专利名称：炼铁球团竖炉导风墙及导风墙异型砖配方的制作方法
技术领域：
本发明 涉及冶金耐火材料领域的炼铁球团竖炉导风墙及导风墙异型砖的配方。
背景技术：
现有技术中，用于炼铁球团竖炉导风墙及导风墙异型砖存在着如下的技术缺陷 1.使用寿命短，仅有12-18个月，导风墙体在高温强热风的侵蚀下，很快地剥落下来，除部分粉末变成灰粉外，余下的颗粒将随球团混在一起使球团品位、质量下降。2.能耗高，每吨耗煤800-1200KG ;3.人工劳动强度大；4.产品质量不稳定等不足。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种导风墙异型砖砌筑的炼铁球团竖炉导风墙，另一个目的在于提供该种导风墙异型砖的配方，以克服现有技术中存在的技术缺陷。本发明采用了这样的技术方案所述炼铁球团竖炉导风墙是由不同型号的导风墙异型砖砌筑成的，所述导风墙异型砖包括导风墙异型端尾砖、导风墙异型半砖、导风墙异型通砖、导风墙盖板砖、导风墙火口直形砖，其特征在于所述炼铁球团竖炉导风墙的两端平行且垂直砌筑有端墙，端墙的外侧铺设有硅酸铝纤维毡，端墙之间垂直砌筑导风墙，端墙与导风墙之间预留有膨胀缝，膨胀缝内填充有内衬硅酸铝纤维毡；所述导风墙的奇数层和偶数层用不同砖型砌筑，以保证错开墙面砖缝；所述导风墙的奇数层、偶数层采用若干导风墙异型通砖对接砌筑，或者两端相向砌筑有导风墙异型端尾砖，之间砌筑导风墙异型半砖；所述导风墙异型通砖、导风墙异型端尾砖、导风墙异型半砖的结构两侧的上、下两面均预制有导风墙异型砖凹弧或者导风墙异型砖凸弧，且导风墙异型砖凹弧与导风墙异型砖凸弧分别适配；所述导风墙的奇数层或者偶数层的顶层砌筑导风墙火口直形砖，导风墙火口直形砖的顶部砌筑导风墙盖板砖，导风墙盖板砖之间预留有膨胀缝。所述导风墙异型通砖的结构中部预制有垂直导风孔；导风墙异型端尾砖与导风墙异型半砖、导风墙异型半砖之间对接后构成垂直导风孔，所述导风墙的奇数层和偶数层上的垂直导风孔垂直对接；砌筑导风墙所使用的泥浆为高强度磷酸盐耐火泥浆，且要求砌缝均勻。所述导风墙异型砖是采用颗粒原料和微粉原料，经过筛选、破碎、颗粒分级、混碾、 浇注、300°C以下烘烤工艺制成的；其特征在于，其配方中，所述原料包括颗粒原料和微粉原料；所述颗粒原料及其重量份分别是特级煅烧矾土，5-8份，粒径10-15_ ；特级煅烧矾土，6-10份，粒径8-10_ ；酸洗高铝刚玉，10-15份，粒径5-8_ ；酸洗高铝刚玉，15-20份，粒径3_5mm ；
酸洗高铝刚玉，15-25份，粒径l_3mm ；碳化硅，8-12份，粒径 0. 5-lmm;所述微粉原料及其重量份分别是硅微粉，2-3份，500目α -AL2O3微粉，8-12份，325目；或者纯铝酸钙水泥，8-12份；石墨，2-3份；广西白泥，3-5份，< 180目；有机化合物无机粘结剂，0. 25-0. 4份。其理化性质如下α -AL2O3微粉即电熔刚玉微粉，它是工业氧化铝粉经电弧炉高温冶炼而得到的结晶体，电熔刚玉质制品也是在还原熔炼中进行的。把碳加入配料中，使原料中的主要杂志还原成金属，这样可使杂质与未被还原铝氧分离。由于CaO不能被还原分离而全部进入溶液中，因此其矿物组成为CaO-AL2O3-SiO2S元素。为了得到工业上质量好的电熔刚玉，配料和溶制过程中注意使熔融物中的SiO2含量约为CaO含量的二倍，使其生成钙长石(CaS2), 而不生成六铝酸钙，(CA6)。因为生成CA6时，一个分子的CaO要消耗六个分子的AL2O3，而在生产钙长石时，一个分子的CaO仅消耗一个分子的AL2O3，两种情况相比较，生成钙长石较 CA6有利，可获得较多的刚玉。要获得84 95%的电熔刚玉，其CaO含量不应高于0. 75 1. 00%。特级煅烧矾土中的TiO2杂质对电熔刚玉的质量起着有害的影响。生产电熔刚玉时，最后的结晶产物中，由于过分还原往往会生成一些含钛的矿物如Cr-TiO2, HiTiO2TiC及 TiN等或单体钛。