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CN116082024A - 一种免烘烤高炉出铁沟捣打料、制备方法及其应用 - Google Patents

一种免烘烤高炉出铁沟捣打料、制备方法及其应用 Download PDF

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CN116082024A
CN116082024A CN202211373783.9A CN202211373783A CN116082024A CN 116082024 A CN116082024 A CN 116082024A CN 202211373783 A CN202211373783 A CN 202211373783A CN 116082024 A CN116082024 A CN 116082024A
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China
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powder
silicon carbide
ramming mass
black
blast furnace
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丁见鹏
孟宪章
郭强
段大福
童武兵
姜世会
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Original Assignee
Pangang Metallurgical Material Co ltd
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Abstract

本发明提供了一种免烘烤高炉出铁沟捣打料、制备方法及其应用，所述捣打料包括骨料、粉料和结合剂，所述骨料包括不同粒度级配的墨钢玉和铝碳化硅碳废旧回收料；所述粉料包括特级矾土粉、94碳化硅和自制合金粉；其中，所述自制合金粉包括氮化硅铁粉、白泥粉、煅烧α‑氧化铝微粉、硅微粉、石墨粉和炭黑分散剂。本发明的免烘烤捣打料中的骨料使用铝碳化硅碳废旧料和墨钢玉，骨料级配合理，辅以特级矾土粉325目、94碳化硅180目、氮化硅铁粉、白泥粉、煅烧α‑氧化铝微粉、硅微粉、石墨粉和炭黑分散剂，所得免烘烤捣打料具有较好的抗熔渣侵蚀性和抗氧化能力，重烧体积变化小，耐急冷急热性强，不产生裂纹，可以满足长达15天高炉出铁使用的需求。

Description

一种免烘烤高炉出铁沟捣打料、制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及耐火材料技术领域，特别涉及一种免烘烤高炉出铁沟捣打料、制备方法及其应用。
背景技术
高炉出铁沟通常采用的耐火材料大多为Al2O3-SiC-C系列，一般由致密刚玉、亚白刚玉、棕刚玉、特级高铝矾土熟料、碳化硅、鳞片石墨、各种微粉与结合剂、外加剂等配制而成。这些高品位原材料储量有限，这使得用来生产高炉出铁沟的耐火材料成本较高。此外，现有的高炉出铁沟浇注材料多数使用的低水泥耐火浇注料，其浇注的铁沟必须经过养护硬化、烘烤干燥等过程才能使用，出铁沟从开始浇注到投入使用需要很长时间。
捣打料构筑高炉出铁沟内村时，因为捣打料采用树脂结合，捣打施工后不必烘烤或略加短时间烘烤即可立即直接过铁水。然而，一般出铁沟的浇注料使用时间为15天左右，使用廉价的材料制备高性能的免烘烤高炉出铁沟捣打料尤为重要。炼钢企业其它部分的炼铁设备所用的耐火材料的成分与高炉出铁沟接近，当这些设备需要拆除时将收集到的废旧耐火材料进行利用，可减少环境污染，提高材料的附加值。
