一种铁水脱硫喷枪用耐火材料的制作方法

专利名称：一种铁水脱硫喷枪用耐火材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铁水脱硫喷枪用耐火材料，具体地说，是涉及一种用于鱼 雷罐喷吹脱硫的喷枪用耐火材料，属于转炉炼钢前铁水脱硫预处理用耐火材料 技术领域。
背景技术：
脱硫喷枪是在金属管外壁浇注一层耐火材料而成，使用时将脱硫喷枪插入 铁水中，然后通过枪管向铁水中喷吹脱硫粉剂，主要用于铁水预处理工艺。铁 水预处理作为连接炼钢与高炉的桥梁，是提高钢铁产品质量、扩大钢材品种、 降低成本、优化炼钢工艺过程的重要工艺手段，而脱硫作为铁水预处理工艺非 常重要的任务使得脱硫喷枪成为铁水预处理设备的重要组成部分，使得国内外 各个钢铁行业加大了对其的研制开发和改进。
现有的鱼雷罐铁水车使用的脱硫喷枪的特点是枪壁薄，而脱硫处理时的铁
水温度在1200。C以上进行喷吹作业时，钢管随喷吹进出鱼雷罐，温度波动范围 大，高温膨胀低温收缩导致枪体热振动剧烈，使喷枪极易损坏，以致喷枪的使 用寿命不高，而喷枪的使用寿命影响炼钢整个工艺的时间，其对降低吨钢成本 至关重要，故而脱硫喷枪的使用寿命成为了对脱硫喷枪进行研发和改进的关键 目标。

发明内容
本发明的目的在于针对现有技术所存在的缺陷和市场需求，提供一种性能 优良、原材料来源广泛的铁水脱硫喷枪用耐火材料，在不改变脱硫喷枪结构与 使用条件下，以提高脱硫喷枪使用寿命和热稳定性，降低吨钢成本。
为实现上述发明目的，本发明釆用的技术方案如下
本发明的铁水脱硫喷枪用耐火材料，其配方如下
莫来石 5mm 3mm 0~12份莫来石 3mm ~ lmm12- 16份
莫来石 lmm 10 jam5.5 ~8份
莫来石微粉10~30份
红柱石 3mm lmm20 ~ 36份
红柱石 lmm~10jnm4~8份
电熔白刚玉 l~10|um10~ 17份
烧结CC-AL203微粉3 ~ 8.5份
粘结剂2~5份
硅微粉1~4份
钢纤维1~5份
外加添加剂0.1 ~ 0.6份
外加水4~7份
以上各组成比例按重量份计。
所述莫来石微粉优选粒径小于3nm、平均粒径为0.3~0.8jum的颗粒组成。
所述烧结cc-AL203微粉优选粒径小于3ym、平均粒径为0.3 0.8lam的 颗粒组成。
所述粘结剂选自化学粘结剂、水硬化粘结剂和陶瓷粘结剂中的任意一种或 其之间的组合物，其中化学粘结剂优选磷酸或磷酸二氢铝、水硬化粘结剂优选 高铝水泥或纯铝酸锦水泥、陶瓷粘结剂优选P-Al203。
所述钢纤维优选0.2mm x lmm x 20mm或0.2mm x lmm x 25mm的不锈钢 纤维。
所述添加剂选自减水剂、防爆材料和烧结助剂中的任意一种或其之间的组 合物，其中减水剂优选三聚磷酸钠，防爆材料优选有机纤维、纸纤维、金属铝 粉及金属硅粉中的任意一种或其之间的组合物，烧结助剂优选二氧化钛或氢氧 化镁。
由于鱼雷罐铁水车使用的脱硫喷枪的特点是枪壁薄，使用时温度波动较 大，枪体的机械振动剧烈，因此枪体材料的高温体积稳定性非常重要。为避免 喷枪在使用时因枪体材料收缩而造成损坏，必须使喷枪材料在中、高温条件下 有微膨胀，所以本发明以莫来石、红柱石为主，并在细粉中配入适量的红柱石粉。因红柱石细粉可以在低于1350'C下发生转化反应而产生较合适的体积膨
胀，析出的Si02可与材料中的Al203反应生成莫来石，莫来石的生成不仅能提
高制品的结构强度，改善烧后线变化，而且还能部分消除浇注料在高温和冷却 过程中产生的收缩裂缝造成剥落而影响使用寿命的弱点。