它们在450 600°C之间产生剧烈膨胀而引起熔块产生裂纹。引起膨胀的主要原因是上述含钛矿物氧化生成金红石(TiO2)。在熔制块结束时，加入氧化剂，(轧钢皮)使已被还原的钛及其化合物氧化可以消除这种膨胀。在熔块结晶过程中，由于α -AL2O3结晶的比重大于熔液的比重，较纯的刚玉沉于熔块的下部，含杂质的熔液浮在上部，而引起缩孔，同时在下半部的收缩过程中形成分散的气孔，因此，由于刚玉熔液得到的熔块有不均勻的及分层的结晶结构特征，还有大而杂乱的气孔。另外，由于AL2O3熔液在2200°C时与α -AL2O3的比重差额达25%，使纯刚玉熔融物产生很大的收缩。为此，在配料中加入少量的Na2、CaO等，使其生成^-AL2O3，由于β的比重只有3. 3与溶液比重差额仅10%容易得到整体熔块。但同时将会降低熔块中α -AL2O3的含量及抗熔渣侵蚀的性能。所以导风墙砖要求刚玉的理化指标为体积密度3. 5 3. 98g/ cm3 AL2O3 彡 98. 5 Na2O 彡 0. 5 0. 7 磁性允许含量彡 0. 03Ti02 彡 1. 5。α -AL2O3是结晶块，筛分为一定颗粒，球磨成超微粉，机械除铁，再加入一定数量添加剂，导风墙中用α-AL2O3是因为它能耐酸和碱的侵蚀，耐火度高，荷重软化点高，化学稳定性好。高强度，耐磨损，耐冲刷，目前刚玉主要用于抛光砂布，砂轮，和切割金属材料用的刀具等，因其硬度大，因此是重要的人造磨料磨具。碳化硅(SiC)碳化硅是Si-C而元素系统中唯一的二元化合物，其原子比为1 1，含C29. 7% Si 为70. 3% SiC有几种晶型^-SiC和d-SiC。3-3比为立方晶系，从21001开始到24001不可逆地缓慢转化为立方晶系d-SiC，β -SiC真密度为3. 21g/cm3, α -SiC为3. 22g/cm3，在浇注料中用的SiC为α _SiC，它具有很低的热膨胀性，α平均=3. 24Χ 10_6/°C约为莫耒石的1/2。导热性很高，在室温下约为35w/m°C。SiC不熔化，当温度高于2760°C时开始分解为蒸气和02。实际上SiC从2200°C 2500°C起即开始分解，到2700°C以上已显著分解。 SiC的化学稳定性较好，在HC1，H2SO4和HF中煮沸也不受侵蚀。SiC同硅酸在高温下也不发生化学反应，故具有抵抗酸性熔渣侵蚀的良好性质，但却易受碱性熔渣的侵蚀。 SiC和石灰在525°C时开始反应到1000°C左右反应显著。在此温度下它与MgO反应显著，与氧化铜的反应在800°C已强烈进行。同氧化铁在1000°C 1200°C时进行反应到1300°C时已明显可见崩裂出现。同氧化锰从1360°C起出现崩裂现象，SiC在氯气中从600°C开始与之反应，到1200°C时可使其分解为SiCl4和CCl4熔融碱在赤热温度下可使SiC分解，故不能抵抗硼砂，冰晶石，水玻璃，碳酸钾等的侵蚀。不含氧化物的金属熔融液在1000°C 1200°C侵蚀SiC，但锌和铅等例外，因SiC在这些金属液不受侵蚀，故在锌蒸馏用的耐火材料中，SiC 使用最广泛。在1000°C以上SiC同强氧化性气体容易反应分解。同水蒸气接触也容易反应分解。总之，SiC的主要缺点是在高温下易氧化，颗粒愈细，愈易氧化。在氧分压得很高时，生成的氧化物有 SiO2 和 CO2 或 CO 即生成 SiC+202 — Si02+C02SiC+3/202 — Si02+C0 SiO2 的生成从iooo°c开始，随温度升高而显著加速。因此碳化硅在强氧化气氛下使用，以iioo°c以下为宜。SiO2生成时，由于真空密度降低，伴有体积膨胀效应，使SiC疏松。若生成熔融硅酸盐，则在SiC的表面形成薄膜，此种薄膜一旦生成，正常的氧化受到抑制而减弱，形成保护层，防止进一步的氧化。若生成SiO，则因其挥发，可促进氧化速度。在真空炉中，当真空度小于10. ImmHg时，在1300°C下，氧化速度为在空气中的3倍。