[0001] 本
发明专利申请是针对申请号为:2014105140978的分案申请,原申请的申请日为: 2014-09-29,发明创造名称为:一种长寿的
高炉用铁口泥套的制备方法。
技术领域
[0002] 本发明涉及炼铁高炉铁口配件技术领域,更具体地说,涉及一种铁口泥套浇注料。
背景技术
[0003]
冶金行业高炉炼铁铁口泥套是高炉出铁时的重要通道,铁口泥套的服役环境极为恶劣,铁口泥套在使用过程中承受着受急冷急热的热震侵蚀、化学侵蚀、高温铁
水的机械冲刷。特别是随着高炉
冶炼强度的不断提高,出铁速度加快,出铁
温度提高,铁口承受的压
力加大,铁口成了高炉的薄弱环节,铁口工作稳定与否成了高炉高产稳产的关键因素。
[0004] 传统的铁口泥套是采用棕刚玉、
碳化
硅、和焦粉为主原料,用软质粘土、绢
云母为结合剂制成,由于成分不合理,使得现有的铁口泥套极易产生裂纹或崩裂,修补
频率高,铁口泥套使用寿命短,不仅消耗耐火材料多,耗用时间长,而且严重影响高炉的渣铁处理,进而影响高炉的稳定顺行;此外,由于铁口泥套使用寿命短,大大增加炉前操作人员的劳动强度,
泄漏的
煤气还威胁操作人员的生命安全,埋下安全隐患。亟需开发出一种长寿、耐用的高炉用铁口泥套,从而减少炉前事故发生率,为高炉顺行提供保障。
[0005] 经专利检索,已有相关的技术方案公开。如:环保型高强铁口
树脂套泥及铁口泥套的制备方法(专利号:ZL200710010189.2,授权公告日:2010-03-24),该铁口套泥是以热固型
酚醛树脂树脂为
粘合剂,以刚玉颗粒为
骨料,以刚玉粉、粘土粉、
石墨粉、三
氧化二
铝超微粉为粉料组成;制备铁口泥套预制成型:按原料的重量组分取刚玉颗粒加入50%量的热固型酚醛树脂粘合剂进行搅拌,然后再加入刚玉粉、粘土粉、石墨粉、三氧化二铝超微粉和另外50%量的热固型酚醛树脂进行搅拌,充分搅拌后出料装模,振动成型,封装:成型后用塑料
薄膜风装,便于现场使用、长途运输、长期保存。该申请案提高了铁口泥套的产品
质量,同时缩短了制作时间,但是,该铁口泥套的使用寿命有待进一步提高,难以为高炉顺行提供保障。
发明内容
[0006] 1.发明要解决的技术问题
[0007] 本发明的目的在于克服
现有技术中高炉铁口泥套使用寿命短,修补、更换频率大的不足,提供了一种铁口泥套浇注料,本发明的铁口泥套通过创造性的原料组分配比,设计出了的铁口泥套具有良好的抗冲刷、抗侵蚀、耐高温强性能,大大提高了高炉铁口泥套的使用寿命,保证了高炉的正常生产秩序,而且制造简易方便。
[0008] 2.技术方案
[0009] 为达到上述目的,本发明提供的技术方案为:
[0010] 本发明的一种铁口泥套浇注料,所述的铁口泥套包括刚玉砖、
莫来石、碳化硅、
沥青和添加剂。
[0011] 更进一步地,所述的铁口泥套由刚玉砖、莫来石、镁质红土镍矿、碳化硅、转炉风淬渣、杨迪粉、沥青、海藻酸钠和添加剂组成;其中:镁质红土镍矿的粒度为1.0-3.0mm,上述所用的碳化硅的粒度≤0.074mm。
[0012] 更进一步地,所述的铁口泥套的各组分按如下质量份组成:
[0013]
[0014] 更进一步地,所述的添加剂由Al2O3微粉、石墨粉、SiO2微粉、
硼矿粉、
铜矿砂和海泡石组成。
[0015] 本发明的制备方法如下:
[0016] 步骤一:制备铁口泥套浇注料
[0017] (1)制备混合物A:将刚玉砖、莫来石、镁质红土镍矿、碳化硅等组分混合,混合均匀制备得混合物A;
[0018] (2)制备混合物B:将杨迪粉、沥青、海藻酸钠、结合剂等组分依次加入到步骤(1) 制备得到的混合物A中,混合均匀制备得混合物B;
