CN101830719B - 防爆铁沟浇注料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防爆铁沟浇注料。它含有如下重量百分比的原料成分：电熔板状刚玉55～80％、碳化硅10～30％、软质粘土1～5％、纯铝酸钙水泥2～5％、超微粉1～7％、防爆剂0.5～1.5％、减水剂0.05～0.15％，防爆剂是铝粉、乳酸铝、防爆纤维、碳化硼粉按重量比为1～2∶2.5～4∶1～2.5∶2～4的混合物。本发明浇注料脱模干燥后无裂纹，烘烤时无爆裂现象；浇注料的安全防爆温度从500℃提高到800℃，能够在热态下施工并能快速升温而不爆裂，可满足中、小型单铁口高炉铁沟的快速施工使用要求；本发明浇注料使用寿命长，可以改善出铁场的环境，大幅度降低工人劳动强度，提高铁水质量，增强铁沟使用安全系数。
Description
技术领域
本发明涉及耐火材料领域，尤其涉及一种防爆铁沟浇注料。
背景技术
近几年来，高炉在生产实践中发生了一些变化，采用精料、炉容扩大、铁水温度提高、炉顶压力提高使出铁周期加快，出铁量和渣量增大，出铁时间延长，铁水流速增加，使得沟衬材料的使用条件变得更加苛刻。据统计，在铁水耐火材料单耗中，出铁场(铁沟料和炮泥)约占71％。高炉一代炉龄期间的出铁沟修筑和维修费用，以及炮泥价格的总和，比新修一座高炉及其附属设备花费还高。为此，世界各国对出铁沟用耐火材料材质及其性能、沟的结构设计、筑衬方法等进行了广泛而深入的研究。
国内大型高炉多采用Al2O3-SiC-C质低水泥浇注料，其流动性好、耐火度高，浇注体致密性好、强度高，因此铁沟抗侵蚀、抗冲刷、使用寿命长(通铁量高)。但该材料的最大问题是浇注后需要养护且不能过快速度烘烤，否则会出现强度低和爆炸爆裂。而单出铁口的中、小型高炉，其铁沟需要快速修补，施工时间不能大于每次出铁的间隔时间。由于这种近乎苛刻的要求，上述普通的Al2O3-SiC-C质低水泥浇注料很难适用于该类型的高炉。所以，绝大多数单出铁口高炉都在使用免烘烤铁沟捣打料。该料能够满足高炉出铁不需要烘烤或快速烘烤的要求，但其体积密度偏小，耐压强度偏低，抗侵蚀能力较差，抗冲刷能力更差，且维修频繁、劳动强度大(频繁的修补不仅劳动强度大，还增加了很多危险)、不符合环保要求(沥青、树脂要冒黄烟)等缺点也是显而易见的。大型铁沟浇注料能够使铁沟延长寿命，但不能满足施工要求。免烘烤铁沟捣打料虽然能够满足施工要求，却又无法使铁沟达到较长的寿命。那么，要研制能在热态下施工、快速升温而不爆裂的水泥结合浇注料以及快速修补技术，满足中、小型高炉铁沟的快速施工、延长使用寿命的需求，并且要满足环保的要求(不含焦油、沥青、树脂等有机的有害物质)，就成了当前亟待研究解决的重大课题。因此，有效解决大型高炉铁沟浇注料的快速脱模和快速烘烤、防止爆裂问题，是该材料能否用于单铁口高炉的关键。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在热态下施工并能快速升温而不爆裂，满足中、小型单铁口高炉铁沟的快速施工使用要求的防爆铁沟浇注料。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种防爆铁沟浇注料，所述浇注料含有如下原料成分：
原料 粒度分布 重量百分比
电熔板状刚玉 1～15mm 55～80％
碳化硅 ≤0.088mm 10～30％
软质粘土 ≤0.088mm 1～5％
纯铝酸钙水泥 ≤0.044mm 2～5％
超微粉 ≤0.044mm 1～7％
防爆剂 0.5～1.5％
减水剂 0.05～0.15％
所述防爆剂是铝粉、乳酸铝、防爆纤维、碳化硼粉按重量比为1～2∶2.5～4∶1～2.5∶2～4的混合物。碳化硼用于含碳耐火材料中起抗氧化作用，可以使产品致密化，阻止含碳耐火材料中碳的氧化，同时在1000℃～1250℃的时候，Al2O3与B2O3发生反应，生成9Al2O3·2B2O3的柱状晶体，分布在耐火材料的基质和间隙里，从而降低气孔率，提高中温强度，且生成的9Al2O3·2B2O3晶体体积膨胀，可愈合体积收缩，减少裂纹，延长耐火材料的使用寿命。
