發(fā)布時(shí)間：2020/4/2 17:27:07

高爐出鐵溝用耐火澆注料需具備的特性

高爐出鐵溝是流出高溫鐵水和熔渣的通道。在生產(chǎn)過程中使用的耐火澆注料要經(jīng)受幾種因素的破壞作用：

1 流動(dòng)的高溫鐵水和熔渣的劇烈沖刷和侵蝕;

2 高爐爐渣的化學(xué)侵蝕;

3 間歇出鐵的劇烈熱震作用。

針對(duì)上述特點(diǎn)，要求鐵溝用耐火澆注料具有下述特性：

1 出鐵溝襯耐火澆注料的抗高溫鐵水和熔渣侵蝕及沖刷的能力要強(qiáng);

2 具有優(yōu)良的抗高溫性和耐磨性;

3 抗高溫熔渣的化學(xué)侵蝕性強(qiáng);

4 抗熱震好，體積穩(wěn)定，重?zé)�線變化小;

5 抗各種氧化能力強(qiáng);

6 易于施工，便于拆除修理，不產(chǎn)生有害氣體，利于環(huán)境保護(hù)。

因此，國(guó)內(nèi)外大型高爐出鐵溝用耐火澆注料按部位不同分為：主溝使用剛玉-碳化硅-碳質(zhì)材料;鐵水支溝使用高鋁礬土熟料-碳化硅-碳質(zhì)材料;渣溝使用粘土熟料(或礬土熟料)-碳化硅-碳質(zhì)材料。

高爐出鐵溝澆注料一般為超低水泥耐火澆注料，也有用低水泥或無水泥耐火澆注料。在國(guó)內(nèi)外，高爐出鐵溝也有用自流耐火澆注里哦啊、現(xiàn)場(chǎng)無攪拌耐火澆注料、慘加有機(jī)抗爆劑耐火澆注料和免烘烤耐火澆注料等，其特點(diǎn)是施工方便和烘烤安全。

出鐵溝澆注料是以剛玉或高鋁熟料、碳化硅、碳、結(jié)合劑和外加劑組成的可澆注成型耐火澆注料，主要用于高爐出鐵溝的內(nèi)襯，也稱為出鐵溝耐火澆注料。

高鋁質(zhì)原料：可選用電熔或燒結(jié)剛玉、棕剛玉、尖晶石，礬土熟料中的一種或兩種。

碳化硅質(zhì)原料：可選用一級(jí)或二級(jí)黑色碳化硅，SIC含量大于97%。

碳質(zhì)原料：可選用瀝青、焦炭、石墨或電極粉等。

結(jié)合劑：選用分散性能良好的結(jié)合粘土、氧化物微粉或超微粉和純鋁酸鈣水泥。

高爐出鐵溝是高溫鐵水或熔渣流經(jīng)的通道,其耐火襯里應(yīng)具有下列特性:(1)耐鐵水和熔的侵蝕和沖刷能力強(qiáng)；(2)抗熱震性好,重?zé)�體積變化�。�(3)抗氧化能力強(qiáng)；(4)容易施工,可烘烤不爆裂,便于修理和拆除；(5)使用時(shí),不產(chǎn)生有害氣體,不粘渣鐵,壽命長(zhǎng)。這幾個(gè)特性是相輔相成的,應(yīng)互為兼容。

我國(guó)高爐出鐵溝過去一般用黏土熟料、焦粒、軟質(zhì)黏土和焦油瀝青搗制而成,通鐵量少,修補(bǔ)頻繁,勞動(dòng)強(qiáng)度大,污染環(huán)境。后來,采用Al2O3-SiC-C質(zhì)搗打料,通鐵量顯著提高,但勞動(dòng)強(qiáng)度高；到80年代后期,開發(fā)了Al2O3-SiC-C質(zhì)超低水泥耐火澆注料。該類澆注料一般用致密白剛玉、亞白剛玉、棕剛玉、高品質(zhì)高鋁熟料、碳化硅和鱗片石墨等材料,再摻加超微粉、結(jié)合劑加劑配制而成。其性能如下圖,高中檔產(chǎn)品適用于大、中型高爐出鐵溝,低檔產(chǎn)品則適用于中、小型高爐出鐵溝或渣溝。

有上圖可知，化學(xué)成分基木相似,但性能有較大區(qū)別。高檔品的主體材料為電熔致密白剛玉,中檔品的為電熔剛五,低檔品的則為高品質(zhì)燒結(jié)礬上熟料:隨著加熱溫度的升高,各檔次產(chǎn)品的強(qiáng)度也隨之增大,與其烘干強(qiáng)度相比,一般提高1-3倍。鐵溝耐火澆注料系致密型材料,生產(chǎn)工藝要求筑襯后應(yīng)快速烘F,以滿足高爐出鐵的出鐵需求。因此,在耐火澆注料中,需摻加快干劑或防爆劑,以適應(yīng)快速烘襯的要求�？旄蓜┲饕�有鋁粉和乳酸鋁等,防爆劑主要有聚苯乙烯纖和炭纖維等。在國(guó)內(nèi)外,應(yīng)用多為為金屬鋁粉。鐵溝料中添加快干劑和防爆劑后,可做成免烘烤鐵溝料