[0019] (3)制备浇注料:将添加剂加入到步骤(2)制备得到的混合物B中,混合均匀制备得铁口泥套浇注料;
[0020] 步骤二:制备铁口泥套
[0021] 将步骤一制备得到的浇注料浇注到铁口泥套的模具中,再进行
烘烤即得铁口泥套。
[0022] 更进一步地,步骤一中混合物A的制备方法为:按质量份数称取刚玉砖80-90份,莫来石50-60份,镁质红土镍矿10-15份,碳化硅20-30份和转炉风淬渣5-8份,依次加入到
搅拌机中,并搅拌40min,搅拌机转速为250r/min,混合均匀后制得混合物A。
[0023] 更进一步地,步骤一中混合物B的制备方法为:按质量份数称取杨迪粉1-2份,沥青4-10 份和海藻酸钠0.5份,依次加入到步骤(1)制备得到的混合物A中,搅拌机继续混合搅拌 30min,混合均匀制备得混合物B。
[0024] 更进一步地,步骤一中浇注料的制备方法为:按质量份数称取添加剂2-5份加入到步骤 (2)制备得到的混合物B中,搅拌机继续混合搅拌25min,混合均匀制备得铁口泥套浇注料。
[0025] 更进一步地,步骤二的铁口泥套的制备方法为:将步骤一制备得到的浇注料浇注到铁口泥套的模具中,再进行烘烤,其中烘烤方法为:
[0026] (1)升温处理
[0027] 首先,升温到150℃,保温4h;
[0028] 其二,升温到500℃,保温2h;
[0029] 其三,升温到850℃,保温6h;
[0030] 最后,升温到1450℃,保温8h;
[0031] (2)降温处理
[0032] 首先,降温到1100℃,保温5h;
[0033] 其二,降温到650℃,保温3h;
[0034] 其三,降温到400℃,保温4h;
[0035] 最后,空冷至常温,即制备得铁口泥套。
[0036] 更进一步地,所述的刚玉砖的粒度按如下质量百分含量组成:粒度≤0.074mm:25%, 0.074-0.5mm:20%,0.5-1.0mm:35%;1.0-3.0mm:20%;所述的莫来石的粒度按如下质量百分含量组成:粒度≤0.074mm:20%,0.074-0.5mm:30%,0.5-1.0mm:25%;1.0-
3.0mm: 25%。
[0037] 3.有益效果
[0038] 采用本发明提供的技术方案,与已有的公知技术相比,具有如下显著效果:
[0039] 本发明的铁口泥套浇注料采用刚玉砖、莫来石、镁质红土镍矿、碳化硅、转炉风淬渣、杨迪粉、沥青、海藻酸钠等创造性的组分配比,使得铁口泥套具有良好的抗冲刷、抗侵蚀、耐高温强性能,其中沥青为球状沥青,利用较高的碳素含量提高了铁口泥套的抗侵蚀性能,且铁口泥套浇注料的空隙中残留较多的碳素,使得铁口泥套更加致密;
[0040] 本发明的铁口泥套浇注料的刚玉砖和莫来石采用不同的粒度组成,使得耐火骨料的粒度组成更加合理,莫来石具有良好的抗热震性,刚玉砖使得其具有良好的耐侵蚀性能,而且在浇注料中合理的配入Al2O3微粉、石墨粉、SiO2微粉、硼矿粉、铜矿砂和海泡石使得铁口泥套具有高强度、高耐火度,从而大大提高了高炉铁口泥套的使用寿命,减少炉前事故发生率,降低了炉前的劳动强度,较好地保证了高炉炉况稳定和顺行。
具体实施方式
[0041] 为进一步了解本发明的内容,下面结合
实施例对本发明作进一步的描述。
[0042] 实施例1
[0043] 本实施例的一种铁口泥套浇注料,所述的铁口泥套各组分按如下质量份组成:刚玉砖90 kg,莫来石60kg,镁质红土镍矿15kg,碳化硅30kg,转炉风淬渣8kg,杨迪粉2kg,沥青 10kg,海藻酸钠0.5kg,添加剂5kg。
