本发明涉及高炉及矿热炉出铁口修复技术领域，具体而言，涉及一种碳化硅热融固修补糊及其制备方法、高炉及矿热炉出铁口的修补方法。
背景技术：
钢铁产业是国家的基础工业之一，经济学家通常把钢产量或人均钢产量作为衡量各国经济实力的一项重要指标。我国是钢铁大国，随着钢铁工业的迅速发展，钢铁生产设备和企业规模一直向大型化方向发展。其中，高炉及矿热炉是钢铁生产中的重要设备，高炉及矿热炉的好坏直接影响到出铁的品质。
在高炉及矿热炉的使用过程中，出铁口由于长期受到铁水的侵蚀，极易发生损坏，而一旦发生损坏则需要及时对其进行修补，否则会影响到钢铁的正常生产。在过去的出铁口修补中，其采用的修补材料，不仅在修补的过程中施工比较复杂，而且受到施工铁口形状的限制。并且，这些修补产品使用的寿命比较短，而且容易使铁口挂渣。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种碳化硅热融固修补糊及其制备方法，该碳化硅热融固修补糊的配方科学，搭配合理，可以实现出铁口的快速修补，不受出铁口形状限制，修复后具有使用寿命长，不易挂渣挂铁的优点。
本发明的另一目的在于提供一种高炉及矿热炉出铁口的修补方法，其操作简单方便，利用上述碳化硅热融固修补糊，可以实现高炉及矿热炉出铁口的快速修补。
本发明的实施例是这样实现的：
一种碳化硅热融固修补糊，按照重量份数计，其包括：
碳化硅粉60~65份，石墨粉5~10份，金属硅粉2~5份，中温改质沥青15~20份，蒽油5~10份；
其中，碳化硅粉包括第一碳化硅粉、第二碳化硅粉、以及第三碳化硅粉；第一碳化硅粉的粒径为1~3mm，第二碳化硅粉的粒径为0.08~1mm；第三碳化硅粉的粒径＜0.08mm；第一碳化硅粉、第二碳化硅粉、第三碳化硅粉的质量比为1：2.2~2.6：1.3~1.8。
一种上述碳化硅热融固修补糊的制备方法，其包括：
将第一碳化硅粉、第二碳化硅粉、第三碳化硅粉按比例混合，得到碳化硅粉；
将碳化硅粉、石墨粉和金属硅粉混合均匀，得到混合粉体；
将混合粉体和中温改质沥青、蒽油进行混捏。
一种高炉及矿热炉出铁口的修补方法，其包括：
在待维修的高炉及矿热炉出铁口内放置一根与出铁口直径相当的钢管，钢管内部填充密封；
在高炉及矿热炉出铁口外侧砌筑耐火砖墙，在耐火砖墙和钢管之间填充如权利要求1~5任一项的碳化硅热融固修补糊并捣实；
将填充的碳化硅热融固修补糊加热至550~600℃，完成第一阶段的焙烧；
拆除钢管，利用高炉及矿热炉出铁口出炉，靠铁水的温度将碳化硅热融固修补糊的温度加热至1200℃以上，完成第二阶段的焙烧。
本发明实施例的有益效果是：
本发明实施例提供了一种碳化硅热融固修补糊及其制备方法，该碳化硅热融固修补糊将碳化硅粉、石墨粉、金属硅粉、中温改质沥青、蒽油按照特定比例混合制成，并且采用三种粒度范围的碳化硅粉按照合理的级配混合使用，原料易得，搭配合理，可以实现出铁口的快速修补，不受出铁口形状限制，修复后具有使用寿命长，不易挂渣挂铁的优点。本发明实施例还提供了一种高炉及矿热炉出铁口的修补方法，其采用上述碳化硅热融固修补糊进行修补，操作简单方便，可以实现高炉及矿热炉出铁口的快速修补。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的一种碳化硅热融固修补糊及其制备方法、高炉及矿热炉出铁口的修补方法进行具体说明。
本发明实施例提供了一种碳化硅热融固修补糊，按照重量份数计，其包括：
碳化硅粉60~65份，石墨粉5~10份，金属硅粉2~5份，中温改质沥青15~20份，蒽油5~10份。
按照上述比例得到的碳化硅热融固修补糊不仅原料分散均匀，而且具有较佳的和易性和施工性能，可以适应各种形状的出铁口维修。同时，在焙烧后又具有较佳的强度和耐氧化性能，使用寿命更长。