一些现有技术，例如，CN104276827A公开了一种用于高炉出铁沟的再生捣打料及其制备方法，其再生捣打料包括包括55-70wt％的ASC质再生料、10-20wt％的棕刚玉细粉、2-6wt％的板状刚玉细粉、1-8wt％的碳化硅颗粒、5-10wt％的碳化硅细粉、2-6wt％的硅细粉和0.01-1wt％的铝细粉，外加所述再生捣打料4-7wt％的热固性酚醛树脂。此再生捣打料节约了高品位原材料，节约了成本。但缺少重烧线的测试。
利用废旧耐火材料为主要成分得到强度高并具有高抗侵蚀性的高炉出铁沟捣打料仍然是很有必要的。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种免烘烤捣打料，所述捣打料包括骨料、粉料和结合剂，
所述骨料包括不同粒度级配的墨钢玉和铝碳化硅碳废旧回收料；所述粉料包括特级矾土粉、94碳化硅和自制合金粉；
其中，所述自制合金粉包括氮化硅铁粉、白泥粉、煅烧α-氧化铝微粉、硅微粉、石墨粉和炭黑分散剂。
进一步地，所述捣打料中的骨料与粉料以质量百分比计，包括以下组分的原料，
墨钢玉粒度5-10mm：23-27％，墨钢玉粒度3-5mm：10-14％，墨钢玉粒度1-3mm：8-12％，墨钢玉粒度0-1mm：8-12％；
铝碳化硅碳废旧料粒度0-5mm：13-17％；
特级矾土粉325目：7-9.5％；
94碳化硅180目：7-11％；
氮化硅铁粉：1-2％，白泥粉：1-2％，煅烧α-氧化铝微粉：1-3％，硅微粉：1-2％，石墨粉：1-1.5％，炭黑分散剂：0.1-0.3％。
进一步地，所述不同粒度级配的墨钢玉的制备方法包括，
将电熔钒铁矿石制备五氧化二钒的副产物含钒铁钢玉渣和工业氧化铝以电熔冶炼得到墨钢玉；
将墨钢玉粉碎筛分得到不同粒度级配的墨钢玉。
进一步地，所述结合剂质量占骨料和粉料总质量的6-7％。
进一步地，所述结合剂为液体酚醛树脂。
本发明也提供了上述的捣打料制备方法，所述方法包括，
将不同粒度级配的墨钢玉和铝碳化硅碳废旧回收料混合后混碾；
随后加入结合剂再次混碾；
最后加入特级矾土粉、94碳化硅、氮化硅铁粉、白泥粉、煅烧α-氧化铝微粉、硅微粉、石墨粉和炭黑分散剂继续混碾得到免烘烤高炉出铁沟捣打料。
进一步地，所述混碾时间为10-20min。
本发明还提供了上述的捣打料应用，将所述捣打料应用于高炉出铁沟的沟衬材料。
进一步地，所述应用包括，
将出铁沟沟衬清理干净，随后将所述的捣打料铺放在干净的出铁沟沟衬上；
捶打所述的捣打料使其结合在干净的出铁沟沟衬上。
相对于现有技术，本发明具有以下的有益效果：
本发明的免烘烤捣打料中的骨料使用铝碳化硅碳废旧料和成本低的墨钢玉，骨料级配合理，辅以特级矾土粉325目、94碳化硅180目、氮化硅铁粉、白泥粉、煅烧α-氧化铝微粉、硅微粉、石墨粉和炭黑分散剂，所得免烘烤捣打料具有较好的抗熔渣侵蚀性和抗氧化能力，重烧体积变化小，耐急冷急热性强，不产生裂纹。
本发明提供的免烘烤高炉出铁沟捣打料，采用现场直接捣打，方便快捷，无需现场搅拌振动浇注成型，性能良好，具有竞争力，可以满足长达15天高炉出铁使用的需求。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的步骤或流程来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例6的免烘烤高炉出铁沟捣打料抗含钒铁渣的侵蚀效果图；
图2示出了本发明将实施例6的免烘烤高炉出铁沟捣打应用在高炉出铁沟衬使用后的效果图。
具体实施方式
本发明的设计构思是根据廉价的工业原料和废旧料作为免烘烤高炉出铁沟捣打料的骨料成分，调控骨料级配和粉料的配比，加之液体酚醛树脂作为结合剂，得到性能优异的免烘烤高炉出铁沟捣打料。
为此，本发明提供了一种免烘烤高炉出铁沟捣打料，所述骨料包括不同粒度级配的墨钢玉和铝碳化硅碳废旧回收料；
所述粉料包括特级矾土粉、94碳化硅和自制合金粉；
