤0.074mm部分所占除尘灰整体质量比例不低于60％。
[0025] 所述膨润土中蒙脱石含量不低于57％，粒度控制范围为≤0.074mm部分所占膨润土整体质量比例不低于90％。
[0026] 所述刚玉粉中Al2O3含量不低于57％，粒度控制范围为≤0.125mm部分所占刚玉粉整体质量比例不低于65％。
[0027] 所述氧化铝微粉中Al2O3含量不低于97％，粒度控制范围为≤0.074mm部分所占氧化铝粉整体质量比例不低于90％。
[0028] 所述铝酸钙粉中Al2O3含量不低于50％、CaO含量不高于25％、MgO含量不高于3％、SiO2不高于8％、Fe2O3不高于3％，粒度控制范围为≤0.125mm部分所占铝酸钙粉整体质量比例不低于95％。
[0029] 所述氮化硅粉中Si3N4含量不低于97％，粒度控制范围为≤0.074mm部分所占氮化硅铁整体质量比例不低于90％。
[0030] 所述结合剂由焦油、高温沥青中的一种或几种，与酚醛树脂、三聚磷酸钠中的一种或几种组合而成。
[0031] 一种高炉出铁沟用修补料的制备方法，具体包括如下步骤：
[0032] (1)将除尘灰、膨润土、刚玉粉、氧化铝微粉、铝酸钙粉、氮化硅粉、以及结合剂作为出铁沟修补料，并按上述所述不同质量比例，不分先后顺序投入混合机；
[0033] (2)将混合物碾制20min～60min，制得以高炉出铁沟用修补料。
[0034] 以下列举5个实施例对本发明具体实施方式的具体说明，具体内容如下所示。
[0035] 实施例1
[0036] 某钢铁厂有效炉容450m3高炉应用为例说明：
[0037] 1.1出铁沟修补料配比方案
[0038] 出铁沟修补料配比方案见表1。
[0039] 表1出铁沟修补料配比方案
[0040]
[0041]
[0042] 1.2出铁沟修补料应用效果
[0043] 依据本发明说给出的出铁沟修补料配方所制作的铁沟修补料，在某钢铁厂有效炉容450m3高炉，采用喷补的工艺应用后的效果见表2。
[0044] 表2高炉应用效果
[0046] 按照此方法采用除尘灰、膨润土等廉价物料，利用其廉价易得的优势，作为高炉铁沟用修补料的部分原料，在某钢铁厂有效炉容450m3高炉应用后，可以提升单个出铁沟通铁量17万吨，吨铁耐材费用下降4.5元/吨，吨铁制造成本下降4.5元/吨，可以做到在较大幅度减少铁口维护成本、维护工作量的同时，提升出铁沟的通铁量，实现降低炼铁生产成本的效果。
[0047] 实施例2
[0048] 某钢铁厂有效炉容1280m3高炉应用为例说明：
[0049] 2.1出铁沟修补料配比方案
[0050] 出铁沟修补料配比方案见表3。
[0051] 表3出铁沟修补料配比方案
[0052]
[0053] 2.2出铁沟修补料应用效果
[0054] 依据本发明说给出的出铁沟修补料配方所制作的铁沟修补料，在某钢铁厂有效炉容1280m3高炉，采用喷补的工艺应用后的效果见表4。
[0055] 表4高炉应用效果
[0056]项目 单个铁沟通铁量(万吨) 耐材费用(元/吨) 制造成本(元/吨)
原有铁沟 15 8.5 2170.40
修补铁沟 35 4.0 2165.90
效果 +20 -4.5 -4.5
原有铁沟 15 8.5 2170.40
修补铁沟 35 4.0 2165.90
效果 +20 -4.5 -4.5
[0057] 按照此方法采用除尘灰、膨润土等廉价物料，利用其廉价易得的优势，作为高炉铁沟用修补料的部分原料，在某钢铁厂有效炉容1280m3高炉应用后，可以提升单个出铁沟通铁量20万吨，吨铁耐材费用下降4.5元/吨，吨铁制造成本下降4.5元/吨，可以做到在较大幅度减少铁口维护成本、维护工作量的同时，提升出铁沟的通铁量，实现降低炼铁生产成本的效果。
[0058] 实施例3
[0059] 某钢铁厂有效炉容2580m3高炉应用为例说明：
[0060] 3.1出铁沟修补料配比方案
