[發明專利]一種延長脫硫噴槍壽命用的高強度澆注料及其制備方法

在審

• 申請號: 201410839635.0
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN105036754A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 何玉林;姚年春
• 申請（專利權）人: 江蘇財經職業技術學院
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 謝觀素

技術領域

本發明涉及耐火材料領域，尤其是針對煉鋼廠脫硫噴槍用的高強度的耐火澆注料。

背景技術

在脫硫工藝操作中，噴槍邊插入到鐵水深處，邊噴吹氣體和粉料，工作一段時間后(一般為10-15分鐘)拔出。因此，噴槍首先是間歇性操作，同時，噴吹的氣體攪動了鐵水，而鐵水的攪動使噴槍耐火材料經受高溫沖刷磨損，并且噴吹時槍體振動帶來機械破壞作用，加上間歇式作業產生的溫度的驟然變化，使噴槍澆注料的工作條件十分苛刻，易產生穿孔、開裂、熔損、剝落等現象，進而破壞槍體的芯管結構。另外，脫硫劑對噴槍的損毀也比較嚴重，這些處理劑在對鐵水進行處理的同時，對噴槍耐火材料的損壞作用也極其嚴重，且大大加劇了熔渣對內襯澆注料的侵蝕，因此脫硫噴槍的使用壽命受到鐵水成分含量以及處理劑的使用量、脫硫預處理時間等因素的影響也很大。

綜上，噴槍耐材部分損毀主要是：熔劑和渣產生的熔損；熱震產生的龜裂和剝落；噴吹氣體和脫硫劑產生的磨損。

通過觀察脫硫噴槍的損毀情況，我們認為脫硫噴槍的使用條件比較苛刻，脫硫噴槍的使用要求應從其結構和耐火材料兩方面考慮。首先在其結構方面，其中槍體是由金屬槍芯、噴吹口、槍芯錨固件與耐火材料覆蓋層組成。本發明主要從噴槍所用耐火材料方面考慮：

(1)合理選擇澆注料，通過與噴槍結構有機結合提高噴槍整體使用性能；

(2)脫硫噴槍澆注料在使用溫度下進行良好的燒結，組織致密，足夠的結合強度，以適應噴槍使用時的機械振動帶來的損壞；

(3)澆注料應具有優良的熱震穩定性，盡量減少溫度的急劇變化使噴槍槍體產生裂紋；

(4)澆注料還應具有良好的高溫體積穩定性，避免因高溫受熱后產生收縮裂縫、剝落；

(5)提高澆注料的抗侵蝕性，使澆注料能有效抵抗脫硫粉劑、熔渣等物質的侵蝕。

發明內容

本發明針對現有的脫硫噴槍的使用壽命較短問題，提供一種機械強度性能好的耐火澆注料。

本發明通過以下技術方案實現：

一種延長脫硫噴槍壽命用的高強度澆注料，由以下質量百分比的原料組成，紅柱石：8-20%，莫來石：15-25%，焦寶石：20-35%，尖晶石：10-25%，SiC：4-8%，結合劑：10-20%，減水劑為上述原料總重量的0.04-0.12%。

所述原料的粒徑紅柱石為3-lmm、1-0.088mm；尖晶石、SiC的粒徑分別為小于0.088mm的細粉；其余原料分別為8-5mm、5-3mm、3-lmm、1-0.088mm以及小于0.088mm的細粉。

所述結合劑為鋁酸鈣水泥或硅微粉或兩者混合物。

所述鋁酸鈣水泥指的是Al₂O₃重量百分含量為69.5-70.5%的純鋁酸鈣水泥。

所述減水劑為檸檬酸或檸檬酸鈉或檸檬酸銨。

制備上述的高強度澆注料的方法，包括以下步驟：

按上述原料的質量百分比，

（1）將紅柱石，莫來石，焦寶石，尖晶石，SiC與結合劑混合均勻，加入適量水，使之經充分攪拌混合后具有流動性；

（2）混合料放入整體振動的鋼質胎膜中，用機械振動方法將耐火材料振動成型，常溫放置24h后脫模，然后在15~25℃，養護不低于72h得到坯料，或在110℃干燥24h得到坯料；

（3）將步驟（2）坯料放入爐中烘烤，在500-1400℃保溫三小時得到澆注料。

本發明有益效果：

通過對噴槍使用情況的了解，經過分析及研究，確定以Al₂O₃-SiO₂系材料作為噴槍用澆注料的基本體系。

一、選擇焦寶石、莫來石作為噴槍澆注料的主要原料。選擇紅柱石作為膨脹劑，尖晶石和SiC細粉為復合添加劑應用于澆注料。并且采用多級配料，增加澆注料的結合能力。

二、基質部分采用低水泥結合技術。由于耐火材料的主要高溫性能取決于結合基質的性能，因此，我們在選擇噴槍澆注料的基質組成時，除采用以上材料配合使用外，同時應用低水泥結合技術，充分利用超微粉的特性，使澆注料不但有良好的常溫性能，而且具有較高的中、高溫強度。并且在基質組分中添加了減水劑等材料來改善澆注料的性能。

三、粒度組成。由于噴槍澆注料覆蓋在槍芯結構件上，其覆蓋層較薄，因此，澆注料的臨界力度不能太大，我們選擇實驗料的臨界粒度為8mm。并且在多級配料時，選擇五級配料，目的是使澆注料的結構適應熱震穩定性的要求。

附圖說明