[0044] 并在此进行说明,所述的刚玉砖的粒度按如下质量百分含量组成:粒度≤0.074mm:25%, 0.074-0.5mm:20%,0.5-1.0mm:35%;1.0-3.0mm:20%;所述的莫来石的粒度按如下质量百分含量组成:粒度≤0.074mm:20%,0.074-0.5mm:30%,0.5-1.0mm:25%;
1.0-3.0mm: 25%。莫来石具有良好的抗热震性,刚玉砖使得其具有良好的耐侵蚀性能。
[0045] 本实施例的镁质红土镍矿的粒度为1.0-3.0mm,上述所用的碳化硅的粒度≤0.074mm,碳化硅保证了该高炉铁口泥套的高温强度和抗
腐蚀性能。此外,上述的转炉风淬渣是将转炉渣通过渣
罐车运至风淬工位后,液态的转炉渣从渣罐车的中间罐流出,再通过拉瓦尔
喷嘴喷出的空气吹散,
破碎成颗粒状即为转炉风淬渣,该转炉风淬渣的成分的质量百分为:Al2O3:3. 22%,CaO:44.85%,MgO:13.02%,MnO:0.73%,Si2O:14.58%,TFe:
21.26%,f-CaO: 0.45%,其余为不可避免的杂质。
[0046] 上述的杨迪粉成分的质量百分含量为:TFe:57.89%,SiO2:5.38%,Al2O3:1.34%,CaO: 0.14%,MgO:0.23%,其余为不可避免的杂质,该杨迪粉的粒度为2.0-3.5mm。本实施例所采用的沥青为球状沥青。
[0047] 本实施例的添加剂按如下质量百分含量组成:Al2O3微粉:30%、石墨粉:25%、SiO2微粉:15%、硼矿粉:15%、铜矿砂:10%、海泡石:5%。浇注料中合理的配入Al2O3微粉、石墨粉、SiO2微粉、硼矿粉、铜矿砂和海泡石使得铁口泥套具有高强度、高耐火度,从而大大提高了高炉铁口泥套的使用寿命,减少炉前事故发生率。所述的铜矿砂是从铜矿中开采出来的,然后经过选矿成为含铜品质较高、精细的砂状铜矿,铜矿砂的粒度为0.5-1.0mm,该铜矿砂为黑色的铜矿砂。所述的海泡石是一种
纤维状的含水
硅酸镁,通常呈白、浅灰、浅黄等
颜色,不透明也没有光泽,其质量百分含量为:SiO2:56.5%,Al2O3:24.5%,其余为不可避免的杂质,所述的海泡石的平均粒径为:0.5-1.0mm。
[0048] 本实施例具体的制备方法如下:
[0049] 步骤一:制备铁口泥套浇注料
[0050] (1)制备混合物A:按质量份数称取刚玉砖90kg,莫来石60kg,镁质红土镍矿15kg,碳化硅30kg和转炉风淬渣8kg,依次加入到搅拌机中,并搅拌40min,搅拌机转速为250 r/min,混合均匀后制得混合物A;
[0051] (2)制备混合物B:按质量份数称取杨迪粉2kg,沥青10kg和海藻酸钠0.5kg,依次加入到步骤(1)制备得到的混合物A中,搅拌机继续混合搅拌30min,混合均匀制备得混合物B;
[0052] (3)制备浇注料:按质量份数称取添加剂5kg加入到步骤(2)制备得到的混合物B中,搅拌机继续混合搅拌25min,混合均匀制备得铁口泥套浇注料;
[0053] 步骤二:制备铁口泥套
[0054] 将步骤一制备得到的浇注料浇注到铁口泥套的模具中,再进行烘烤,其中烘烤方法为:
[0055] (1)升温处理
[0056] 首先,以15℃/h的升温速度升温到150℃,保温4h;
[0057] 其二,以30℃/h的升温速度升温到500℃,保温2h;
[0058] 其三,以35℃/h的升温速度升温到850℃,保温6h;
