[發明專利]一種高強陶瓷耐磨料、制備方法及其應用

在審

• 申請號: 201610045063.8
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105669227A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 雷鵬程;白利紅;白朋霏
• 申請（專利權）人: 北京凱旋仕能源科技股份有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 倪鉅芳

技術領域

本發明是一種高強陶瓷耐磨料及其應用方法，特別是應用于熱風爐管道、熱風爐熱風出 口與主管連接三叉口、豎管與主管道進出口連接三叉口以及熱風爐頂部人孔等部位的高強陶 瓷耐磨料,屬于耐火材料技術領域。

背景技術

隨著科學技術不斷的發展，高爐煉鐵技術越來越追求高爐大型化、長壽、高風溫等目標。 高風溫是現代高爐煉鐵的重要特征，提高風溫可以有效降低燃耗。高爐熱風爐是為高爐提供 高溫熱風的重要設備，通常，每座高爐配置3或4座熱風爐交替進行加熱和送風，以保證高 溫熱風的連續供應。隨著空、煤氣雙預熱系統的普遍采用，熱風爐風溫目前已經可以達到1250 ±50℃。熱風爐產生的熱風通過熱風管道進入高爐，管道耐火材料因受到熱應力的作用而損 壞，且隨著該區域溫度的劇烈變化，損壞漸趨嚴重，特別是熱風出口、管道聯接三叉口、彎 管以及送風支管處的耐火襯里經常出現剝落和坍塌。因此，該處的作業環境要求耐火襯里具 有良好的抗熱震性和高溫體積穩定性。

目前，國內各大中型高爐熱風爐管道內襯的砌筑一般為：內襯工作層選用高鋁磚，工作 層后是兩層高鋁隔熱磚，管道上半圈保溫磚后是陶瓷纖維磚，下半圈保溫磚后是石棉板；管 殼內表面上噴涂一層輕質噴涂料。熱風爐送風過程中，管道工作層平均溫度可達 1000～1300℃，管殼正常溫度在80～150℃之間。由于材質和使用溫度的不同，工作層和管殼 就會產生不同的膨脹量，工作層的膨脹量約為爐殼膨脹量的5倍，那么熱風管道就要承受很 高的內壓，在管道封頭、不對稱開孔處、管道彎頭處等凡是有阻擋氣流趨勢的地方均會產生 盲板力，管殼的變形必將擠壓周圍的磚襯，造成磚襯破損。

熱風爐管道內的內襯結構都是層數分布的，因為不同的耐火材料的導熱性不同，為保證 很好的保溫作用，最內層的耐火材料需選擇性能較好的材料，尤其是三岔口等位置，這里除 了砌筑難度較大之外，該處也是高壓空氣高速沖刷的地方，所以這里的最內層材料更需要性 能優秀的材料。目前，最內層的噴涂料材質選用為紅柱石莫來石質，該噴涂料強度較低，抗 熱震性和抗蠕變性能較差，在送風過程中，很容易受到熱應力的反復作用而產生熱震剝落。 因此，熱風爐管道的耐火襯里需要具有良好的抗熱震性和高溫體積穩定性。

耐磨陶瓷噴涂/澆注料是一種非金屬膠凝材料，由于原料采用特殊的處理方法和嚴格控 制組成，通過一系列的化學反應，使其能在一定溫度下形成極高的強度和硬度，達到陶瓷的 結合強度標準。既具備陶瓷材料的施工方便、成本低廉，同時又具備耐磨材料的強度大、硬 度高及耐磨性好等優良特性。

目前，市場普遍所用的陶瓷耐磨料主要采用高鋁礬土、碳化硅、超細粉和復合外加劑配 制而成，具有高強度、耐沖刷和耐高溫的特點，若熱風溫度維持在1200℃左右，基本滿足高 風溫的要求。然而，其在熱風爐工作過程中送風、休風交替時溫差較大，對材料的熱震穩定 性要求較高，并且，隨著高爐冶煉強度的加強，風溫的不斷提高，部分企業風溫甚至達到了 1300℃，上述陶瓷耐磨料則難以滿足使用要求，那么就需要性能更加優異的材料，以提高熱 風爐管道的壽命，為實現高爐生產高效、低耗、長壽和環保提供技術保障。

發明內容

本發明針對目前鋼鐵企業送風系統風溫越來越高，在送風管道內，普通耐火材料越來越 難以抵抗高壓氣流的長期沖刷以及頻繁的溫度變化，特別是熱風管道應力集中部位，管襯耐 材的損毀十分嚴重的技術問題，提供了一種高強陶瓷耐磨料及其應用方法，保證了長期穩定 的送風要求。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種高強度陶瓷耐磨材料，原料的組成包括：耐磨骨料、純鋁酸鈣水泥、碳化硅/金屬 硅微粉、氧化鋁微粉、三氧化二鉻微粉、不銹鋼纖維和聚羧酸減水劑。

進一步的，所述原料的重量份配比為：

耐磨骨料60～75份、純鋁酸鈣水泥8～12份、碳化硅/金屬硅微粉5～15份、氧化鋁微 粉3～6份、三氧化二鉻微粉1～5份、不銹鋼纖維0～3份、聚羧酸減水劑固定值0.0015t。

進一步的，所述耐磨骨料粒度級配(3～5mm)：(3～1mm)：(＜1mm)＝10～20：20～30： 50～70。

進一步的，所述原料的重量份配比為：

耐磨骨料0.75t、純鋁酸鈣水泥0.1t、碳化硅/金屬硅微粉0.055t、氧化鋁微粉0.055t、 三氧化二鉻微粉0.045t、聚羧酸減水劑0.0015t；