其中，碳化硅粉包括第一碳化硅粉、第二碳化硅粉、以及第三碳化硅粉；第一碳化硅粉的粒径为1~3mm，第二碳化硅粉的粒径为0.08~1mm；第三碳化硅粉的粒径＜0.08mm。需要说明的是，本发明所指的范围包括下限值，但不包括上限值。也即是说，第一碳化硅粉的粒径为1~3mm，表示其粒径大于等于1mm，小于3mm。这样设置是为了更贴近实际操作，在实际操作中，通常依次采用3mm、1mm、0.08mm孔径的筛进行筛选，能通过3mm的筛，却不能通过1mm的筛的碳化硅粉即为第一碳化硅粉。第二碳化硅粉、第三碳化硅分同理。
进一步地，第一碳化硅粉、第二碳化硅粉、第三碳化硅粉的质量比为1：2.2~2.6：1.3~1.8。本申请发明人发现，通过按照上述比例混合而成的碳化硅粉，粉体之间的堆积效果较好，焙烧后的致密度较高，可以获得更好的强度，并且有效避免挂渣的情况。
可选地，石墨粉的粒径为0.05~1mm。金属硅粉的粒径为0.05~1mm。上述范围内的石墨粉和金属硅粉与碳化硅粉的混合性能较好，利于提高焙烧强度。
优选地，第一碳化硅粉、第二碳化硅粉、第三碳化硅粉的质量比为2：5：3。碳化硅粉、石墨粉和金属硅粉的质量比为85：10：5。
本发明实施例还提供了一种上述碳化硅热融固修补糊的制备方法，其包括：
s1.将第一碳化硅粉、第二碳化硅粉、第三碳化硅粉按比例混合，得到碳化硅粉；
s2.将碳化硅粉、石墨粉和金属硅粉混合均匀，得到混合粉体；
s3.将混合粉体和中温改质沥青、蒽油进行混捏。
优选地，进行混捏的温度为80~100℃，混捏时间为1~2h。混合均匀后放凉装袋即可。
本发明实施例还提供了一种高炉及矿热炉出铁口的修补方法，其包括：
s1.在待维修的高炉及矿热炉出铁口内放置一根与出铁口直径相当的钢管，钢管内部填充密封；
s2.在高炉及矿热炉出铁口外侧砌筑耐火砖墙，在耐火砖墙和钢管之间填充如权利要求1~5任一项的碳化硅热融固修补糊并捣实；
s3.将填充的碳化硅热融固修补糊加热至550~600℃，完成第一阶段的焙烧；
s4.拆除钢管，利用高炉及矿热炉出铁口出炉，靠铁水的温度将碳化硅热融固修补糊的温度加热至1200℃以上，完成第二阶段的焙烧。
第一阶段的焙烧之后，碳化硅热融固修补糊已经具备了一定的机械强度，但是不具备抗氧化功能，需要尽快使用该高炉及矿热炉出铁口出炉。在出炉的过程中，通过铁水的温度来完成对碳化硅热融固修补糊的第二阶段的焙烧，使得碳化硅热融固修补糊最终获得较佳的强度和耐氧化性能。
在添加修补糊时，由下至上，先砌一截耐火砖墙，随后添加碳化硅热融固修补糊，待碳化硅热融固修补糊软化后用木棒向下、向里捣实。随后再砌一截耐火砖墙，重复上述作业。边砌砖边添加碳化硅热融固修补糊，直至碳化硅热融固修补糊将需要修补的位置填充满。修补处顶部的缝隙，可以通过耐火你进行填塞，已保证接缝处有更好的强度性能。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种碳化硅热融固修补糊，按照重量份数计，其包括：
碳化硅粉60份，石墨粉10份，金属硅粉2份，中温改质沥青20份，蒽油5份；
其中，碳化硅粉包括第一碳化硅粉、第二碳化硅粉、以及第三碳化硅粉；第一碳化硅粉的粒径为1~3mm，第二碳化硅粉的粒径为0.08~1mm；第三碳化硅粉的粒径＜0.08mm；第一碳化硅粉、第二碳化硅粉、第三碳化硅粉的质量比为1：2.2：1.8。石墨粉的粒径为0.05~1mm。金属硅粉的粒径为0.05~1mm。
该碳化硅热融固修补糊的制备方法如下：
s1.将第一碳化硅粉、第二碳化硅粉、第三碳化硅粉按比例混合，得到碳化硅粉；
s2.将碳化硅粉、石墨粉和金属硅粉混合均匀，得到混合粉体；
s3.将混合粉体和中温改质沥青、蒽油在100℃下混捏1h。
实施例2
本实施例提供了一种碳化硅热融固修补糊，按照重量份数计，其包括：
碳化硅粉65份，石墨粉5份，金属硅粉5份，中温改质沥青15份，蒽油10份；