与现有技术相比，本发明的铁水脱硫喷枪用耐火材料具有以下有益效果
a) 所用原料来源广泛、价格低廉，致使铁水脱硫喷枪用耐火材料的生产 成本降低了 20% ~30%;
b) 热稳定性好，重烧收缩率小，烧后强度高；
c) 采用本发明耐火材料生产的铁水脱硫喷枪性能优良、成本低廉，在不 调整喷枪结构和其它生产与应用条件的情况下，平均使用寿命提高了 1~2次/ 支，致使吨钢成本降低了 30%~40%。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细、完整地说明
实施例1
本实施例的铁水脱硫喷枪用耐火材料的配方如下:莫来石 5mm 3mm8份
莫来石 3mm ~ lmm12份
莫来石 lmm~10|nm5.5份
莫来石微粉io份
红柱石 3mm lmm36份
红柱石 lmm~10|um4份
电熔白刚玉 l~10jam13份
烧结0t-AL2O3微粉5.5份
粘结剂2份
硅微粉3份
钢纤维l份
外加添加剂0.22份
外加水5.8份
以上组成比例为重量份。所述莫来石微粉由粒径小于3nm、平均粒径为0.3 0.8jum的颗粒组成， 烧结a-AL203微粉由粒径小于3iam、平均粒径为0.3 ~ 0.8 ja m的颗粒组成。
所述粘结剂选自化学粘结剂、水硬化粘结剂和陶瓷粘结剂中的任意一种， 其中化学粘结剂优选磷酸或磷酸二氢铝、水硬化粘结剂优选高铝水泥或纯铝酸 钙水泥、陶瓷粘结剂优选P-Al203。
所述钢纤维为0.2mm x lmm x 20mm或0.2mm x lmm x 25mm的不锈钢纤维。
所述添加剂为减水剂和防爆材料的组合物，其中减水剂为0.02份、防爆材 料为0.2份；所述减水剂优选三聚磷酸钠，防爆材料优选有机纤维、纸纤维、 金属铝粉及金属硅粉中的任意一种或其之间的组合物。
按本实施例配方浇注制备的铁水脱硫喷枪的理化性能见表1所示。
实施例2
本实施例的铁水脱硫喷枪用耐火材料的配方如下
莫来石 5mm ~ 3mm 0份
莫来石 3mm lmm 16份
莫来石 lmm-10jam 5.5份
莫来石微粉 10份
红柱石 3mm ~ lmm 32份
红柱石 lmm 10jum 8份
电熔白刚玉 l~10jim 10份
烧结a-AL203微粉 8.5份
粘结剂 3.5份
硅微粉 4份
钢纤维 2.5份
外加添加剂 0.6份
外加水 7份
以上组成比例为重量份。
所述莫来石微粉由粒径小于3nm、平均粒径为0.3 0.8jum的颗粒组成， 烧结a - AL203微粉由粒径小于3 |i m、平均粒径为0.3 ~ 0.8 |i m的颗粒组成。 所述粘结剂为水硬化粘结剂和陶瓷粘结剂的组合物，其中水硬化粘结剂为2.5份、陶瓷粘结剂为l份；所述水硬化粘结剂优选高铝水泥或纯铝酸钙水泥，
陶瓷粘结剂优选P-Al203。
所述钢纤维为0.2mm x lmm x 20mm或0.2mm x 1mm x 25mm的不锈钢纤维。
所述添加剂为减水剂、防爆材料和烧结助剂的组合物，其中减水剂为o.os
份、防爆材料为0.2份、烧结助剂为0.32份；所述减水剂优选三聚磷酸钠，防 爆材料优选有机纤维、纸纤维、金属铝粉及金属硅粉中的任意一种或其之间的 组合物，烧结助剂优选二氧化钛或氢氧化镁。
按本实施例配方浇注制备的铁水脱硫喷枪的理化性能见表1所示。
实施例3
本实施例的铁水脱硫喷枪用耐火材料的配方如下
莫来石 5mm 3mm 7份
莫来石 3mm lmm 14份 莫来石 lmm 10/am 8份
莫来石微粉 20份
红柱石 3mm lmm 20份 红柱石 lmm 10jum 4份
