[发明专利]一种延长脱硫喷枪寿命用的高强度浇注料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，尤其是针对炼钢厂脱硫喷枪用的高强度的耐火浇注料。

背景技术

在脱硫工艺操作中，喷枪边插入到铁水深处，边喷吹气体和粉料，工作一段时间后(一般为10-15分钟)拔出。因此，喷枪首先是间歇性操作，同时，喷吹的气体搅动了铁水，而铁水的搅动使喷枪耐火材料经受高温冲刷磨损，并且喷吹时枪体振动带来机械破坏作用，加上间歇式作业产生的温度的骤然变化，使喷枪浇注料的工作条件十分苛刻，易产生穿孔、开裂、熔损、剥落等现象，进而破坏枪体的芯管结构。另外，脱硫剂对喷枪的损毁也比较严重，这些处理剂在对铁水进行处理的同时，对喷枪耐火材料的损坏作用也极其严重，且大大加剧了熔渣对内衬浇注料的侵蚀，因此脱硫喷枪的使用寿命受到铁水成分含量以及处理剂的使用量、脱硫预处理时间等因素的影响也很大。

综上，喷枪耐材部分损毁主要是：熔剂和渣产生的熔损；热震产生的龟裂和剥落；喷吹气体和脱硫剂产生的磨损。

通过观察脱硫喷枪的损毁情况，我们认为脱硫喷枪的使用条件比较苛刻，脱硫喷枪的使用要求应从其结构和耐火材料两方面考虑。首先在其结构方面，其中枪体是由金属枪芯、喷吹口、枪芯锚固件与耐火材料覆盖层组成。本发明主要从喷枪所用耐火材料方面考虑：

(1)合理选择浇注料，通过与喷枪结构有机结合提高喷枪整体使用性能；

(2)脱硫喷枪浇注料在使用温度下进行良好的烧结，组织致密，足够的结合强度，以适应喷枪使用时的机械振动带来的损坏；

(3)浇注料应具有优良的热震稳定性，尽量减少温度的急剧变化使喷枪枪体产生裂纹；

(4)浇注料还应具有良好的高温体积稳定性，避免因高温受热后产生收缩裂缝、剥落；

(5)提高浇注料的抗侵蚀性，使浇注料能有效抵抗脱硫粉剂、熔渣等物质的侵蚀。

发明内容

本发明针对现有的脱硫喷枪的使用寿命较短问题，提供一种机械强度性能好的耐火浇注料。

本发明通过以下技术方案实现：

一种延长脱硫喷枪寿命用的高强度浇注料，由以下质量百分比的原料组成，红柱石：8-20%，莫来石：15-25%，焦宝石：20-35%，尖晶石：10-25%，SiC：4-8%，结合剂：10-20%，减水剂为上述原料总重量的0.04-0.12%。

所述原料的粒径红柱石为3-lmm、1-0.088mm；尖晶石、SiC的粒径分别为小于0.088mm的细粉；其余原料分别为8-5mm、5-3mm、3-lmm、1-0.088mm以及小于0.088mm的细粉。

所述结合剂为铝酸钙水泥或硅微粉或两者混合物。

所述铝酸钙水泥指的是Al₂O₃重量百分含量为69.5-70.5%的纯铝酸钙水泥。

所述减水剂为柠檬酸或柠檬酸钠或柠檬酸铵。

制备上述的高强度浇注料的方法，包括以下步骤：

按上述原料的质量百分比，

（1）将红柱石，莫来石，焦宝石，尖晶石，SiC与结合剂混合均匀，加入适量水，使之经充分搅拌混合后具有流动性；

（2）混合料放入整体振动的钢质胎膜中，用机械振动方法将耐火材料振动成型，常温放置24h后脱模，然后在15~25℃，养护不低于72h得到坯料，或在110℃干燥24h得到坯料；

（3）将步骤（2）坯料放入炉中烘烤，在500-1400℃保温三小时得到浇注料。

本发明有益效果：

通过对喷枪使用情况的了解，经过分析及研究，确定以Al₂O₃-SiO₂系材料作为喷枪用浇注料的基本体系。

一、选择焦宝石、莫来石作为喷枪浇注料的主要原料。选择红柱石作为膨胀剂，尖晶石和SiC细粉为复合添加剂应用于浇注料。并且采用多级配料，增加浇注料的结合能力。

二、基质部分采用低水泥结合技术。由于耐火材料的主要高温性能取决于结合基质的性能，因此，我们在选择喷枪浇注料的基质组成时，除采用以上材料配合使用外，同时应用低水泥结合技术，充分利用超微粉的特性，使浇注料不但有良好的常温性能，而且具有较高的中、高温强度。并且在基质组分中添加了减水剂等材料来改善浇注料的性能。

三、粒度组成。由于喷枪浇注料覆盖在枪芯结构件上，其覆盖层较薄，因此，浇注料的临界力度不能太大，我们选择实验料的临界粒度为8mm。并且在多级配料时，选择五级配料，目的是使浇注料的结构适应热震稳定性的要求。

附图说明