SiC与水蒸气反应，生成甲烷和SiO2,若生成SiO2保护膜，因水蒸气分解而被破坏，氧化剧烈进行。在合成SiC时残留的Si、C及氧化铁均对SiC的氧化程度有影响，在普通的氧化气氛下纯SiC可在高达1500°C的温度下安全使用，而含杂质的SiC，在1220°C时即严重氧化。 因此导风墙型砖中对SiC的要求是体密3·12 3. 18g/cm3 SiC ^ 98. 5% Fe2O3 彡 0. 7 Al 彡 0. 1游离SiO2 = 0 游离 Si = 0。由于SiC不熔化和分解出蒸气的温度很高，并具有很高的导热性和低的热膨胀性，从而具有很好的耐热震性。此外，SiC抗化学侵蚀和酸性熔渣侵蚀的性能很强，故可以认为是一种良好的耐火原料，在此导风墙砖的配料中占有重要的地位。石墨(C)石墨是碳素晶型之一。天然的石墨，按其产出的状态，可分为磷片状石墨和微晶质块状石墨(土状石墨)两种。天然石墨呈六角板状结晶，土状石墨也是微小结晶的。石墨具有比无定形碳更高的高温性质不熔化在2100°C以下不产生塑性流动，在 3704°C时挥发，也不溶于酸碱盐溶液，在氧化气氛和高温下易氧化燃烧掉，但氧化开始温度较高(开始于600°C )石墨的氧化速度与其晶体结构，粒度和灰分含量多的易于氧化。这是由于石墨燃烧时灰分在其颗粒表面形成保护膜之故。石墨的导热系数很高，1000°C为63.8w/m°C是热和电的良导体。在导风墙砖的热震稳定性和耐剥落性。同时C质材料具有耐渣侵蚀，不易粘铁。由于石墨的层状态结构使其许多的性质呈现显著。各方位平行于层状方向的导热率比垂直于层状态方向的大。而且层与层之间的结合力很弱，不宜单独用作耐火材料。石墨的热膨胀系数很低25V 1600°C区间，平均只有3. 34X 10_6/°C石墨的质量通常从固定碳，挥发分、灰分的含量百分率和粒度等指标衡量。灰分含量过多会沾污金属， 降低制品的耐火度，导热性和化学稳定性等。石墨的磷片大能增加坯料的塑性，促使坯体更加紧密而且不易燃烧。因为作为耐火材料用的石墨以磷片结晶大灰分含量少的优，在此导风墙砖的配料中对石墨的要求是密度2.09-2. 23g/cm3 ；固定碳94 99. 99% ；磷片密度0. 2mm 1. 2mm石墨的特点是导热系数大，热膨胀系数小，弹性模量小，抗热震性能好，熔体难以润温，耐熔渣侵蚀性能优良，常温下与酸碱，有机溶剂不起反应。在球团竖炉的导风墙转中，有害气体冲刷砖的途径之一，是通过砖体表面的毛细管，有害气体之所以不能进入毛细管，就是因为C难以被有害气体侵蚀的特性。石墨目前在冶金工业中，用于制造石墨，坩埚和翻砂铸模面的涂料炼钢铁炉衬里和保护渣等。电工业方面做电极、电刷、电池正极导电材料，碳管等；在化学工业中，做耐酸碱制品和化肥；工业用的催化剂以及耐高温、高压密封等；还可以作润滑剂、防腐油漆、颜料、铅笔芯、火药、原子反应堆中的中子减速剂及宇航工业中的抗腐剂等。有机化合物无机粘结剂本发明所述导风墙砖的配料中，使用的粘结剂为α-AL2O3或纯铝酸钙水泥。用 α -AL2O3水泥作粘结剂时，为了加快反应，提高强度，因此必须加入外加剂和助粘结剂。纯铝酸钙水泥是由烧结法或熔融法生产的铝酸钙熟料经细磨而制成的水硬性胶凝材料。它具有快硬高强、耐火、抗硫酸盐侵蚀的特点。他的结合性能主要是由于铝酸钙的水化而实现的，水化建立强度是因为片、针状水化产物与胶态AH3交织在一起，将耐火材料紧密地联系在一起，从而成为一个坚强的整体。纯铝酸钙水泥要求α-AL20372 78 CaO 19 24Si020 . 2 0. 6 Fe2O3O. 1 0. 7 Na2O 彡 0. 6耐火度彡1750 "C硅微粉本发明的配料中，硅微粉作为抗氧化剂使用，抗氧化剂用复合抗氧化剂，但以金属 Si微粉为主，占抗氧化剂总质量的88. 47%，因为Si微粉在高温下与C反应生成纤维状态， 蠕虫状态或絮状次生SiC起着增强作用，提高了材料的烧后和热态下的力学强度，同时还防止了 C的氧化，可以明显地增强材料耐冲刷侵蚀的作用，并形成一种AL2O3-SiC质材料。广西白泥铁0. 45%，钠 3. 67%，铝 25%，硅 62. 12%，白度-J2. 4。本发明的有益效果1、减低生产成本，使用周期长达8 15年，大幅速度降低了消耗及成本。2、提高了球团的质量3、减少工人劳动强度改善了工作环境，不漏风，使用周期长。4、改善生产环境使用过程中不产生有害气体，密封严，不穿风，明显改善了生产环境。
