爐缸整體造襯工藝用原位抗蝕劑及其制備方法和應用技術

本發明專利技術屬于耐火材料技術領域，涉及一種爐缸整體造襯工藝用原位抗蝕劑及其制備方法和應用。該爐缸整體造襯工藝用原位抗蝕劑，按質量份計，包含：氧化鈦粉10～20份；球狀瀝青10～30份；碳涂覆的巖石纖維10～30份；金屬鋁粉3～10份以及氧化鋁微粉40～60份。本發明專利技術的爐缸整體造襯工藝用原位抗蝕劑加入爐缸造襯用Al2O3-SiC體系納米溶膠結合自流料，在生產使用中與鐵水接觸，原位形成均勻高溫粘滯層，達到釩鈦護爐的目的，有效節省煉鐵成本，延長高爐爐缸使用壽命，具有增加鐵水抗侵蝕能力和節省釩鈦護爐工藝的效果。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于耐火材料
，具體涉及一種爐缸整體造襯工藝用原位抗蝕劑及其制備方法和應用。
技術介紹
高爐是連續進行高溫作業的煉鐵主要設備，其爐缸是高爐生產過程中安全長壽的關鍵部位，其性能優越決定高爐服役的壽命。爐缸長期受到鐵水物理旋流和渦流沖刷和化學侵蝕，造成爐缸熔損和破壞；同時爐缸砌筑過程中大量磚縫存在，造成局部缺陷和損毀不均勻，甚至由于磚縫侵蝕出現爐缸的爐底或側壁磚漂浮，爐缸的安全受到威脅，長壽高效煉鐵目標難以實現。延長高爐爐缸使用壽命是冶煉工程技術人員一直關心的課題。目前國內外高爐爐缸新建或維修采用碳磚或碳磚-陶瓷杯結構，先進的爐缸整體造襯工藝通過支模泵送澆筑成型，對爐缸進行新建或維修造襯；與傳統砌磚方法相比，具有整體性強、施工方便、耗時少、投產快、使用壽命長、環境污染小等特點。高爐爐缸整體造襯工藝所用納米硅溶膠結合爐缸自流料以Al2O3-SiC體系為主，用于新建/維修爐缸爐底到風口上沿部位，通過支模泵送澆筑成型，爐缸形成一個沒有任何縫隙的整體。納米硅溶膠結合爐缸自流料成分復雜，獲得高致密度、結構均勻、性能優良、施工高效的泵送自流料，依賴于自流料結合劑納米硅溶膠選擇及多種微粉、超微粉和外加劑的使用。這種骨料-細粉混合物在高爐冶煉過程中要充分發揮其各個組分的作用，必須要求粉料混合均勻，現場施工加結合劑納米溶膠攪拌后流動性優良，能迅速自動找平，材料不偏析，硬化時間適宜，泵送澆筑成型后材料性能優良，同質異質結合性能同一。爐缸作為高爐最薄弱環節，提高爐缸材料性能是保證高爐長壽高效服役的基礎，釩鈦護爐工藝在國內外高爐日常生產中得到廣泛應用，作用的效果是形成高溫粘滯層，阻止鐵水進一步侵蝕爐缸材料。目前，高爐爐缸整體造襯工藝所用材料尚還存在如下問題：1)抗鐵水侵蝕能力差，2)高溫粘滯層形成不均勻，3)需要長期釩鈦護爐。因此，對于高爐爐缸整體造襯工藝所用材料存在改進和優化的需要。
技術實現思路
為了解決上述問題，本專利技術的一個目的是提供一種爐缸整體造襯工藝用原位抗蝕劑，該原位抗蝕劑加入爐缸造襯用Al2O3-SiC體系納米溶膠結合自流料，在生產使用中與鐵水接觸，原位形成均勻高溫粘滯層，達到釩鈦護爐的目的，有效節省煉鐵成本，延長高爐爐缸使用壽命。本專利技術的另一目的是提供上述爐缸整體造襯工藝用原位抗蝕劑的制備方法。本專利技術的又一目的是提供上述爐缸整體造襯工藝用原位抗蝕劑的應用。為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：根據本專利技術的一個方面，本專利技術的爐缸整體造襯工藝用原位抗蝕劑，按質量份計，包含：在本專利技術優選的實施方案中，本專利技術的爐缸整體造襯工藝用原位抗蝕劑，按質量份計，包含：在本專利技術中，所述氧化鈦粉為工業級銳鈦礦二氧化鈦粉，TiO2含量≥98％，粒度<0.075mm；所述球狀瀝青，粒度在0.3～0.8mm之間，結焦值≥58％，灰分<0.3％；所述碳涂覆的巖石纖維，例如，可以為碳涂覆的玄武巖纖維，密度2.6～2.8g/cm3，其中碳含量為該纖維的0.1wt％～0.3wt％；所述金屬鋁粉，Al含量≥99％，粒度<0.075mm；所述氧化鋁微粉為α-Al2O3微粉，Al2O3含量≥99.9％，粒度<5μm，例如，可以為CL370或CTC20型號的α-Al2O3微粉。根據本專利技術的另一方面，提供本專利技術的爐缸整體造襯工藝用原位抗蝕劑的制備方法，包括：將氧化鈦粉、球狀瀝青、碳涂覆的巖石纖維、金屬鋁粉以及氧化鋁微粉按照各自質量份在室溫條件下分別加入到攪拌機中，強制攪拌10～15min確保混合均勻，轉子轉速為500～600轉/分，轉盤轉速為180轉/分，得到本專利技術的爐缸整體造襯工藝用原位抗蝕劑。根據本專利技術的又一方面，提供上述爐缸整體造襯工藝用原位抗蝕劑在爐缸整體造襯中作為原位抗蝕劑的應用，在爐缸整體造襯中將所述原位抗蝕劑加入到爐缸自流料中，特別是加入到Al2O3-SiC體系納米溶膠結合自流料中，且原位抗蝕劑的最佳加入量為爐缸自流料重量的5％。本專利技術的原位抗蝕劑在爐缸整體造襯工藝用自流料實際應用中具有如下效果：1、增加鐵水抗侵蝕能力本專利技術與普通爐缸整體造襯用納米溶膠結合自流料相比，原位抗蝕劑的加入使爐缸材料在使用過程中，原位生成高溫物質Ti(C,N)，與鐵水接觸的粘滯層中Ti(C,N)含量更加均勻，有效阻止鐵水對爐缸材料的進一步侵蝕，從而增強爐缸材料對鐵水抗侵蝕能力。抗鐵水侵蝕效果如表1所示，可見加入本專利技術的原位抗蝕劑后鐵水侵蝕率降低約40％。表1鐵水侵蝕率比較2、節省釩鈦護爐工藝原位抗蝕劑的加入，高爐在冶煉過程中爐缸原位生成Ti(C,N)，如圖1所示，在與鐵水接觸的粘滯層中Ti(C,N)含量不但均勻且連續，而釩鈦護爐只是在表面生成，且生成量有限，效果不明顯。原位抗蝕技術的應用，可以大大提高爐缸的安全利用系數，同時節省釩鈦護爐工藝，起到節約能源的效果。附圖說明圖1是說明普通的釩鈦護爐工藝與添加本專利技術的原位抗蝕劑的原位抗蝕技術的爐缸護爐示意圖。具體實施方式以下結合具體實施例來進一步說明本專利技術，下面各實施例僅用于舉例說明本專利技術，而本專利技術的范圍不局限于這些實施例。在下面的實施例中，所用氧化鈦粉為工業級銳鈦礦二氧化鈦粉，TiO2含量≥98％，粒度<0.075mm；所用球狀瀝青，粒度在0.3～0.8mm之間，結焦值≥58％，灰分<0.3％；所述碳涂覆的巖石纖維為碳涂覆的玄武巖纖維，密度2.6～2.8g/cm3，其中碳含量為該纖維的0.1～0.3wt％，由四川航天拓鑫玄武巖實業有限公司生產；所用金屬鋁粉，Al含量≥99％，粒度<0.075mm；所用氧化鋁微粉為CL370或CTC20型號的α-Al2O3微粉。實施例1爐缸整體造襯工藝用原位抗蝕劑制備流程為：在高效混合設備中，設定攪拌時間為10min，轉子轉速為500轉/min，轉盤轉速為180轉/min。在室溫條件下，依次往攪拌機中加入45份的氧化鋁微粉，20份的碳涂覆的玄武巖纖維，15份的球狀瀝青，15份的氧化鈦粉，以及5份的金屬鋁粉，均勻混合后得到爐缸整體造襯工藝用原位抗蝕劑。所得到的爐缸整體造襯工藝用原位抗蝕劑按自流料重量的5％加入到Al2O3-SiC體系納米溶膠結合自流料(組成如附表1所示)中，通過支模澆筑形成整體爐缸，鐵水侵蝕率按GB/T24201-2本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種爐缸整體造襯工藝用原位抗蝕劑，按質量份計，包含：

