[發(fā)明專利]一種燃?xì)鉄o焦沖天爐爐床專用耐火球及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410446584.5
• 申請日: 2014-09-04
• 公開（公告）號: CN104211418A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李強(qiáng);李明弟;陳舉欣;李大勇
• 申請（專利權(quán)）人: 李明弟
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鑄鐵熔煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燃?xì)鉄o焦沖天爐爐床專用耐火球及制備方法。?

背景技術(shù)

燃?xì)鉄o焦沖天爐是一種以天然氣、焦?fàn)t煤氣、液化氣等為燃料的熔煉設(shè)備。現(xiàn)代燃?xì)鉄o焦沖天爐爐體結(jié)構(gòu)（如圖1所示），主要由燃燒室、水冷爐柵和耐火床構(gòu)成，其中耐火床是由3-6層直徑120-150mm的耐火球（亦稱陶瓷球）組成，功能類似于傳統(tǒng)沖天爐的底焦（除本身不參加燃燒外），主要起蓄熱、熱傳導(dǎo)、鐵水過熱和支撐爐料作用，構(gòu)成了燃?xì)鉄o焦沖天爐的熔化帶（耐火床上方100-200mm范圍內(nèi)）和過熱帶（耐火床高度400-600mm）。在熔煉過程中，要保持耐火球一定高度（增加鐵水過熱時間），在每批鐵料中要加入一定量的耐火球，以抵消因耐火球的消耗對耐火爐床高度的影響。?

燃?xì)鉄o焦沖天爐爐床專用耐火球與其它場合使用的耐火材料不同，它整體被連續(xù)侵泡在高溫爐氣、鐵水和熔渣中，工作溫度高達(dá)1600-1750℃（甚至更高），不但要承受高溫燃?xì)饬鳌㈣F水和熔渣的沖刷和侵蝕，同時還要承受爐料料柱壓力和加料時爐料的沖擊力。因此，耐火球必須具有更高的耐火度、蓄熱與傳導(dǎo)能力、抗腐蝕（化學(xué)穩(wěn)定性）和抗壓強(qiáng)度（尤其是高溫抗壓強(qiáng)度）。?

目前，國內(nèi)外非常注重燃?xì)鉄o焦沖天爐熔煉技術(shù)研究，耐火球材質(zhì)也有不少應(yīng)用和研究，總結(jié)有以下幾類：（1）直接借用相對成熟的工業(yè)熱交換器或工業(yè)爐用耐火球材料，如美國燃?xì)鉀_天爐專利（專利號：US5224985），中國專利（CN101475365A）一種無焦沖天爐陶瓷球及其制備方法等，因?yàn)楣r條件差別較大，耐火、導(dǎo)熱、耐腐蝕性和燒結(jié)成本較高等原因難以滿足要求；（2）碳素耐火材料制備或用炭床代替耐火球，如中國專利（CN103242050A），中國專利（CN203203381U）公開的一種爐柵式天然氣沖天爐炭質(zhì)換熱床和（CN201514097U）炭床天然氣沖天爐等，因燃?xì)馊紵a(chǎn)生大量CO₂，會發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生大量CO，一方面會消耗大量熱量或帶來安全隱患，另一方面會使球耗量增加，鐵水質(zhì)量降低，成本增加；（3）耐火材料基料搭配不合理，不能解決蓄熱和傳導(dǎo)兼顧的技術(shù)，難以滿足較高的耐火、抗蝕和抗壓等綜合性能要求。?

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題與諸多不足，本發(fā)明提供了一種燃?xì)鉄o焦沖天爐爐床專用耐火球及制備方法。該耐火球以氧化鋁、碳化硅粉為基料，純鋁酸鈣水泥為結(jié)合劑，以金屬鋁粉、硼酸和三聚磷酸鈉為復(fù)合添加劑，借助基料、結(jié)合劑和復(fù)合添加劑的化學(xué)特性，采用常溫水中硬化和使用過程中爐溫自行燒結(jié)的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，可以獲得一種蓄熱與熱傳導(dǎo)兼顧，耐火、抗蝕、抗壓綜合性能優(yōu)良的現(xiàn)代燃?xì)鉄o焦沖天爐爐床專用耐火球。?

本發(fā)明采取的具體技術(shù)方案是：一種燃?xì)鉄o焦沖天爐爐床專用耐火球，按重量份計(jì)，其組成為氧化鋁粉75-80%，碳化硅粉13-15%，純鋁酸鈣水泥6-8%，復(fù)合添加劑1-2%。?

為了保證各種原料的有效含量和質(zhì)量，本發(fā)明所述的氧化鋁中Al₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)>90%，粒度900-1600目；碳化硅中SiC質(zhì)量分?jǐn)?shù)>90%，粒度為900-1600目；純鋁酸鈣水泥中Al₂O₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)>78-85%，粒度為800-2000目；復(fù)合添加劑為金屬鋁粉、硼酸和三聚磷酸鈉組合而成，三者比例為：1：3：96，其中，金屬鋁粉中Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)>99%，>3000目，硼酸中H₃BO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.8%，三聚磷酸鈉中Na₅P₃O₁₀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為>90%。?

所述材料各組分的作用：?

（1）氧化鋁（Al₂O₃）??氧化鋁是一種優(yōu)質(zhì)耐火材料（熔點(diǎn)是2054℃），單純氧化鋁基料完全能滿足耐火、蓄熱、抗蝕功能要求，但導(dǎo)熱系數(shù)相對較低，難以把蓄熱快速傳導(dǎo)給鐵料，使熔化帶過小，熔化效率降低。

（2）碳化硅（SiC）??碳化硅具有較高的耐火度（熔點(diǎn)2730℃），還是一種導(dǎo)熱性很高的材料，單純碳化硅可以滿足耐火、熱傳導(dǎo)、抗蝕功能要求，但蓄熱能力差，無法把熱量集中到耐火床，會使熔化帶分散，過熱帶不能把鐵水過熱到要求的溫度。?