5、生产安全即使在使用后期，不会产生裂缝现象，以保证顺利，安全生产。导风墙异型砖的理化指标
权利要求
1.一种炼铁球团竖炉导风墙，其特征在于炼铁球团竖炉导风墙是由不同型号的导风墙异型砖砌筑成的，所述导风墙异型砖包括导风墙异型端尾砖(3)、导风墙异型半砖(4)、 导风墙异型通砖(401)、导风墙盖板砖(7)、导风墙火口直形砖(6)，所述炼铁球团竖炉导风墙的两端平行且垂直砌筑有端墙(10)，端墙(10)的外侧铺设有硅酸铝纤维毡(1)，端墙 (10)之间垂直砌筑导风墙，端墙(10)与导风墙之间预留有膨胀缝，膨胀缝内填充有内衬硅酸铝纤维毡(2)；所述导风墙的奇数层和偶数层用不同砖型砌筑，以保证错开墙面砖缝；所述导风墙的奇数层、偶数层采用若干导风墙异型通砖(401)对接砌筑，或者两端相向砌筑有导风墙异型端尾砖(3)，之间砌筑导风墙异型半砖(4)；所述导风墙异型通砖(401)、导风墙异型端尾砖(3)、导风墙异型半砖(4)的结构两侧的上、下两面均预制有导风墙异型砖凹弧(41)或者导风墙异型砖凸弧(42)，且导风墙异型砖凹弧(41)与导风墙异型砖凸弧(42) 分别适配；所述导风墙的奇数层或者偶数层的顶层砌筑导风墙火口直形砖(6)，导风墙火口直形砖(6)的顶部砌筑导风墙盖板砖(7)，导风墙盖板砖(7)之间预留有膨胀缝。
2.按照权利要求1所述的炼铁球团竖炉导风墙，其特征在于所述导风墙异型通砖 (401)的结构中部预制有垂直导风孔(5)；导风墙异型端尾砖(3)与导风墙异型半砖(4)、 导风墙异型半砖(4)之间对接后构成垂直导风孔(5)，所述导风墙的奇数层和偶数层上的垂直导风孔(5)垂直对接；砌筑导风墙所使用的泥浆为高强度磷酸盐耐火泥浆，且要求砌缝均勻。
3.按照权利要求1所述的炼铁球团竖炉导风墙，其特征在于所述导风墙异型砖是采用颗粒原料和微粉原料，经过筛选、破碎、颗粒分级、混碾、浇注、300°C以下烘烤工艺制成的；其特征在于，其配方中，所述原料包括颗粒原料和微粉原料；所述颗粒原料及其重量份分别是 特级煅烧矾土，5-8份，粒径10-15mm ； 特级煅烧矾土，6-10份，粒径8-10mm ； 酸洗高铝刚玉，10-15份，粒径5-8mm ； 酸洗高铝刚玉，15-20份，粒径3-5mm ； 酸洗高铝刚玉，15-25份，粒径l_3mm ； 碳化硅，8-12份，粒径0. 5-lmm ； 所述微粉原料及其重量份分别是 硅微粉，2-3份，500目；α-AL2O3微粉，8-12份，325目；或者纯铝酸钙水泥，8-12份； 石墨，2-3份；广西白泥，3-5份，< 180目； 有机化合物无机粘结剂，0. 25-0. 4份。
全文摘要
炼铁球团竖炉导风墙及导风墙异型砖的配方，本发明的目的之一在于提供一种导风墙异型砖砌筑的炼铁球团竖炉导风墙，另一个目的在于提供该种导风墙异型砖的配方，以克服现有技术中存在的技术缺陷。所述炼铁球团竖炉导风墙是由不同型号的导风墙异型砖砌筑成的，所述导风墙异型砖包括导风墙异型端尾砖、导风墙异型半砖、导风墙异型通砖、导风墙盖板砖、导风墙火口直形砖。所述导风墙异型砖是采用颗粒原料和微粉原料，经过筛选、破碎、颗粒分级、混碾、浇注、300℃以下烘烤工艺制成的；产品使用周期长达8～15年，大幅速度降低了消耗及成本。使用过程中不产生有害气体，密封严，不穿风，明显改善了生产环境。
文档编号F27B1/10GK102353248SQ201110200480
公开日2012年2月15日 申请日期2011年7月18日 优先权日2011年7月18日
发明者刘伟, 刘瑜, 景书贤, 景文慧 申请人:登封市诚鑫耐火材料有限公司