所述乳酸铝为碱式乳酸铝。在低温干燥时，碱式乳剂的脱水胶化在基质中产生网状微裂纹增大了透气率，另外添加碱式乳剂后抑制或延缓了CAH10O5，的生成，控制了水泥的水化物相和控制了浇注料微观结构的形态，这些复合作用的结果达到了提高防爆裂温度的效果，可将浇注料的安全防爆温度从500℃提高到800℃，使浇注料有了更安全的使用条件。
所述防爆纤维为维尼纶、尼龙、聚乙树脂、聚脂、聚乙烯、聚丙烯纤维中的至少一种，其直径为4～6μ，长度是3～6mm。
所述超微粉为活性Al2O3超微粉、SiO2超微粉按重量比3～5∶2的混合物。
所述减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、聚氰胺类缩合物、磺酸盐甲醛缩合物中的至少一种。
所述防爆铁沟浇注料按总原料重量的5～5.5％加水后浇注施工。
本发明具有积极有益的效果：
1.脱模干燥后无裂纹，烘烤时无爆裂现象本发明浇注料中掺加有防爆剂(金属铝粉、乳酸铝和有机纤维等)，在烘烤和加热过程中可使水蒸气能畅通的排除，防止由水蒸气膨胀而造成衬体的剥落或炸裂。
2.浇注料的安全防爆温度从500℃提高到800℃，使浇注料有了更安全的使用条件；有效的解决了大高炉铁沟浇注料的快干脱模和快速烘烤、防止爆裂问题，使之应用于单铁口出铁的中小型高炉进行整体浇注，可取得非常满意的效果。如该浇注料能够在热态下施工并能快速升温而不爆裂，可满足中、小型单铁口高炉铁沟的快速施工使用要求。
3.本发明防爆浇注料的使用寿命长，可以改善出铁场的环境，大幅度降低工人劳动强度，提高铁水质量，增强铁沟使用安全系数。
4.本发明防爆浇注料的主要性能指标见表1。
表1防爆铁沟料理化指标
具体实施方式
实施例1一种防爆铁沟浇注料，以重量百分比计，原料组成见表2，其中防爆剂是铝粉、碱式乳酸铝、防爆纤维、碳化硼粉按重量比为1.5∶3∶2∶3的混合物；防爆纤维为聚丙烯纤维，其直径为4～6μ，长度是3～5mm；超微粉为活性Al2O3超微粉、SiO2超微粉按重量比4∶2的混合物；减水剂为聚氰胺类缩合物、磺酸盐甲醛缩合物1∶1的混合物。
上述浇注的制备工艺流程为：原料拾选-按配方称量-混合搅拌-放料装袋-入库，使用时按总浇注原料重量的5～5.5％加水。放料搅拌时，每次以同等料加入到搅拌机中，并严格按标准加入水，水量过多过小都会影响浇注料的施工质量和使用质量。
大型高炉铁沟浇注料的浇注是施工的重要环节，所以一定要按操作规程进行。浇注料倒入沟内之后，采用插入式振动器以三角定点振动方法，每两点之间距离为0.2～0.3m，每个点振动时间不能太长，以振动到泛浆为好(在浇注过程，浇注料出现一层细泥浆，此时浇注料达到最大致密，如时间太短，则浇注密度不够，时间太长，会发生颗粒偏析)。浇注必须要连续进行，一气呵成，如果前后两层浇注间隔时间太长，因前者已有一定的硬化，再次浇注时会产生明显的分层；浇注完后，表面不能抹光，因为表面抹光会使浇注层体内的气体无法排出。
铁沟改造所需时间：不包括铁沟拆解和清理时间，整个铁沟改造所需时间为48h，包括砌砖、支模、浇注等施工约24h、脱模烘烤约24h。
烘烤要求：铁沟脱模后，可立即进行烘烤；使用木柴或煤气进行烘烤，烘烤时可在铁沟上加盖保温。烘烤制度：小火-中火-大火，小火烘烤时间10～12小时，然后升温进行中火烘烤8～10小时，大火烘烤6～8小时；烘烤总用时不超过48h。
实施例2一种防爆铁沟浇注料，以重量百分比计，原料组成见表2，其中防爆剂是铝粉、乳酸铝、防爆纤维、碳化硼粉按重量比为1∶2.5∶1∶2的混合物；防爆纤维为聚乙烯、聚丙烯纤维的混合物，其直径为4～6μ，长度是3～6mm；超微粉为活性Al2O3超微粉、SiO2超微粉按重量比3∶2的混合物；减水剂为ADS、ADW中的任意比混合物。其它同实施例1。