【技術特征摘要】
1.一種爐缸整體造襯工藝用原位抗蝕劑，按質量份計，包含：
2.根據權利要求1所述的爐缸整體造襯工藝用原位抗蝕劑，按質量份計，
包含：
3.根據權利要求1或2所述的爐缸整體造襯工藝用原位抗蝕劑，其特征
是，所述氧化鈦粉為工業級銳鈦礦二氧化鈦粉，TiO2含量≥98％，粒度
<0.075mm。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的爐缸整體造襯工藝用原位抗蝕劑，
其特征是，所述球狀瀝青的粒度在0.3～0.8mm之間，結焦值≥58％，灰分<0.3％。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的爐缸整體造襯工藝用原位抗蝕劑，
其特征是，所述碳涂覆的巖石纖維為碳涂覆的玄武巖纖維，密度2.6～
2.8g/cm3，其中碳含量為該纖維0.1wt％～0.3wt％。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的爐缸整體造襯工藝用原位抗蝕劑，
其特征是，所述金屬鋁粉的Al含量≥99％，粒度<0.075mm。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的爐缸整...

【專利技術屬性】
技術研發人員：唐勛海，李洪會，范詠蓮，鄭期波，張雯文，徐自偉，
申請(專利權)人：中國京冶工程技術有限公司，中冶建筑研究總院有限公司，北京紐維遜建筑工程技術有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11