其中，所述自制合金粉包括氮化硅铁粉、白泥粉、煅烧α-氧化铝微粉、硅微粉、石墨粉和炭黑分散剂。
在本发明中，所述捣打料中的骨料与粉料以质量百分比计，包括以下组分的原料，
墨钢玉粒度5-10mm：23-27％，墨钢玉粒度3-5mm：10-14％，墨钢玉粒度1-3mm：8-12％，墨钢玉粒度0-1mm：8-12％；
铝碳化硅碳废旧料粒度0-5mm：13-17％；
特级矾土粉325目：7-9.5％；
94碳化硅180目：7-11％；
氮化硅铁粉：1-2％，白泥粉：1-2％，煅烧α-氧化铝微粉：1-3％，硅微粉：1-2％，石墨粉：1-1.5％，炭黑分散剂：0.1-0.3％。
在本发明中，所述结合剂质量占骨料和粉料总质量的6-7％；优选地，结合剂质量占骨料和粉料总质量的6％；优选地，所述结合剂为液体酚醛树脂。
本发明还提供了上述的捣打料制备方法，所述方法包括，
将不同粒度级配的墨钢玉和铝碳化硅碳废旧回收料混合后混碾；
随后加入结合剂再次混碾；
最后加入特级矾土粉、94碳化硅、氮化硅铁粉、白泥粉、煅烧α-氧化铝微粉、硅微粉、石墨粉和炭黑分散剂继续混碾得到免烘烤高炉出铁沟捣打料。
具体地，所述混碾时间为10-20min。
本发明还提供了上述的捣打料应用，将所述捣打料应用于高炉出铁沟的沟衬材料。
具体地，所述应用包括，
将出铁沟沟衬清理干净，随后将所述的捣打料铺放在干净的出铁沟沟衬上；
捶打所述的捣打料使其结合在干净的出铁沟沟衬上。
需要说明的是，在本发明中墨钢玉为冶炼钒铁所产生的副产物钢玉渣与工业氧化铝电熔冶炼得到的一种钢玉质耐火原料，其主要化学成分为：Al2O3：89.45％，CaO：8.02％，MgO：3.46％，Fe2O3：0.58％，SiO2％：0.04％。在本发明中，不同粒度级配的墨钢玉的制备方法包括，将电熔钒铁矿石制备五氧化二钒的副产物含钒铁钢玉渣和工业氧化铝以电熔冶炼得到墨钢玉；将墨钢玉粉碎筛分得到不同粒度级配的墨钢玉。铝碳化硅碳废旧料为铁水罐用后拆除的铝碳化硅碳砖，其主要化学成分为：Al2O3：64.12％、SiC+C：15.70％、SiO2：14.72％、灼减：5.46％。其它提及的组分均为本领域常用原料。
下面将结合本发明具体实施例和说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中液体酚醛树脂均为骨料(不同粒度级配的墨钢玉和铝碳化硅碳废旧回收料)和粉料(特级矾土粉、94碳化硅和自制合金粉)总质量的6％。
实施例1
一种免烘烤高炉出铁沟捣打料制备方法，以质量百分比计，包括，
步骤1、称取墨钢玉粒度5-10mm：23％，墨钢玉粒度3-5mm：14％，墨钢玉粒度1-3mm：12％，墨钢玉粒度0-1mm：12％，铝碳化硅碳废旧料粒度0-5mm：15％，液体酚醛树脂，特级矾土粉325目：7.5％，94碳化硅180目：7.2％，氮化硅铁粉：2％，白泥粉：1％，煅烧α-氧化铝微粉：3％，硅微粉：2％，石墨粉：1％，炭黑分散剂：0.3％；
步骤2、将不同粒度级配的墨钢玉和铝碳化硅碳废旧回收料置入混碾机在25r/min混合10min；然后再加入液体酚醛树脂，继续混合10min；最后将矾土粉、94碳化硅、氮化硅铁粉、白泥粉、煅烧α-氧化铝微粉、硅微粉、石墨粉和炭黑分散剂倒入混碾机中混合20min，得到免烘烤高炉出铁沟捣打料。
实施例2
一种免烘烤高炉出铁沟捣打料制备方法，以质量百分比计，包括，
步骤1、称取墨钢玉粒度5-10mm：24％，墨钢玉粒度3-5mm：13％，墨钢玉粒度1-3mm：10％，墨钢玉粒度0-1mm：10％，铝碳化硅碳废旧料粒度0-5mm：17％，液体酚醛树脂，特级矾土粉325目：9.2％，94碳化硅180目：9％，氮化硅铁粉：1％，白泥粉：1％，煅烧α-氧化铝微粉：2％，硅微粉：2％，石墨粉：1.5％，炭黑分散剂：0.3％；