[0059] 最后,以25℃/h的升温速度升温到1450℃,保温8h;
[0060] (2)降温处理
[0061] 首先,以30℃/h的降温速度降温到1100℃,保温5h;
[0062] 其二,以40℃/h的降温速度降温到650℃,保温3h;
[0063] 其三,以25℃/h的降温速度降温到400℃,保温4h;
[0064] 最后,空冷至常温,即制备得铁口泥套。
[0065] 本实施例的铁口泥套采用刚玉砖、莫来石、镁质红土镍矿、碳化硅、转炉风淬渣、杨迪粉、沥青、海藻酸钠等创造性的组分配比,使得铁口泥套具有良好的抗冲刷、抗侵蚀、耐高温强性能;其中沥青为球状沥青,利用较高的碳素含量提高了铁口泥套的抗侵蚀性能,且铁口泥套浇注料的空隙中残留较多的碳素,使得铁口泥套更加致密,从而具有较高的强度。
[0066] 本实施例的铁口泥套的刚玉砖和莫来石采用不同的粒度组成,使得耐火骨料的粒度组成更加合理,莫来石具有良好的抗热震性,刚玉砖使得其具有良好的耐侵蚀性能,而且在浇注料中合理的配入Al2O3微粉、石墨粉、SiO2微粉、硼矿粉、铜矿砂和海泡石使得铁口泥套具有高强度、高耐火度,从而大大提高了高炉铁口的使用寿命,高炉铁口泥套的使用寿命达到 46天,且安装方便,不但大大降低了炉前的劳动强度,而且减少炉前事故发生率,较好地保证了高炉炉况稳定和顺行,为低成本炼铁提供技术支持。
[0067] 实施例2
[0068] 本实施例的基本内容同实施例1,其不同之处在于:本实施例的铁口泥套各组分按如下质量份组成:刚玉砖80kg,莫来石50kg,镁质红土镍矿10kg,碳化硅20kg,转炉风淬渣 5kg,杨迪粉1kg,沥青4kg,海藻酸钠0.5kg,添加剂2kg。
[0069] 本实施例具体的制备方法如下:
[0070] 步骤一:制备铁口泥套浇注料
[0071] (1)制备混合物A:按质量份数称取刚玉砖80kg,莫来石50kg,镁质红土镍矿10kg,碳化硅20kg和转炉风淬渣5kg,依次加入到搅拌机中,并搅拌40min,搅拌机转速为250 r/min,混合均匀后制得混合物A;
[0072] (2)制备混合物B:按质量份数称取杨迪粉1kg,沥青4kg和海藻酸钠0.5kg,依次加入到步骤(1)制备得到的混合物A中,搅拌机继续混合搅拌30min,混合均匀制备得混合物B;
[0073] (3)制备浇注料:按质量份数称取添加剂2kg加入到步骤(2)制备得到的混合物B中,搅拌机继续混合搅拌25min,混合均匀制备得铁口泥套浇注料;
[0074] 步骤二:制备铁口泥套
[0075] 将步骤一制备得到的浇注料浇注到铁口泥套的模具中,再进行烘烤,其中烘烤方法为:
[0076] (1)升温处理
[0077] 首先,以15℃/h的升温速度升温到150℃,保温4h;
[0078] 其二,以30℃/h的升温速度升温到500℃,保温2h;
[0079] 其三,以35℃/h的升温速度升温到850℃,保温6h;
[0080] 最后,以25℃/h的升温速度升温到1450℃,保温8h;
[0081] (2)降温处理
[0082] 首先,以30℃/h的降温速度降温到1100℃,保温5h;
[0083] 其二,以40℃/h的降温速度降温到650℃,保温3h;
[0084] 其三,以25℃/h的降温速度降温到400℃,保温4h;
[0085] 最后,空冷至常温,即制备得铁口泥套。
[0086] 本实施例的铁口泥套采用刚玉砖、莫来石、镁质红土镍矿、碳化硅、转炉风淬渣、杨迪粉、沥青、海藻酸钠等创造性的组分配比,使得铁口泥套具有良好的抗冲刷、抗侵蚀、耐高温强性能;其中沥青为球状沥青,利用较高的碳素含量提高了铁口泥套的抗侵蚀性能,且铁口泥套浇注料的空隙中残留较多的碳素,使得铁口泥套更加致密,从而具有较高的强度。
