[发明专利]一种高炉复合内衬材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料领域，涉及一种高炉的冷却和内衬部件，提供了一种高炉新型复合内衬材料的制备方法，工艺简单易于控制。

背景技术

高炉长寿，不仅是钢铁联合企业保持生产稳定均衡的需要，也是降低生产成本、提高市场竞争力的需要，因此，高炉长寿是世界各国炼铁工作者最关心的问题之一。当代高炉寿命主要取决于炉身下部(包括炉腰和炉腹)。炉身下部主要受到上升煤气流的摩擦和冲刷作用，受到初渣的侵蚀，碳素沉积，炉料中碱金属和其他有害金属的破坏。碳素沉积是指煤气沿着砌缝和炉衬自身的透气孔侵入砖衬中，在适宜的温度400-800℃下，分解成二氧化碳和析出碳，这种成丝状的碳会在适宜条件下无限扩展，致使砖衬结构松散、强度下降、龟裂而破坏。如砖衬中含有三氧化二铁，则象催化剂一样，使其方解和析出更严重。这是炉身下部砖衬遭破坏的重要原因之一。炉料中的碱金属氧化物会与砖衬形成低熔点化合物，使之更易磨损，碱金属与焦炭形成的氰化物渗人砖中，形成固体碳破坏砖衬，另外，碱金属化合物会影响砖衬强度，氟化合物强烈侵蚀砖衬。因此，在高炉冶炼中，炉腹、炉腰和炉身下部是冲刷磨损、热负荷最大，化学侵蚀最严重的部位，砖衬的侵蚀最快，一般只能维持6个月左右，最多也只能维持1年。砖衬侵蚀掉以后便完全依靠冷却设备维持生产。当冷却设备大量破损时(一般在开炉2年以后)，便会向炉内大量漏水，使炼铁生产的焦比升高。大量漏水后如果处理不及时，还会造成重大事故(炉缸冻结或铁口来水后出铁发生爆炸)。同时，冷却设备向炉内漏水，还会氧化高炉内衬的炭质材料，导致炉缸炭质材料内衬层提前损坏。当破损的冷却设备被迫关水，断水后，便会很快被烧掉，导致炉壳失去保护发生变形、开裂。当外部打水也难以维持安全生产时，就需要被迫进行大、中修。由此看来，高炉的使用寿命在很大程度上取决于冷却设备的使用寿命。

高炉炉身下部这部分的砖衬必须抗热震性好、耐高温，抗碱性好，抗炉渣侵蚀能力强，耐磨，抗氧化、热导性好。目前，这个部位用的耐火材料主要有：高铝砖、浸渍磷酸盐的粘土砖、刚玉砖、铝碳砖、氮化硅或氮化硅结合的碳化硅砖、石墨-碳化硅砖、碳砖等，但都不可避免的会出现松动和贯通缝的问题。

发明内容

本发明目的是为适应高炉炉身下部的工作条件，提供一种抗热震性好、耐高温，抗碱性好，抗炉渣侵蚀能力强，耐磨，抗氧化、热导性好的复合炉衬，延长炉衬的使用寿命，为炉体提供优良的保温性能，提高节能效果。

一种高炉复合内衬材料的制备方法，其特征是采用整体浇注成型的方法制备复合炉衬，以高铝矾土熟料、碳化硅、金属硅粉、硅灰、人造石墨为主要原料，以CA50耐火水泥为结合剂，加入适量外加剂，混练适量时间后，将浆料注入相关模具中成型，养护数日后，经脱模、烘烤即得到本发明的Al₂O₃-SiC-C复合内衬材料。工艺流程如下：

1、所用骨粉料化学配方及颗粒级配为：(重量％)

高铝矾土熟料：Al₂O₃≥84％，3-1.43mm，粗骨料，27-35％

1.43-0.45mm，中骨料，3-7％

0.45-0.088mm，细骨料，17-25％

＜0.088mm，粉料，5-9％

碳化硅：SiC≥90％，3-1.43mm，粗骨料，6-12％

1.43-0.45mm，中骨料，1-4％

0.45-0.088mm，细骨料，2-6％

＜0.088mm，粉料，1-3％

CA50耐火水泥：Al₂O₃≥55％，＜0.088mm，粉料，5-12％

金属硅粉：Si≥97％，＜0.088mm，粉料，3-7％

硅灰：SiO₂≥92％，＜0.088mm，粉料，1-5％

人造石墨：＜0.088mm，粉料，2-7％

2、以所有固体粉料为基准加入外加剂和水，外加剂类别及外加量：(重量％)三聚磷酸钠(STP)+聚丙烯酸钠(PAANa)：0.05-0.15％+0.01-0.1％或STP+萘系减水剂(NTD)：0.05-0.15％+0.01-0.1％或STP：0.05-0.3％水：5-15％

3、将1与2中的骨粉料与外加剂充分混合均匀；