步骤2、将不同粒度级配的墨钢玉和铝碳化硅碳废旧回收料置入混碾机在25r/min混合10min；然后再加入液体酚醛树脂，继续混合10min；最后将矾土粉、94碳化硅、氮化硅铁粉、白泥粉、煅烧α-氧化铝微粉、硅微粉、石墨粉和炭黑分散剂倒入混碾机中混合20min，得到免烘烤高炉出铁沟捣打料。
实施例3
一种免烘烤高炉出铁沟捣打料制备方法，以质量百分比计，包括，
步骤1、称取墨钢玉粒度5-10mm：25％，墨钢玉粒度3-5mm：13％，墨钢玉粒度1-3mm：11％，墨钢玉粒度0-1mm：11％，铝碳化硅碳废旧料粒度0-5mm：15％，液体酚醛树脂，特级矾土粉325目：7.7％，94碳化硅180目：9％，氮化硅铁粉：1％，白泥粉：1％，煅烧α-氧化铝微粉：3％，硅微粉：2％，石墨粉：1％，炭黑分散剂：0.3％；
步骤2、将不同粒度级配的墨钢玉和铝碳化硅碳废旧回收料置入混碾机在25r/min混合10min；然后再加入液体酚醛树脂，继续混合10min；最后将矾土粉、94碳化硅、氮化硅铁粉、白泥粉、煅烧α-氧化铝微粉、硅微粉、石墨粉和炭黑分散剂倒入混碾机中混合20min，得到免烘烤高炉出铁沟捣打料。
实施例4
一种免烘烤高炉出铁沟捣打料制备方法，以质量百分比计，包括，
步骤1、称取墨钢玉粒度5-10mm：26％，墨钢玉粒度3-5mm：10％，墨钢玉粒度1-3mm：12％，墨钢玉粒度0-1mm：11％，铝碳化硅碳废旧料粒度0-5mm：14％，液体酚醛树脂，特级矾土粉325目：7.2％，94碳化硅180目：10％，氮化硅铁粉：2％，白泥粉：1％，煅烧α-氧化铝微粉：2％，硅微粉：2％，石墨粉：1.5％，炭黑分散剂：0.3％；
步骤2、将不同粒度级配的墨钢玉和铝碳化硅碳废旧回收料置入混碾机在25r/min混合10min；然后再加入液体酚醛树脂，继续混合10min；最后将矾土粉、94碳化硅、氮化硅铁粉、白泥粉、煅烧α-氧化铝微粉、硅微粉、石墨粉和炭黑分散剂倒入混碾机中混合20min，得到免烘烤高炉出铁沟捣打料。
实施例5
一种免烘烤高炉出铁沟捣打料制备方法，以质量百分比计，包括，
步骤1、称取墨钢玉粒度5-10mm：27％，墨钢玉粒度3-5mm：14％，墨钢玉粒度1-3mm：8％，墨钢玉粒度0-1mm：8％，铝碳化硅碳废旧料粒度0-5mm：17％，液体酚醛树脂，特级矾土粉325目：7.7％，94碳化硅180目：8％，氮化硅铁粉：2％，白泥粉：2％，煅烧α-氧化铝微粉：3％，硅微粉：2％，石墨粉：1％，炭黑分散剂：0.3％；
步骤2、将不同粒度级配的墨钢玉和铝碳化硅碳废旧回收料置入混碾机在25r/min混合10min；然后再加入液体酚醛树脂，继续混合10min；最后将矾土粉、94碳化硅、氮化硅铁粉、白泥粉、煅烧α-氧化铝微粉、硅微粉、石墨粉和炭黑分散剂倒入混碾机中混合20min，得到免烘烤高炉出铁沟捣打料。
实施例6
一种免烘烤高炉出铁沟捣打料制备方法，以质量百分比计，包括，
步骤1、称取墨钢玉粒度5-10mm：27％，墨钢玉粒度3-5mm：12％，墨钢玉粒度1-3mm：11％，墨钢玉粒度0-1mm：11％，铝碳化硅碳废旧料粒度0-5mm：13％，液体酚醛树脂，特级矾土粉325目：7.2％，94碳化硅180目：10％，氮化硅铁粉：2％，白泥粉：1％，煅烧α-氧化铝微粉：2％，硅微粉：2％，石墨粉：1.5％，炭黑分散剂：0.3％；
步骤2、将不同粒度级配的墨钢玉和铝碳化硅碳废旧回收料置入混碾机在25r/min混合10min；然后再加入液体酚醛树脂，继续混合10min；最后将矾土粉、94碳化硅、氮化硅铁粉、白泥粉、煅烧α-氧化铝微粉、硅微粉、石墨粉和炭黑分散剂倒入混碾机中混合20min，得到免烘烤高炉出铁沟捣打料。
实施例7
一种免烘烤高炉出铁沟捣打料应用，包括，
步骤1、将出铁沟沟衬清理干净，随后将免烘烤高炉出铁沟捣打料铺放在干净的出铁沟沟衬上；
步骤2、捶打免烘烤高炉出铁沟捣打料使其紧密结合在干净的出铁沟沟衬上。