电熔白刚玉 l~10|iim 15份 烧结a-AL203微粉 3份 粘结剂 5份
硅微粉 1份
钢纤维 3份
外加添加剂 0.1份 外加水 4份
以上组成比例为重量份。
所述莫来石微粉由粒径小于3 Mm、平均粒径为0.3 ~ 0.8 jum的颗粒组成， 烧结oc - AL203微粉由粒径小于3 jd m、平均粒径为0.3 ~ 0.8 |li m的颗粒组成。
所述粘结剂为化学粘结剂、水硬化粘结剂和陶瓷粘结剂的组合物，其中化 学粘结剂为l份、水硬化粘结剂为3.5份、陶瓷粘结剂为0.5份；所述化学粘
结剂优选磷酸或磷酸二氢铝，水硬化粘结剂优选高铝水泥或纯铝酸钙水泥，陶瓷粘结剂优选P-Al203。
所述钢纤维为0.2mm x lmm x 20mm或0.2mm x lmm x 25mm的不锈钢纤维。
所述添加剂选自减水剂、防爆材料和烧结助剂中的任意一种，其中减水剂 优选三聚磷酸钠，防爆材料优选有机纤维、纸纤维、金属铝粉及金属硅粉中的 任意一种或其之间的组合物，烧结助剂优选二氧化钛或氢氧化镁。
按本实施例配方浇注制备的铁水脱硫喷枪的理化性能见表1所示。
本实施例的铁水脱硫喷枪用耐火材料的配方如下
莫来石 5mm ~ 3mm 0份
莫来石 3mm lmm 12份
莫来石 lmm 10jum 6份
莫来石微粉 30份
红柱石 3mm lmm 20份
红柱石 lmm 10pm 4份
电熔白刚玉 l~10Mm 17份
烧结a-AL203微粉 3份
粘结剂 2份
硅微粉 1份
钢纤维 5份
外加添加剂 0.34份
外加水 5份
以上组成比例为重量份。
所述莫来石微粉由粒径小于3jum、平均粒径为0.3 0.8jum的颗粒组成， 烧结a-AL203微粉由粒径小于3nm、平均粒径为0.3 ~ 0.8 ju m的颗粒组成。
所述粘结剂为化学粘结剂和陶瓷粘结剂的组合物，其中化学粘结剂为l份、 陶瓷粘结剂为l份；所述化学粘结剂优选磷酸或磷酸二氢铝，陶瓷粘结剂优选 P-A1203。
所述钢纤维为0.2mm x lmm x 20mm或0.2mm x lmm x 25mm的不锈钢纤维。所述添加剂为减水剂和烧结助剂的组合物，其中减水剂为0.04份、烧结助 剂为0.3份；所述减水剂优选三聚磷酸钠，烧结助剂优选二氧化钛或氢氧化镁。 按本实施例配方浇注制备的铁水脱硫喷枪的理化性能见表1所示。 实施例5
本实施例的铁水脱硫喷枪用耐火材料的配方如下
莫来石 5mm 3mm 12份
莫来石 3mm lmm 12份
莫来石 lmm 10um 8份
莫来石微粉 10份
红柱石 3mm~lmm 25份
红柱石 lmm 10jum 6份
电熔白刚玉 l~10jam 10份
烧结a-AL203微粉 6.5份
粘结剂 4.5份
硅微粉 2份
钢纤维 4份
外加添加剂 0.48份
外加水 6.5份
以上组成比例为重量份。
所述莫来石微粉由粒径小于3nim、平均粒径为0.3 0.8jum的颗粒组成， 烧结a-厄203微粉由粒径小于3 ym、平均粒径为0.3 ~ 0.8 ju m的颗粒组成。
所述粘结剂为水硬化粘结剂，优选高铝水泥或纯铝酸钙水泥。 所述钢纤维为0.2mm x lmm x 20mm或0.2mm x lmm x 25mm的不锈钢纤维。
所述添加剂为防爆材料和烧结助剂的组合物，其中防爆材料为0.2份、烧 结助剂为0.28份；所述防爆材料优选有机纤维、纸纤维、金属铝粉及金属硅粉 中的任意一种或其之间的组合物，烧结助剂优选二氧化钛或氢氧化镁。
按本实施例配方浇注制备的铁水脱硫喷枪的理化性能见表1所示。
表1中各项理化性能参数测定分别按照下列标准进行
