[發明專利]一種高爐冷卻壁高強復合材料、制備方法及其在保護冷卻壁中的應用

在審

• 申請號: 201811449733.8
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109503173A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 姜玉毅
• 申請（專利權）人: 河南華西耐火材料有限公司
• 主分類號: C04B35/581
• 分類號: C04B35/581;C04B35/63;C04B35/634;C04B35/66
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 許艷敏

本發明公開了一種高爐冷卻壁高強復合材料、制備方法及其在保護冷卻壁中的應用。該爐冷卻壁高強復合材料復合纖維材料及氮化鋁微粉、高純碳化硅、莫來石、氧化鋁粉、硅微粉、蒙脫石、絹云母、結合劑和減水劑復合料制備而成。實踐證明該復合材料具有良好的導熱性能可以將熱量及時傳遞給冷卻壁，使熱面溫度明顯降低，形成穩定的渣皮，且不易脫落，即對于冷卻壁的熱面能夠很好地形成渣皮，可以防止渣皮脫落，實現永久穩定的渣皮，大幅提高冷卻壁的使用壽命。施工和易性好，通過泵送自流成型，無需震動，即可在冷卻壁鑲嵌槽形成致密高強的整體。在保護高爐冷卻壁中具有很好的應用前景。

技術領域

本發明屬于耐火材料技術領域。具體涉及一種高爐冷卻壁高強復合材料。

背景技術

煉鐵高爐組成部件較多，其中，冷卻壁作為眾多組成部件之一，在爐型穩定、高爐使用時間延長方面起到了重要作用。冷卻壁在高爐中起到的主要作用就是確保爐型的穩定和爐況完好，消除熱應力并使爐襯遠離爐內高溫區，延長高爐壽命。冷卻壁按本體結構形式分為光面冷卻壁和鑲磚冷卻壁。其中，鑲磚冷卻壁主要用在風口帶以上，使用工況復雜、設計結構復雜、對于材質要求較高，且鑄造難度大。

現有技術中大多是利用冷卻壁熱面整體進行鑲嵌或砌筑耐火鑲嵌磚，鑲磚的制作工藝比較復雜，多采用碳化硅磚和磷酸浸漬粘土磚，且耐火磚鑲嵌磚主要由冷卻壁鑲嵌磚槽提供應力支撐，在冶煉中就容易造成熱應力破壞，砌筑施工需要用耐火泥漿(碳化硅質和磷酸粘土質)，造成鑲嵌磚之間不能形成一個有效整體，存在砌筑縫隙，無法避免侵蝕性破壞。

發明內容

本發明針對的技術問題是：現有技術中冷卻壁在冶煉中容易造成熱應力破壞，鑲嵌磚砌筑存在砌筑縫隙，無法避免對于冷卻壁的侵蝕性破壞，掛渣皮性能不好，不能對冷卻壁形成較好的保護。

為了解決上述問題，本發明提供了一種高爐冷卻壁高強復合材料。該冷卻壁澆注料可以實現整體澆筑施工，與冷卻壁形成緊密結合體，提高冷卻壁的使用壽命，維護高爐操作爐型的穩定性。

本發明是通過以下技術方案實現的

一種高爐冷卻壁高強復合材料，該復合材料由組份A與組份B制備而成，所述組份A的質量百分比為55～65％，所述組份B的質量百分比為35～45％；

所述的組份A為復合纖維材料；所述的組份B由以下重量份的原料配制而成：氮化鋁微粉30％～40％、高純碳化硅6％～8％、莫來石9％～11％、氧化鋁粉20％～30％、硅微粉9％～11％、蒙脫石10％～15％、絹云母2.5％～5％、結合劑＜5％和減水劑＜2.5％。

所述的高爐冷卻壁高強復合材料，所述的組份B由以下重量份的原料配制而成：氮化鋁微粉30％～40％、高純碳化硅6％～8％、莫來石9％～11％、氧化鋁粉20％～30％、硅微粉9％～11％、蒙脫石10％～15％、絹云母2.5％～5％、結合劑3～5％和減水劑0.5～2.5％。

所述的高爐冷卻壁高強復合材料，所述的復合纖維材料為碳復合纖維材料；所述碳復合纖維材料的抗拉強度為3200Mpa，抗拉彈性模量為33000～40000Mpa。

所述的高爐冷卻壁高強復合材料，所述氮化鋁微粉的粒徑為2um，比表面積為42m²/g，體積密度0.15g/cm³；氮化鋁微粉中AlN的質量百分含量＞99.9％。

所述的高爐冷卻壁高強復合材料，所述的高純碳化硅粒徑為0～3mm；其中，SiC含量≥98.5％，固定碳C含量≤0.02％，Fe₂O₃的質量百分含量≤0.6％；