其中，碳化硅粉包括第一碳化硅粉、第二碳化硅粉、以及第三碳化硅粉；第一碳化硅粉的粒径为1~3mm，第二碳化硅粉的粒径为0.08~1mm；第三碳化硅粉的粒径＜0.08mm；第一碳化硅粉、第二碳化硅粉、第三碳化硅粉的质量比为1：2.6：1.3。石墨粉的粒径为0.05~1mm。金属硅粉的粒径为0.05~1mm。
该碳化硅热融固修补糊的制备方法如下：
s1.将第一碳化硅粉、第二碳化硅粉、第三碳化硅粉按比例混合，得到碳化硅粉；
s2.将碳化硅粉、石墨粉和金属硅粉混合均匀，得到混合粉体；
s3.将混合粉体和中温改质沥青、蒽油在80℃下混捏2h。
实施例3
本实施例提供了一种碳化硅热融固修补糊，按照重量份数计，其包括：
碳化硅粉64份，石墨粉7.5份，金属硅粉4份，中温改质沥青17份，蒽油8份；
其中，碳化硅粉包括第一碳化硅粉、第二碳化硅粉、以及第三碳化硅粉；第一碳化硅粉的粒径为1~3mm，第二碳化硅粉的粒径为0.08~1mm；第三碳化硅粉的粒径＜0.08mm；第一碳化硅粉、第二碳化硅粉、第三碳化硅粉的质量比为1：2.5：1.5。石墨粉的粒径为0.05~1mm。金属硅粉的粒径为0.05~1mm。
该碳化硅热融固修补糊的制备方法如下：
s1.将第一碳化硅粉、第二碳化硅粉、第三碳化硅粉按比例混合，得到碳化硅粉；
s2.将碳化硅粉、石墨粉和金属硅粉混合均匀，得到混合粉体；
s3.将混合粉体和中温改质沥青、蒽油在90℃下混捏1h。
对比例1
本对比例提供了一种碳化硅热融固修补糊，其与实施例3所提供的碳化硅热融固修补糊基本相同，区别在于，其碳化硅粉的粒径范围为1~3mm。
对比例2
本对比例提供了一种碳化硅热融固修补糊，其与实施例3所提供的碳化硅热融固修补糊基本相同，区别在于，其碳化硅粉的粒径范围为0.08~1mm。
对比例3
本对比例提供了一种碳化硅热融固修补糊，其与实施例3所提供的碳化硅热融固修补糊基本相同，区别在于，其碳化硅粉的粒径范围为＜0.08mm。
对比例4
本对比例提供了一种碳化硅热融固修补糊，其与实施例3所提供的碳化硅热融固修补糊基本相同，区别在于，中温改性沥青的重量份为5份，蒽油为2份。
对比例5
本对比例提供了一种碳化硅热融固修补糊，其与实施例3所提供的碳化硅热融固修补糊基本相同，区别在于，石墨粉的重量份为3份，金属硅粉为1份。
试验例
采用实施例1~3以及对比例1~5所提供的碳化硅热融固修补糊，分别在550℃、1200℃下进行焙烧，并对焙烧后的碳化硅热融固修补糊的体积密度、强度以及抗氧化性进行测试，测试结果如表1所示。
表1.碳化硅热融固修补糊性能测试结果
由表1可以看出，本发明实施例1~3所提供的碳化硅热融固修补糊的体积密度在2.12~2.18g·cm-3范围内，具有较好的可塑性，可以适应各种形状出铁口的修补。其于550℃下焙烧后，可以达到33.29~36.82mpa的强度，满足出铁口的修补定型。在1200℃下焙烧后，强度还略微提升，同时获得较好的抗氧化性能。相比之下，对比例1~3未采用本发明实施例对碳化硅粉进行级配，焙烧后的强度和抗氧化性能均有明显的降低，对比例4减少了中温改质沥青、蒽油的用量，得到的碳化硅热融固修补糊粘度不足，成型效果较差，并且焙烧后强度低，有明显的开裂。对比例5减少了石墨粉、金属硅粉，虽然保持了较好的成型效果，但是强度仅为28.18mpa，仍达不到本申请实施例的水准。
综上所述，本发明实施例提供了一种碳化硅热融固修补糊及其制备方法，该碳化硅热融固修补糊将碳化硅粉、石墨粉、金属硅粉、中温改质沥青、蒽油按照特定比例混合制成，并且采用三种粒度范围的碳化硅粉按照合理的级配混合使用，原料易得，搭配合理，可以实现出铁口的快速修补，不受出铁口形状限制，修复后具有使用寿命长，不易挂渣挂铁的优点。本发明实施例还提供了一种高炉及矿热炉出铁口的修补方法，其采用上述碳化硅热融固修补糊进行修补，操作简单方便，可以实现高炉及矿热炉出铁口的快速修补。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。