专利名称：用于炼铁热风炉系统的水系压入灌浆料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于炼铁热风炉系统的水系压入灌浆料及其制备方法，属于耐火材料领域。
背景技术：
钢铁企业的炼铁热风炉系统随着高炉的大型化，冶炼强度的提高，热风炉系统的风温和顶压都在提高，热风炉系统投入使用后，由于热风炉强化冶炼，热风炉内衬所承受的工作条件更为苛刻，损毁现象也更为严重，尤其在燃烧口，热 风管道和管道连接处温度上升现象颇为严重，与热风炉本体相连的各短管只适用于常压操作，当高炉进行高风温、高顶压操作时，热风主管变形增加，相应的变形量增加，导致连接处发红、变形，局部温度过高；另夕卜，热风短管长期受到热风冲击力，致使短管上的波纹管受力变形加大，加之波纹管在送风、烧炉、闷炉时表面温差较大，产生热胀冷缩，使得波纹管频繁伸缩，降低了使用寿命，部分工作层开裂及贯通裂缝和结构等原因造成热风炉内衬与炉壳之间的保温材料等发生破坏，形成空洞引起炉壳温度局部过高、甚至炉壳开裂，恶化了生产环境，影响生产人员的安全，既浪费了能量，又严重影响了短管结构的稳定，直接影响高炉的安全生产和使用寿命。目前传统的压入材料有普通的耐火泥浆和磷酸盐泥浆，耐火泥浆是用铝矾土细粉加粘土结合剂加外加剂制备成的，该材料中低、温时几乎没有强度，因为是用生粘土作结合齐U，经高温后产生收缩，出现大面积裂纹，经高温高压的热风反复冲刷，很快出现粉化脱落，设备外壳出现二次升温发红。磷酸盐泥浆是以磷酸作为结合剂，目前最普遍的是用固体粉状磷酸盐通过加水搅拌而成，该泥浆低温烘干抗折强度在IMpa左右，不能满足现代高炉炼铁高温高压的冶炼强度，且热风炉系统需灌浆的部位温度普遍都在300°C，磷酸盐泥浆在该温区一般一周左右就被高温高压风吹开，致使供给高炉冶炼的风温风压下降，导致炼铁产量大大下降，严重影响企业经济效益和生产安全。由于目前市场上几种传统的压入材料自身所存在的缺陷，压入到炉衬后材料很快就出现粉化脱落，炉衬缝隙进一部扩大，炉壳温度出现反复发红，严重威胁着安全生产，不得不多次反复的压入灌浆，甚至进行大面积的挖补和停炉检修，浪费了大量的人力和物力，同时造成的停炉停产损失巨大；而多次反复停炉检修又加剧了炉衬的损毁，缩短了设备的使用寿命，浪费了大量的不可再生资源，给企业带来了巨大的经济损失。
发明内容
本发明的目的在于为了消除生产隐患，保持和延续热风炉的安全生产和使用寿命，采用压入灌浆方法进行维护，为了克服目前耐火泥浆和磷酸盐泥浆用于热风炉系统灌浆的不足，提供一种低温时就具有很高的强度、并且随着温度的升高强度不断提高、致密性好、抗热震稳定性和抗侵蚀能力强的用于炼铁热风炉系统的水系压入灌浆料。本发明的另一目的在于提供所述用于炼铁热风炉系统的水系压入灌浆料的制备方法。
本发明提供了一种用于炼铁热风炉系统的水系压入灌浆料，各组份按重量份的配方为高铝矾土 72-81份，刚玉细粉5-10份，a氧化铝微粉3_6份，生粘土 1_3份或膨润土1_3份,蓝晶石1_3份，Y2O3(氧化乾)0. 5_1份、La2O3 (氧化镧)0. 5_1份,糊精1_2份,娃胶粉2-4份，硅灰1-2份，羧甲基纤维素0. 5-1份，三聚磷酸钠0. 2-1份、六偏磷酸钠0. 2-1份。本发明所述高铝矾土为市售高铝矾土熟料，三氧化二铝含量不少于83%，加工为三级级配lmm-0. 5mm30%, 0. Smm-Q. 1 mm40% 0. 1mm~0. 076mm以下30% ;所述刚玉细粉为市售，粒度不大于0.076mm，三氧化二铝含量不少于95%.;所述a氧化铝微粉为市售三氧化二铝含量不少于85% ;所述膨润土为市售膨润土细粉，所述 蓝晶石为市售，粒度不大于0. 076mm ;所述Y2O3 (氧化钇)为普通级，含量不少于99. 9% ,粒度3-5um，La2O3 (氧化镧)为普通级，含量不少于99. 5-99. 9% ,粒度3-6um。所述糊精为市售产品,所述娃胶粉为市售产品；所述娃灰为市售产品，二氧化硅含量不少于92% ;所述羧甲基纤维素为市售产品，为纤维状，所述三聚磷酸钠为优等品，含量不少于96% ;六偏磷酸钠为工业级，含量不少于68%。