其中，免烘烤高炉出铁沟捣打料为实施例1～6制备的免烘烤高炉出铁沟捣打料中的任意一种。
测试例
某炼铁厂出铁沟捣打料的使用要求如表1所示。
表1某炼铁厂出铁沟捣打料的使用要求
Figure BDA0003925666940000081
为了获得实施例1～6制备的免烘烤高炉出铁沟捣打料的性能，将其制成标准试块后测试了物理性能，这些检测根据炼铁厂使用要求进行检测，测试结果如表2所示。
表2实施例1～6制备的免烘烤高炉出铁沟捣打料的性能测试结果
Figure BDA0003925666940000091
从表2的测试结果可以看出本发明实施例制备的免烘烤高炉出铁沟捣打料符合出铁沟技术要求。
图1示出了实施例6的免烘烤高炉出铁沟捣打料的试块在1450℃的含钒铁渣下3h的抗侵蚀效果图。图1实施例6的熔渣侵蚀较薄、抗高炉铁渣的侵蚀能力较好。
图2示出了将实施例6的免烘烤高炉出铁沟捣打料应用在高炉出铁沟衬使用15天后的效果图，结果表明本发明实施例6的免烘烤高炉出铁沟捣打料可以满足长达15天高炉出铁的需求。
综上所述，本发明根据廉价的工业原料和废旧料作为免烘烤高炉出铁沟捣打料的骨料成分，调控骨料级配和粉料的配比，加之液体酚醛树脂作为结合剂，所得免烘烤高炉出铁沟捣打料，其强度、重烧线变化与抗侵蚀效果良好，既满足施工要求，亦可满足出铁使用。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种免烘烤高炉出铁沟捣打料，其特征在于，所述捣打料包括骨料、粉料和结合剂，
所述骨料包括不同粒度级配的墨钢玉和铝碳化硅碳废旧回收料；所述粉料包括特级矾土粉、94碳化硅和自制合金粉；
其中，所述自制合金粉包括氮化硅铁粉、白泥粉、煅烧α-氧化铝微粉、硅微粉、石墨粉和炭黑分散剂。
2.根据权利要求1所述的捣打料，其特征在于，所述捣打料中的骨料与粉料以质量百分比计，包括以下组分的原料，
墨钢玉粒度5-10mm：23-27％，墨钢玉粒度3-5mm：10-14％，墨钢玉粒度1-3mm：8-12％，墨钢玉粒度0-1mm：8-12％；
铝碳化硅碳废旧料粒度0-5mm：13-17％；
特级矾土粉325目：7-9.5％；
94碳化硅180目：7-11％；
氮化硅铁粉：1-2％，白泥粉：1-2％，煅烧α-氧化铝微粉：1-3％，硅微粉：1-2％，石墨粉：1-1.5％，炭黑分散剂：0.1-0.3％。
3.根据权利要求1或2所述的捣打料，其特征在于，所述不同粒度级配的墨钢玉的制备方法包括，
将电熔钒铁矿石制备五氧化二钒的副产物含钒铁钢玉渣和工业氧化铝以电熔冶炼得到墨钢玉；
将墨钢玉粉碎筛分得到不同粒度级配的墨钢玉。
4.根据权利要求1所述的捣打料，其特征在于，所述结合剂质量占骨料和粉料总质量的6-7％。
5.根据权利要求4所述的捣打料，其特征在于，所述结合剂为液体酚醛树脂。
6.一种权利要求1～5任一项所述的捣打料制备方法，其特征在于，所述方法包括，
将不同粒度级配的墨钢玉和铝碳化硅碳废旧回收料混合后混碾；
随后加入结合剂再次混碾；
最后加入特级矾土粉、94碳化硅、氮化硅铁粉、白泥粉、煅烧α-氧化铝微粉、硅微粉、石墨粉和炭黑分散剂继续混碾得到免烘烤高炉出铁沟捣打料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述混碾时间为10-20min。
8.一种权利要求1～5任一项所述的捣打料应用，其特征在于，将所述捣打料应用于高炉出铁沟的沟衬材料。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用包括，
将出铁沟沟衬清理干净，随后将所述的捣打料铺放在干净的出铁沟沟衬上；
捶打所述的捣打料使其结合在干净的出铁沟沟衬上。
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