[0087] 本实施例的铁口泥套的刚玉砖和莫来石采用不同的粒度组成,使得耐火骨料的粒度组成更加合理,莫来石具有良好的抗热震性,刚玉砖使得其具有良好的耐侵蚀性能,而且在浇注料中合理的配入Al2O3微粉、石墨粉、SiO2微粉、硼矿粉、铜矿砂和海泡石使得铁口泥套具有高强度、高耐火度,从而大大提高了高炉铁口的使用寿命,高炉铁口泥套的使用寿命达到 48天,且安装方便,不但大大降低了炉前的劳动强度,而且减少炉前事故发生率,较好地保证了高炉炉况稳定和顺行,为低成本炼铁提供技术支持。
[0088] 实施例3
[0089] 本实施例的基本内容同实施例1,其不同之处在于:本实施例的铁口泥套各组分按如下质量份组成:刚玉砖85kg,莫来石54kg,镁质红土镍矿12kg,碳化硅25kg,转炉风淬渣 6kg,杨迪粉1kg,沥青6kg,海藻酸钠0.5kg,添加剂3kg。
[0090] 步骤一:制备铁口泥套浇注料
[0091] (1)制备混合物A:按质量份数称取刚玉砖85kg,莫来石54kg,镁质红土镍矿12kg,碳化硅25kg和转炉风淬渣6kg,依次加入到搅拌机中,并搅拌40min,搅拌机转速为250 r/min,混合均匀后制得混合物A;
[0092] (2)制备混合物B:按质量份数称取杨迪粉1kg,沥青6kg和海藻酸钠0.5kg,依次加入到步骤(1)制备得到的混合物A中,搅拌机继续混合搅拌30min,混合均匀制备得混合物B;
[0093] (3)制备浇注料:按质量份数称取添加剂3kg加入到步骤(2)制备得到的混合物B中,搅拌机继续混合搅拌25min,混合均匀制备得铁口泥套浇注料;
[0094] 步骤二:制备铁口泥套
[0095] 将步骤一制备得到的浇注料浇注到铁口泥套的模具中,再进行烘烤,其中烘烤方法为:
[0096] (1)升温处理
[0097] 首先,以15℃/h的升温速度升温到150℃,保温4h;
[0098] 其二,以30℃/h的升温速度升温到500℃,保温2h;
[0099] 其三,以35℃/h的升温速度升温到850℃,保温6h;
[0100] 最后,以25℃/h的升温速度升温到1450℃,保温8h;
[0101] (2)降温处理
[0102] 首先,以30℃/h的降温速度降温到1100℃,保温5h;
[0103] 其二,以40℃/h的降温速度降温到650℃,保温3h;
[0104] 其三,以25℃/h的降温速度降温到400℃,保温4h;
[0105] 最后,空冷至常温,即制备得铁口泥套。
[0106] 本实施例的铁口泥套采用刚玉砖、莫来石、镁质红土镍矿、碳化硅、转炉风淬渣、杨迪粉、沥青、海藻酸钠等创造性的组分配比,使得铁口泥套具有良好的抗冲刷、抗侵蚀、耐高温强性能;其中沥青为球状沥青,利用较高的碳素含量提高了铁口泥套的抗侵蚀性能,且铁口泥套浇注料的空隙中残留较多的碳素,使得铁口泥套更加致密,从而具有较高的强度。
[0107] 本实施例的铁口泥套的刚玉砖和莫来石采用不同的粒度组成,使得耐火骨料的粒度组成更加合理,莫来石具有良好的抗热震性,刚玉砖使得其具有良好的耐侵蚀性能,而且在浇注料中合理的配入Al2O3微粉、石墨粉、SiO2微粉、硼矿粉、铜矿砂和海泡石使得铁口泥套具有高强度、高耐火度,从而大大提高了高炉铁口的使用寿命,高炉铁口泥套的使用寿命达到 50天,且安装方便,不但大大降低了炉前的劳动强度,而且减少炉前事故发生率,较好地保证了高炉炉况稳定和顺行,为低成本炼铁提供技术支持。