[發明專利]一種冶煉鎳鐵的礦熱爐用耐火澆注料及制備方法

無效

• 申請號: 201210163667.4
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN102674860A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 廖桂華;丁達富;張玫;張新愛;曹欽存
• 申請（專利權）人: 洛陽理工學院
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 李宗虎

技術領域

本發明涉及一種不定形耐火材料，具體的說是一種冶煉鎳鐵的礦熱爐用耐火澆注料及制備方法。

背景技術

鎳是一種重要的戰略物質，從2005年開始，中國已取代日本成為世界上鎳消費量最大的國家。目前，品位高的硫化鎳礦資源日趨枯竭，而占鎳儲量70%?的低品位氧化鎳礦(?紅土鎳礦)?資源豐富，開采成本低，可用以生產氧化鎳、鎳锍、鎳鐵等多種中間產品。因此，近年來紅土鎳礦資源的利用比例呈迅速上升趨勢，我國于2008年組織實施的“重大產業技術開發專項”中，就包含了開發“高效利用低品位紅土鎳礦關鍵技術”。?可見，開發紅土鎳礦高效利用技術，是我國鎳工業發展的必然趨勢。

紅土鎳礦處理工藝主要有濕法冶煉和火法冶煉兩種，但目前世界范圍內比較成熟的工藝仍以火法冶煉為主，其產品通常是鎳含量不等的鎳鐵合金，可用作生產不銹鋼、結構鋼的重要原料。目前，我國鎳鐵冶煉主要采用高爐法和電爐（礦熱爐）法兩種工藝。但高爐冶煉工藝具有原料適應性差；鎳鐵品位低、質量難以滿足煉鋼要求；焦比高、能耗大；環境污染嚴重等缺點。相比而言，礦熱爐冶煉工藝則在這些方面具有較大優勢。所以，隨著我國節能降耗、淘汰落后產能政策的實施，自2006年以來礦熱爐已逐漸成為采用紅土鎳礦冶煉鎳鐵產品的主流設備。因此，礦熱爐內襯材料的使用壽命對于鎳鐵生產企業的節能降耗和經濟效益顯然具有十分重要的意義。

用于冶煉紅土鎳礦生產鎳鐵合金的礦熱爐，目前其爐底工作襯材料的使用主要有兩種情況。一是使用定形制品，如碳磚、鎂碳磚等，二是使用不定形耐火材料，通常采用干式鎂質搗打料（主要由合成鎂鈣鐵砂配成）。在第一種情況下，不但磚的砌筑施工勞動強度大，施工慢，而且由于鎳鐵熔體比重大（約為7.9），粘度低，滲透性強，極易與碳反應，破壞磚體組織結構，并滲入磚縫向下侵蝕，直至拱起碳磚使之漂浮碎裂，導致爐襯的使用壽命很短，嚴重者只能維持一個月左右，就出現爐底被燒穿的情況。使用干式鎂質搗打料作工作襯，雖然情況已有很大改觀，但爐襯壽命仍然不夠理想，大多在6~12個月左右。其原因在于：（1）干式搗打料施工后形成的襯體致密度低，一旦表面燒結層因熱震產生裂紋后，更有利于比重極大的鎳鐵熔體滲透侵蝕。（2）合成鎂鈣鐵砂的低熔點相含量較高，在鎳鐵冶煉溫度下生成的液相量較多，從而造成襯體的抗侵蝕性降低。（3）干式搗打料的施工性能很難確保襯體密度的均勻性，容易形成過于疏松的局部襯體，從而埋下局部滲透侵蝕很快、發生穿爐的隱患。另外，干式搗打料施工效率低，勞動強度大，且施工時粉塵大、污染環境。

發明內容

本發明為解決現有生產鎳鐵合金的礦熱爐的耐火材料存在的爐襯壽命不理想的問題，延長礦熱爐爐底及矮墻部分工作襯的使用壽命，本發明提供了一種冶煉鎳鐵的礦熱爐用耐火澆注料及制備方法。

本發明為解決上述技術問題采用的技術方案為：一種冶煉鎳鐵的礦熱爐用耐火澆注料，按照重量比，由73-80份的電熔鎂砂、9-12份的鎂鉻尖晶石細粉、2-3份的結合劑、4-6份的氧化鉻粉、3-4份的鐵紅粉、1-2份的氧化硅微粉和0.38份的外加劑組成；所述的結合劑為三氧化二鋁含量為55%的鋁酸鈣水泥；所述的外加劑由0.18份的減水劑和0.2份的緩凝劑組成；

所述的減水劑為六偏磷酸鈉或三聚磷酸鈉。

所述的電熔鎂砂的粒徑小于8mm，鎂鉻尖晶石細粉、氧化鉻粉和鐵紅粉的粒徑均小于0.074mm，結合劑的粒徑小于0.088mm，氧化硅微粉的粒徑小于5微米。

該冶煉鎳鐵的礦熱爐用耐火澆注料的制備方法為：按重量比，取4-6份粒徑小于0.074mm的氧化鉻粉、3-4份粒徑小于0.074mm的鐵紅粉和9-12份粒徑小于0.074mm的鎂鉻尖晶石細粉預先混合均勻后，再與73-80份粒徑小于8mm的電熔鎂砂、2-3份的粒徑小于0.088mm的鋁酸鈣水泥細粉、1-2份粒徑小于5微米的氧化硅微粉、0.18份的減水劑和0.2份的緩凝劑充分混合均勻，即制得成品。

本發明制得的耐火澆注料在使用時，將耐火澆注料倒入強制式攪拌機中，再加入耐火澆注料重量5-7%的清潔水，攪拌均勻后即可進行澆注。

本發明中，氧化鉻粉為抗侵蝕劑，鐵紅粉為助燒結劑，氧化硅微粉的作用在于改善澆注料的施工性能，緩凝劑選用檸檬酸鈉。