一種延長脫硫噴槍壽命用的高強度澆注料及其制備方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及耐火材料領(lǐng)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(shù)】
[0003] 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(jīng)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(yè)產(chǎn)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(chǎn)生穿 孔、開裂、熔損、剝落等現(xiàn)象，進而破壞槍體的芯管結(jié)構(gòu)。另外，脫硫劑對噴槍的損毀也比較 嚴(yán)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(yán)重，且大 大加劇了熔渣對內(nèi)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(yù)處理時間等因素的影響也很大。
[0004] 綜上，噴槍耐材部分損毀主要是：熔劑和渣產(chǎn)生的熔損；熱震產(chǎn)生的龜裂和剝落； 噴吹氣體和脫硫劑產(chǎn)生的磨損。
[0005] 通過觀察脫硫噴槍的損毀情況，我們認(rèn)為脫硫噴槍的使用條件比較苛刻，脫硫噴 槍的使用要求應(yīng)從其結(jié)構(gòu)和耐火材料兩方面考慮。首先在其結(jié)構(gòu)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(fā)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(jié)構(gòu)有機結(jié)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(jié)，組織致密，足夠的結(jié)合強度，以適 應(yīng)噴槍使用時的機械振動帶來的損壞； (3) 澆注料應(yīng)具有優(yōu)良的熱震穩(wěn)定性，盡量減少溫度的急劇變化使噴槍槍體產(chǎn)生裂 紋； (4) 澆注料還應(yīng)具有良好的高溫體積穩(wěn)定性，避免因高溫受熱后產(chǎn)生收縮裂縫、剝 落； (5) 提高澆注料的抗侵蝕性，使?jié)沧⒘夏苡行У挚姑摿蚍蹌?、熔渣等物質(zhì)的侵蝕。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對現(xiàn)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。
[0007] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)： 一種延長脫硫噴槍壽命用的高強度澆注料，由以下質(zhì)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(jié)合劑：10 -20%，減水 劑為上述原料總重量的0. 04-0. 12%。
[0008] 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(xì)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(xì) 粉。
[0009] 所述結(jié)合劑為鋁酸鈣水泥或硅微粉或兩者混合物。
[0010] 所述鋁酸鈣水泥指的是A1203重量百分含量為69. 5-70. 5%的純鋁酸鈣水泥。
[0011] 所述減水劑為檸檬酸或檸檬酸鈉或檸檬酸銨。
[0012] 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(zhì)量百分比， (1) 將紅柱石，莫來石，焦寶石，尖晶石，SiC與結(jié)合劑混合均勻，加入適量水，使之經(jīng)充 分?jǐn)嚢杌旌虾缶哂辛鲃有裕?(2) 混合料放入整體振動的鋼質(zhì)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°C，養(yǎng)護不低于72h得到坯料，或在11(TC干燥24h得到坯料； (3) 將步驟（2)坯料放入爐中烘烤，在500-1400°C保溫三小時得到澆注料。
[0013] 本發(fā)明有益效果： 通過對噴槍使用情況的了解，經(jīng)過分析及研究，確定以Al203-Si02系材料作為噴槍用澆 注料的基本體系。
[0014] -、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(xì)粉為復(fù)合添加劑應(yīng)用于澆注料。并且采用多級配料，增加澆注料的結(jié)合能力。
[0015] 二、基質(zhì)部分采用低水泥結(jié)合技術(shù)。由于耐火材料的主要高溫性能取決于結(jié)合基 質(zhì)的性能，因此，我們在選擇噴槍澆注料的基質(zhì)組成時，除采用以上材料配合使用外，同時 應(yīng)用低水泥結(jié)合技術(shù)，充分利用超微粉的特性，使?jié)沧⒘喜坏辛己玫某匦阅?，而且具?較高的中、高溫強度。并且在基質(zhì)組分中添加了減水劑等材料來改善澆注料的性能。
[0016] 三、粒度組成。由于噴槍澆注料覆蓋在槍芯結(jié)構(gòu)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?jié)沧⒘系慕Y(jié)構(gòu)適應(yīng)熱震穩(wěn)定性的要求。
【附圖說明】
[0017] 圖1為實施例1得到的試樣抗折強度與紅柱石加入量、溫度的關(guān)系示意圖； 圖2為實施例2得到的試樣耐壓強度與紅柱石加入量、溫度的關(guān)系示意圖； 圖3為實施例3得到的試樣體積密度與紅柱石加入量、溫度的關(guān)系示意圖； 圖4為實施例3得到的試樣熱震抗折強度保持率與紅柱石加入量、溫度的關(guān)系示意 圖； 圖5為實施例1、3試樣1400°C燒后熱震顯微結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為實施例4-6在110°C烘后尖晶石粒度與澆注料孔徑的關(guān)系示意圖； 圖7為實施例4-6在1400°C燒后尖晶石粒度與澆注料孔徑的關(guān)系示意圖； 圖8為實施例4-6在1400°C燒后尖晶石粒度與試樣抗?jié)B透深度的關(guān)系示意圖。
[0018] 圖5為1400°C燒后試樣熱震后開裂情況。由實施例1得到的A試樣可以看出（紅 柱石加入量少)，裂紋沿骨料與基質(zhì)的交接處擴展；由C試樣可以看出（紅柱石加入量大)，部 分紅柱石骨料周圍存在環(huán)狀裂紋，這樣便使得熱震裂紋在紅柱石骨料處終止，同時，在沒有 環(huán)狀裂紋的紅柱石骨料周圍也存在裂紋終止現(xiàn)象，這是因為燒后殘余應(yīng)力抵消了部分裂紋 擴展能，可以說紅柱石加入量的多少，對試樣熱震穩(wěn)定性有一定程度的影響(加入量大則有 利于熱震穩(wěn)定性提尚）。
【具體實施方式】
[0019] 實施例1 各組分配比為(質(zhì)量百分比）： 紅柱石：12%，莫來石：21%，焦寶石：30%，尖晶石：12%，SiC:7%，純鋁酸鈣水泥：18 %， 檸檬酸鈉為上述原料總重量的〇. 09%。
[0020] 所述紅柱石的粒徑分別為3-lmm和1-0. 088mm，兩者比例為1: 1。
[0021] 所述尖晶石、SiC的粒徑分別為小于0. 088mm的細(xì)粉。
[0022] 所述莫來石，焦寶石每個組分的粒徑分