本发明所述用于炼铁热风炉系统的水系压入灌浆料的制备方法为先将高铝矾土、刚玉细粉、a氧化铝微粉、生粘土或膨润土、蓝晶石按配方比例混合，搅拌均匀；再将氧化钇和氧化镧混合物、糊精、硅胶粉、硅灰、羧甲基纤维素三聚磷酸钠和六偏磷酸钠混合物，按配方比例混合，搅拌均匀；将上述两次混合好的物料，加入到双螺旋混合机搅拌均匀后出料包装入库。使用时，根据工程用量投料，加干料重量20-26%的自来水，搅拌均匀后即可使用。本发明所述用于炼铁热风炉系统的水系压入灌浆料，低温时就具有很高的强度，并且随着温度的升高强度不断提高，致密性好，抗热震稳定性和抗侵蚀能力强，能长期承受高温高压气流的冲刷而不会粉化脱落，能与母材结合成整体，操作简单方便，有效解决了钢铁企业热风炉系统因炉衬窜风而造成炉壳发红的难题。本发明水系压入灌浆料的制备方法简单，生产工艺成熟，使用效果明显，可大大提高窑炉使用寿命，易如推广应用。
具体实施例方式本发明所述用于炼铁热风炉系统的水系压入灌浆料的配料说明
I:主材特级高招帆土采用三级，刚玉细粉按不大于0. 076mm粒度加入,这样使材料能形成更紧密的整体。2 :添加了复合稀土材料。Y2O3(氧化钇)、La2O3 (氧化镧)二种稀土氧化物同时加入，可以提高常温力学性，同时烧结强度大大提高，增强材料的致密性好，使气孔率大大降低，由于稀土有高熔点(2000°C以上)，并能与其它金属氧化物作用生成复合氧化物，提高了材料的抗热震稳定性和抗侵蚀能力。3 :糊精、羧甲基纤维素组成复合有机结合剂和硅胶粉的加入，可以有效提高常温强度。三聚磷酸钠、六偏磷酸钠组成的高效减水剂。可以降低水分的加入量，三聚磷酸钠还可以增加材料的分散性，使材料形成悬浮状，材料具有很好的流动性，在输送压力下不会粘结灌浆管壁，不会堵塞灌浆管，具有很好的施工性能。4 :生粘土、膨润土的加入，可进一部提高中温烧结强度。
5 :添加了蓝晶石细粉，a氧化铝微粉，这样提高了高温烧结强度和致密性，由于蓝晶石细粉烧结时的膨胀效果，抵消了有机材料和一些低熔点物质的烧失，提高了高温整体强度，不开裂，不脱落。以下结合实施例对本发明进行详细说明。实施例I :
称取高铝矾土 78kg、刚玉细粉6 kg、a氧化铝微粉4 kg、生粘土 3kg、蓝晶石2 kg、Y203(氧化乾)0. 6 kg ；La2O3 (氧化镧)0. 9 kg、糊精I kg、娃胶粉2. 5 kg、娃灰I kg、羧甲基纤维素0.5 kg ;三聚磷酸钠0. 25 kg、六 偏磷酸钠0. 25 kg。先将特级高铝矾土、刚玉细粉、a氧化铝微粉、生粘土、膨润土、蓝晶石按配方比例混合，搅拌均匀；再将氧化钇和氧化镧混合物、糊精、硅胶粉、硅灰、羧甲基纤维素三聚磷酸钠和六偏磷酸钠混合物，按配方比例混合，搅拌均匀；将上述两次混合好的物料，加入到双螺旋混合机搅拌均匀后出料包装入库。使用时按总重量22%的加水，搅拌均匀后即可使用。加水22%搅拌均匀后检测性能指标为=Al2O3 75. 22%,耐火度1790°C、冷态抗折强度11(TC X24H 4. 3Mpa ; 1100°C X3H 7.5 Mpa ; 1300 °C X3H 10. 8 Mpa。实施例2:
称取特级高铝矾土 76 kg、刚玉细粉9 kg、a氧化铝微粉3 kg、生粘土 I. 5 kg、膨润土
I.5 kg、蓝晶石 I. 5 kg、Y2O3(氧化宇乙)0. 52 kg、La2O3 (氧化镧)0. 78kg、糊精 I kg、娃胶粉2. 7 kg、娃灰I. 2 kg、羧甲基纤维素0.5 kg、三聚磷酸钠0. 25kg、六偏磷酸钠0. 35kg,按实施例I相同制备方法制得本发明所述用于炼铁热风炉系统的水系压入灌浆料。使用时按总重量21%的加水，搅拌15分钟以上直至均匀即可使用。按配方外加水21%搅拌均匀后检测性能指标为=Al2O3 76. 08%,耐火度1790°C、冷态抗折强度11(TC X24H 4. 6Mpa ; 1100°C X3H 8. OMpa ; 1300 °C X3H 11. IMpa。实施例3