摻加鋁粉的鐵溝耐火澆注料,與水混合后發(fā)生放熱反應(yīng),生成氫氧化鋁凝膠并逸出氫氣其反應(yīng)式如下：2A1+6H20一2AI(OH)3+3H2↑澆注料成型后品4h左右，粉與水開始反應(yīng),在5-6h時(shí)反應(yīng)劇烈,放熱較多,使料溫達(dá)到70℃左右。同時(shí),產(chǎn)生的大量氫氣逸出,使料的脫水加快,養(yǎng)護(hù)10h,水分脫掉約為17%,可使烘烤時(shí)間縮短,又由于氫氣的逸出,使?jié)沧⒘蟽?nèi)部形成均勻的微小開口氣孔,有利于澆注料中的水分暢通排出,因此,排加鋁粉的鐵溝澆注料,可實(shí)現(xiàn)快速烘烤而較少發(fā)生爆裂現(xiàn)象。

未加鋁粉的澆注料，100nm的氣孔較多，1000-5000nm的氣孔較少，摻加鋁粉的澆注料,前者顯著減少,后者明顯增多,即微小的氣孔增加,有利于水分的排除。

摻加鋁粉的鐵溝耐火澆注料,其透氣度比未加鋁粉的提高幾十倍,因此有利于快速烘烤于燥；同時(shí),鋁粉與水作用產(chǎn)生放熱反應(yīng),將促進(jìn)超微粉、黏土凝聚結(jié)合的發(fā)展,從而提高其強(qiáng)度AL(OH)3凝膠的產(chǎn)生,也對(duì)強(qiáng)度有重要作用。另外為了提高鐵溝耐火澆注料的中溫強(qiáng)度,還摻加0.7%-1.5%的中溫增強(qiáng)劑,使抗折強(qiáng)度提高近一倍。這樣,該種澆注料方可滿足高爐出鐵溝1000-1500℃的發(fā)復(fù)作用，而構(gòu)襯不發(fā)生開裂和剝落，從而提高使用壽命。

在A2O3-SiC-C質(zhì)超低水泥耐火澆注料中,摻加鋁粉,不但起防爆和增強(qiáng)的作用，而且起防氧化的作用。摻加鋁粉時(shí),應(yīng)根據(jù)基質(zhì)料的具體情況,合理選擇鋁粉的品種,細(xì)度及其用量,同時(shí)應(yīng)與養(yǎng)護(hù)溫度相適應(yīng),否則,將造成不利后果,甚至帶來災(zāi)難性的事故,例如,鋁粉用量多,養(yǎng)護(hù)溫度高,鋁粉與水反應(yīng)產(chǎn)生大量氫氣,來不及排除時(shí),將使襯體發(fā)生裂縫或爆炸塌落。

鐵溝耐火澆注料有了重大發(fā)展,主要表現(xiàn)是品種多樣化,能滿足現(xiàn)大、中、小型高爐出鐵溝的需要:質(zhì)量上有較大提高,特別是烘干強(qiáng)度提高顯著,其他性能也明顯改善。其主要技術(shù)措施是,采用復(fù)合的高效減水劑和超微粉,摻加金屬硅等外加劑,嚴(yán)格控制骨粉料的質(zhì)量及級(jí)配等。

在中小高爐出鐵溝是哪個(gè)，一般采用傳統(tǒng)的溝料搗制而成，也有用AL2O3-SIC-C質(zhì)搗打料的。AL2O3-SIC-C質(zhì)搗打料的主體材料為電熔棕剛玉和高品質(zhì)高鋁礬土熟料等,使用壽命比傳統(tǒng)溝料的提高較多,但施工勞動(dòng)強(qiáng)度大,因此,在中、小型高爐出鐵溝和出渣溝上,正廣泛推鐵溝耐火澆注料。

小型高爐出鐵溝用的超低水泥耐火澆注料,其主體材料為高品質(zhì)高鋁礬土熟料或黏土熟料為了提高抗渣性,在基質(zhì)料中摻加電熔棕剛玉粉或氧化鋁粉,耐火骨料大粒徑為10mm般用量為68%-70%；耐火粉料用量為35%-12%,且不得用黏土熟料作耐火粉料；SiC用量為5%-15%,碳的用量為2%-5%;活性SO2或a-N2O3超微粉用量為4%~6%;軟質(zhì)粘土用量為3%-5%:鋁酸鹽水泥用量為1%-3%；高效分散劑用量一般為0.2%-0.4%,水用量為5%-7%,同時(shí),應(yīng)摻加快干劑和中溫增強(qiáng)劑,以利于快速烘烤溝襯和提高其使用壽命。

高爐出鐵溝耐火澆注料是高技術(shù)耐火澆注料，其配置工藝講究，性能優(yōu)良，可顯著提高高爐溝襯的使用壽命。關(guān)鍵問題是需嚴(yán)格控制施工用水量，精心操作，精心烘烤，精心維護(hù)，防可達(dá)到預(yù)期的目的。

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