[0061] 出铁沟修补料配比方案见表5。
[0062] 表5出铁沟修补料配比方案
[0063]
[0064] 3.2出铁沟修补料应用效果
[0065] 依据本发明说给出的出铁沟修补料配方所制作的铁沟修补料，在某钢铁厂有效炉容2580m3高炉，采用喷补的工艺应用后的效果见表6。
[0066] 表6高炉应用效果
[0067] 项目 单个铁沟通铁量(万吨) 耐材费用(元/吨) 制造成本(元/吨)原有铁沟 15 8.0 2031.42
修补铁沟 35 4.0 2027.42
效果 +20 -4.0 -4.0
修补铁沟 35 4.0 2027.42
效果 +20 -4.0 -4.0
[0068] 按照此方法采用除尘灰、膨润土等廉价物料，利用其廉价易得的优势，作为高炉铁沟用修补料的部分原料，在某钢铁厂有效炉容2580m3高炉应用后，可以提升单个出铁沟通铁量20万吨，吨铁耐材费用下降4.0元/吨，吨铁制造成本下降4.0元/吨，可以做到在较大幅度减少铁口维护成本、维护工作量的同时，提升出铁沟的通铁量，实现降低炼铁生产成本的效果。
[0069] 实施例4
[0070] 某钢铁厂有效炉容3200m3高炉应用为例说明：
[0071] 4.1出铁沟修补料配比方案
[0072] 出铁沟修补料配比方案见表7。
[0073] 表7出铁沟修补料配比方案
[0074]
[0075] 4.2出铁沟修补料应用效果
[0076] 依据本发明说给出的出铁沟修补料配方所制作的铁沟修补料，在某钢铁厂有效炉容3200m3高炉，采用喷补的工艺应用后的效果见表8。
[0077] 表8高炉应用效果
[0078]项目 单个铁沟通铁量(万吨) 耐材费用(元/吨) 制造成本(元/吨)
原有铁沟 15 7.5 1935.48
修补铁沟 35 4.0 1931.98
效果 +20 -3.5 -3.5
原有铁沟 15 7.5 1935.48
修补铁沟 35 4.0 1931.98
效果 +20 -3.5 -3.5
[0079] 按照此方法采用除尘灰、膨润土等廉价物料，利用其廉价易得的优势，作为高炉铁沟用修补料的部分原料，在某钢铁厂有效炉容3200m3高炉应用后，可以提升单个出铁沟通铁量20万吨，吨铁耐材费用下降3.5元/吨，吨铁制造成本下降3.5元/吨，可以做到在较大幅度减少铁口维护成本、维护工作量的同时，提升出铁沟的通铁量，实现降低炼铁生产成本的效果。
[0080] 实施例5
[0081] 某钢铁厂有效炉容4038m3高炉应用为例说明：
[0082] 5.1出铁沟修补料配比方案
[0083] 出铁沟修补料配比方案见表9。
[0084] 表9出铁沟修补料配比方案
[0085]
[0086] 5.2出铁沟修补料应用效果
[0087] 依据本发明说给出的出铁沟修补料配方所制作的铁沟修补料，在某钢铁厂有效炉容4038m3高炉，采用喷补的工艺应用后的效果见表10。
[0088] 表10高炉应用效果
[0089] 项目 单个铁沟通铁量(万吨) 耐材费用(元/吨) 制造成本(元/吨)原有铁沟 18 7.0 1887.59
修补铁沟 38 3.5 184.09
效果 +20 -3.5 -3.5
修补铁沟 38 3.5 184.09
效果 +20 -3.5 -3.5
[0090] 按照此方法采用除尘灰、膨润土等廉价物料，利用其廉价易得的优势，作为高炉铁沟用修补料的部分原料，在某钢铁厂有效炉容4038m3高炉应用后，可以提升单个出铁沟通铁量20万吨，吨铁耐材费用下降3.5元/吨，吨铁制造成本下降3.5元/吨，可以做到在较大幅度减少铁口维护成本、维护工作量的同时，提升出铁沟的通铁量，实现降低炼铁生产成本的效果。
[0091] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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