称取高铝矾土 75 kg、刚玉细粉8 kg、a氧化铝微粉4 kg、膨润土 3kg、蓝晶石2 kg、Y2O3 (氧化宇乙)0.64kg、La2O3 (氧化镧)0. 96kg、糊精 I. I kg、娃胶粉 2. 9kg、娃灰 I. 3 kg、甲基纤维素0.4 kg、三聚磷酸钠0.3 kg、六偏磷酸钠0.4kg，按实施例I相同制备方法制得本发明所述用于炼铁热风炉系统的水系压入灌浆料。使用时按总重量21%的加水，搅拌均匀后即可使用。按配方外加水21%搅拌均匀后检测性能指标为=Al2O3 75. 95%,耐火度1790°C、冷态抗折强度11(TC X24H 4. 9Mpa ; 1100°C X3H 7. 3Mpa ; 1300 °C X3H 10. 6Mpa。本发明所述的水系压入灌浆料性能良好，低温强度高，中温强度不下降，随着温度的升高不断升高，耐火度高。通过几十个大中型钢铁企业炼铁热风炉系统的使用，都达到了非常理想的效果，延长了窑炉使用寿命，产生了较好的经济和社会效益。本发明所述水系压入灌浆料的性能指标如下
权利要求
1.一种用于炼铁热风炉系统的水系压入灌浆料，其特征在于各组份按重量份的配比为高铝矾土 72-81份，刚玉细粉5-10份，a氧化铝微粉3_6份，生粘土 1_3份或膨润土1-3份，蓝晶石1-3份，氧化钇0. 5-1份、氧化镧0. 5-1份，糊精1-2份，硅胶粉2-4份，硅灰1-2份，羧甲基纤维素0. 5-1份，三聚磷酸钠0. 2-1份、六偏磷酸钠0. 2-1份。
2.根据权利要求I所述水系压入灌浆料，其特征在于高铝矾土为高铝矾土熟料，其中三氧化二铝含量不少于83%，为三级级配lmm-0. 5mm30%, 0. 5mm-0. Imm40%0.lmm-O. 076mm30%。
3.根据权利要求I所述水系压入灌浆料，其特征在于刚玉细粉粒度不大于0.076mm,三氧化二铝含量不少于95%。
4.根据权利要求I所述水系压入灌浆料，其特征在于a氧化铝微粉粒度不大于5um，三氧化二铝含量不少于85%。
5.根据权利要求I所述水系压入灌浆料，其特征在于蓝晶石粒度不大于0.076mm，三氧化二铝含量不少于50%。
6.根据权利要求I所述水系压入灌浆料，其特征在于氧化钇为普通级，含量不少于99. 9%，粒度3-5um ;氧化镧为普通级，含量99. 5-99. 9%，粒度4_6um。
7.根据权利要求I所述水系压入灌浆料，其特征在于三聚磷酸钠为优等品，含量不少于96% ;六偏磷酸钠为工业级,含量不少于68%。
8.根据权利要求I所述水系压入灌浆料，其特征在于硅灰为二氧化硅含量不少于92%。
9.根据权利要求I或2或3或4或5或6或7或8所述水系压入灌浆料，其特征在于制备方法为先将高铝矾土、刚玉细粉、a氧化铝微粉、生粘土、膨润土、蓝晶石按配方比例混合，搅拌均匀；再将氧化钇和氧化镧混合物、糊精、硅胶粉、硅灰、羧甲基纤维素、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠混合物，按配方比例混合，搅拌均匀；将上述两次混合好的物料，加入到双螺旋混合机搅拌均匀后出料包装入库。
10.根据权利要求I或2或3或4或5或6或7或8所述水系压入灌浆料，其特征在于使用时再加入干材料重量20-26%的水，搅拌均匀，即可。
全文摘要
本发明公开了一种用于炼铁热风炉系统的水系压入灌浆料及其制备方法。各组份按重量份的配比为高铝矾土72-81份,刚玉细粉5-10份，α氧化铝微粉3-6份，生粘土1-3份或膨润土1-3份，蓝晶石1-3份，氧化钇0.5-1份、氧化镧0.5-1份，糊精1-2份，硅胶粉2-4份，硅灰1-2份，羧甲基纤维素0.5-1份，三聚磷酸钠0.2-1份、六偏磷酸钠0.2-1份。本发明材料由于采用了三级配主材和复合稀土材料、复合结合剂等，大大提高了材料的致密性、常温强度大幅度提高，并且随着温度的升高强度不断提高；抗热震稳定性好、抗侵蚀能力强，压入到炉衬后不会出现粉化脱落，可作为钢铁企业一种简便有效节能的窑炉设备维护材料。
文档编号C04B35/66GK102765954SQ20121028299
公开日2012年11月7日 申请日期2012年8月10日 优先权日2012年8月10日
发明者黎松沅, 黎根源 申请人:萍乡市科兴窑炉材料有限公司