体积密度按照YB/T5200-1933测定；常温耐压强度按照YB/T5201-1993测定 常温抗折强度按照YB/T5201-1993测定 高温抗折强度按照GB/T3002-2004测定 热震稳定性按照YB/T2206.2-1998测定; 线变化率按照YB/T5203-1993测定；
W (A1203) /%按照GB/T6900.4-1986测定; W (Si02) /%按照GB/T6900.2-1986YB测定。
表1按上述各实施例配方浇注制备的铁水脱硫喷枪的理化性能数据
<table>table see original document page 11</column></row><table>
可见，采用本发明耐火材料生产的铁水脱硫喷枪的理化性能优良。
权利要求
1.一种铁水脱硫喷枪用耐火材料，其特征在于，所述材料的配方如下莫来石5mm～3mm0～12份莫来石3mm～1mm12～16份莫来石1mm～10μm5.5～8份莫来石微粉10～30份红柱石3mm～1mm20～36份红柱石1mm～10μm4～8份电熔白刚玉1～10μm10～17份烧结α-AL2O3微粉3～8.5份粘结剂2～5份硅微粉1～4份钢纤维1～5份外加添加剂0.1～0.6份外加水4～7份以上各组成比例按重量份计。
2.根据权利要求1所述的铁水脱硫喷枪用耐火材料，其特征在于，所述莫来石微粉由粒径小于3jum、平均粒径为0.3 0.8"m的颗粒组成。
3. 根据权利要求1所述的铁水脱硫喷枪用耐火材料，其特征在于，所述烧 结oc - AL203微粉由粒径小于3 ia m、平均粒径为0.3 ~ 0.8 ju m的颗粒组成。
4. 根据权利要求1所述的铁水脱硫喷枪用耐火材料，其特征在于，所述粘 结剂选自化学粘结剂、水硬化粘结剂和陶瓷粘结剂中的任意一种或其之间的组 合物。
5. 根据权利要求4所述的铁水脱硫喷枪用耐火材料，其特征在于，所述化 学粘结剂为磷酸或磷酸二氢铝，所述水硬化粘结剂为高铝水泥或纯铝酸钙水 泥，所述陶瓷粘结剂为P-A1203。
6. 根据权利要求1所述的铁水脱硫喷枪用耐火材料，其特征在于，所述钢 纤维为0.2mm x lmm x 20mm或0.2mm x lmm x 25mm的不锈钢纤维。
7. 根据权利要求1所述的铁水脱硫喷枪用耐火材料，其特征在于，所述添加剂选自减水剂、防爆材料和烧结助剂中的任意一种或其之间的组合物。
8.根据权利要求7所述的铁水脱硫喷枪用耐火材料，其特征在于，所述减水剂为三聚磷酸钠，所述防爆材料为有机纤维、纸纤维、金属铝粉及金属硅粉 中的任意一种或其之间的组合物，所述烧结助剂为二氧化钬或氢氧化镁。
全文摘要
本发明公开了一种铁水脱硫喷枪用耐火材料，其以莫来石、红柱石为主，并在细粉中配入适量的红柱石粉，采用超微粉技术、高效外加剂和合理的颗粒级配方案，解决了现有技术所存在的热稳定性较差和使用寿命不高的缺陷。与现有技术相比，本发明所用原料来源广泛、价格低廉，致使铁水脱硫喷枪用耐火材料的生产成本降低了20％～30％；且热稳定性好，重烧收缩率小，烧后强度高；另外，采用本发明耐火材料生产的铁水脱硫喷枪性能优良、成本低廉，在不调整喷枪结构和其它生产与应用条件的情况下，平均使用寿命提高了1～2次/支，致使吨钢成本降低了30％～40％。
文档编号C04B35/66GK101633577SQ20081004100
公开日2010年1月27日 申请日期2008年7月25日 优先权日2008年7月25日
发明者冯惠峻, 甘菲芳, 茜 陈, 陈荣荣, 齐晓青 申请人:上海开宝耐火材料有限公司