实施例3一种防爆铁沟浇注料，以重量百分比计，原料组成见表2，其中防爆剂是铝粉、乳酸铝、防爆纤维、碳化硼粉按重量比为2∶4∶2.5∶4的混合物；防爆纤维为聚丙烯纤维，其直径为4～6μ，长度是3～6mm；超微粉为活性Al2O3超微粉、SiO2超微粉按重量比5∶2的混合物；减水剂为聚氰胺类缩合物、磺酸盐甲醛缩合物的混合物。其它同实施例1。
实施例4一种防爆铁沟浇注料，以重量百分比计，原料组成见表2，其中防爆剂是铝粉、乳酸铝、防爆纤维、碳化硼粉按重量比为1∶4∶1∶4的混合物；防爆纤维为聚脂纤维；超微粉为活性Al2O3超微粉、SiO2超微粉按重量比3.5∶2的混合物；减水剂为聚氰胺类缩合物、磺酸盐甲醛缩合物混合物。其它同实施例1。
实施例5一种防爆铁沟浇注料，以重量百分比计，原料组成见表2，其中防爆剂是铝粉、乳酸铝、防爆纤维、碳化硼粉按重量比为2∶2.5∶2.5∶4的混合物；防爆纤维为聚丙烯纤维；超微粉为活性Al2O3超微粉、SiO2超微粉按重量比4.5∶2的混合物；减水剂为聚氰胺类缩合物。其它同实施例1。
实施例6一种防爆铁沟浇注料，以重量百分比计，原料组成见表3，其中防爆剂是铝粉、乳酸铝、防爆纤维、碳化硼粉按重量比为1.5∶3.7∶1.8∶3的混合物；防爆纤维为聚乙烯、聚丙烯纤维混合物；超微粉为活性Al2O3超微粉、SiO2超微粉按重量比3.5∶2的混合物；减水剂为ADS、ADW中的任意一种。其它同实施例1。
实施例7一种防爆铁沟浇注料，以重量百分比计，原料组成见表3，其中防爆剂是铝粉、乳酸铝、防爆纤维、碳化硼粉按重量比为1.8∶3.5∶2∶2.5的混合物；防爆纤维为聚丙烯纤维，其直径为4～6μ，长度是3～6mm；超微粉为活性Al2O3超微粉、SiO2超微粉按重量比3.8∶2的混合物；减水剂为磺酸盐甲醛缩合物。其它同实施例1。
实施例8一种防爆铁沟浇注料，以重量百分比计，原料组成见表3，其中防爆剂是铝粉、乳酸铝、防爆纤维、碳化硼粉按重量比为1.2∶2.8∶2.2∶3.8的混合物；防爆纤维为聚乙树脂、聚丙烯纤维混合物；超微粉为活性Al2O3超微粉、SiO2超微粉按重量比3.2∶2的混合物；减水剂为磺化三聚氰胺甲醛树脂(SM)。其它同实施例1。
实施例9一种防爆铁沟浇注料，以重量百分比计，原料组成见表3，其中防爆剂是铝粉、乳酸铝、防爆纤维、碳化硼粉按重量比为1.6∶3.6∶1.8∶2.2的混合物；防爆纤维为维尼纶、聚乙树脂、聚丙烯纤维等比例混合物；减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、聚氰胺类缩合物等比例混合物。其它同实施例1。
实施例10一种防爆铁沟浇注料，以重量百分比计，原料组成见表3，其中防爆剂是铝粉、乳酸铝、防爆纤维、碳化硼粉按重量比为2∶3∶1.9∶3的混合物；防爆纤维为聚丙烯纤维；超微粉为活性Al2O3超微粉、SiO2超微粉按重量比4.3∶2的混合物；减水剂为ADS、ADW混合物。其它同实施例1。
表2实施1～5的原料构成
表3实施5～10的原料构成
Claims (3)
1.一种防爆铁沟浇注料，其特征在于，所述浇注料含有如下原料成分：
所述防爆剂是铝粉、碱式乳酸铝、防爆纤维、碳化硼粉按重量比为1～2∶2.5～4∶1～2.5∶2～4的混合物，所述防爆纤维为维尼纶、尼龙、聚酯、聚乙烯、聚丙烯纤维中的至少一种，其直径为4～6μm，长度是3～6mm；所述超微粉为活性Al2O3超微粉、SiO2超微粉按重量比3～5∶2的混合物。
2.根据权利要求1所述的防爆铁沟浇注料，其特征在于，所述减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、聚氰胺类缩合物、磺酸盐甲醛缩合物、ADS、ADW中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的防爆铁沟浇注料，其特征在于，所述防爆铁沟浇注料按总原料重量的5～5.5％加水后浇注施工。
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