[發(fā)明專利]一種制備Fe-Sialon耐火原料的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910092569.4
• 申請日: 2009-09-18
• 公開（公告）號: CN101654369A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳博;黃朝暉;黃軍同;張健;劉艷改;房明浩
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學（北京）
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C21B7/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種制備Fe-Sialon耐火原料的新方法，這種Fe-Sialon耐火原料的粉體主要用于煉鐵高爐的炮泥耐火材料，屬于耐火材料原料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，帶動了各行各業(yè)對于鋼鐵的需求量，我國已是世界產(chǎn)鐵大國。2007年我國的鋼鐵產(chǎn)量達到48966萬噸，約占當年世界總產(chǎn)量的36.4％。近年來，高爐煉鐵發(fā)展中高爐容積趨向于大型化；全國各地對于鋼鐵行業(yè)的投資也越來越多，新建了許多新的鋼鐵企業(yè)，使得我國的鋼鐵產(chǎn)量逐年呈快速上升的趨勢。

近幾十年來，高爐技術(shù)得到飛速發(fā)展，高爐壽命也越來越長，具體方面新技術(shù)表現(xiàn)為：不同容積高爐均開始采用高風壓、高頂壓、高冶強、大風量和富氧噴吹等新技術(shù)，對于中小型高爐在強化冶煉后，日出鐵次數(shù)增加，絕大部分已由12次/日增加到15次/日，有的已增加到18次/日，并取消了放上渣工藝；高爐容量越來越大，普遍由原來的小高爐(300～1000m³)開始向大型高爐(2500m³以上)轉(zhuǎn)變；煉鐵質(zhì)量大大增加，高爐可以達到高產(chǎn)量和低耗能；高爐壽命也比以前大大增加，可以延長到15年以上。煉鐵高爐的使用狀況、生產(chǎn)率以及爐前的安全操作，很大程度上取決于出鐵口的維護和操作。

出鐵口是煉鐵高爐結(jié)構(gòu)中重要的部位之一。出鐵口的基本操作就是出渣出鐵。煉鐵高爐大型化趨勢以及中小型高爐在強化冶煉后，日出鐵次數(shù)增加等都導致了對高爐出鐵口炮泥用量和質(zhì)量的要求越來越高。

由于現(xiàn)今高爐煉鐵對高爐所用炮泥的質(zhì)量提出了更高的要求，炮泥已從過去單純的消耗性耐火材料轉(zhuǎn)向功能性耐火材料。為了滿足煉鐵高爐安全生產(chǎn)的要求，國內(nèi)外的研究人員都對如何提高炮泥質(zhì)量進行了多方面的攻關(guān)，以求更好的改善高爐出鐵口炮泥性能。

國內(nèi)外高性能炮泥普遍選擇優(yōu)質(zhì)非氧化物原料或人工合成原料作為炮泥的主材質(zhì)，同時采用新型結(jié)合劑和外加劑，來提高無水炮泥質(zhì)量和獲得穩(wěn)定的性能，使用時不僅能夠保證出鐵穩(wěn)定，出鐵時間長，而且炮泥單耗大為減少。

目前國內(nèi)外很多大中型煉鐵企業(yè)高爐所用炮泥在制備時普遍添加Fe-Si₃N₄原料，由于金屬鐵和氮化硅的引入，使得添加Fe-Si₃N₄的高爐炮泥不僅具有良好的抗侵蝕性和抗沖刷性，而且還具有梯度燒結(jié)功能使得開鐵口的過程比較容易。但是Fe-Si₃N₄目前生產(chǎn)工藝成本較高，能耗較大，導致價格較高，不利于其在高爐炮泥應(yīng)用中的推廣。

Sialon與Si₃N₄性質(zhì)相近，是Si₃N₄的Si原子和N原子同時分別被Al原子和O原子置換并保持電中性，形成的一種Si-Al-O-N固溶體。采用Sialon代替Fe-Si₃N₄中的Si₃N₄，可以生產(chǎn)得到成本低、性能優(yōu)良的Fe-Sialon耐火原料。

高鋁粉煤灰是在燃煤發(fā)電的工業(yè)中煤和煤矸石燃燒產(chǎn)物，并是我國排放量最大的工業(yè)廢料之一。近年來，我國的能源工業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，而燃煤發(fā)電在我國電力工業(yè)所占比重最大。電力工業(yè)的發(fā)展，隨之帶來了高鋁粉煤灰排放量的大量增加，給我國的經(jīng)濟建設(shè)以及生態(tài)環(huán)境造成了巨大的壓力。為了解決高鋁粉煤灰?guī)淼沫h(huán)境污染，我國研究人員也在一直研究如何綜合利用高鋁粉煤灰，減少環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容：

Fe-Sialon是一種新型的具有耐高溫、良好的抗氧化性和熱化學穩(wěn)定性的耐火材料原料，并具有梯度燒結(jié)功能。它主要用于煉鐵高爐的炮泥耐火材料、出鐵溝澆注料，還可以用于制備其它的耐高溫材料。本發(fā)明以鐵精礦粉、高鋁粉煤灰和焦炭粉等為主要原料，通過組分設(shè)計，根據(jù)所需耐火材料要求在合適的溫度制度下進行碳熱還原氮化燒結(jié)，冷卻后將產(chǎn)物破碎和磨細，可制備應(yīng)用于各種炮泥耐火材料的高性能Fe-Sialon耐火原料粉體。