高炉用自流耐火浇注料的应用.doc

加热炉用自流耐火浇注料在国内外，加热炉水冷管包扎用自流耐火浇件料，取得了良好效果。采用自流耐火浇注料制作烧嘴砖和修补炉顶、炉墙损毁部位，也有好的业绩。采用自流耐火浇注料建造加热炉炉衬，方便了施工，但筑炉材料成本提高50%左右，用户有时难以承受。为此，应降低自流耐火浇注料的综合成本，以利其推广。表9-5为加热炉用自流耐火浇注科的性能。耐火骨料用三级矾土熟料，有时掺如一级矾土熟料和莫来石骨料。耐火粉料则用特级矾土熟料粉、刚玉粉添加莫来石粉，同时添加-Al2O2和SiO2超微粉和膨胀剂，用铝酸盐水泥作结合剂并加磷酸盐减水剂。表9-5加热炉用自流耐火浇注料的性能从表9-5中看出，虽然水用量比同材质振动低水泥耐火浇注料略高些，自流耐火浇注料的性能仍较好，特别是强度较高、烧后线变化较小。因为该料能自流平和排气良好，是其颗粒级配合理，可达到最紧密的堆积密度，结合剂和超微粉及减水剂的选择合理、用量最佳，故能克服水用量多带来的缺陷，提高其性能。图9-7为a-Al2O3和uf-SiO2合用量与自流浇注料性能的关系。自流耐火浇注料的组成材料、配合比和水用量不变时，调整二者的添加量，保证合用量为7%。从图中看出，随着uf-SiO2用量的增加，流动值开始急剧增大后趋于平缓，烧后抗折强度变化不大，也有个最佳值，烧后线变化先由负值增大到正值，后又急剧收缩。本工作，uf-SiO2用量一般为3%5 %，即-Al2O3超微粉相应用量为4%2%时，浇注料流动值180mm，物理力学性能也较好。图9-7 -Al2O3和uf-SiO2合用量与自流浇注料性能的关系1-流动值;2-烧后抗折强度;3-烧后线变化图9-8为CA-70水泥用量与自流浇注料性能的关系。该浇注料的组成材料和水用量不变，增加水泥用量时相应地减少细粉用量。从图中看出，随着CA-70水泥用量的增加，浇注料的流动值降低，1450的烧后线变化由正值变为负值即由线膨胀转变为线收缩。因为水泥用量大，水化时消耗的自由水增加，致使浇注料黏度变大，流动值降低，致密度也随着下降，烧后线变化由正值转变为负值。本试验水泥最佳用量为2% 6%，浇注料的流动值和物理力学性能较好。图9-8 CA-70水泥用量与自流浇注料性能的关系1-流动值；2-1450烧后线变化中间包和钢包用自流耐火浇注料自流耐火浇注料在中间包和钢包的永久衬上，应用较多，寿命提高几倍。在钢包工作衬上，曾试用过但寿命比同材质振动耐火浇注料的低一些。当采用自流耐火浇注料修补钢包工作衬时，其施工方便，使用效果也较满意。在中间包和钢包的永久衬上，开始用体积密度较大的高铝质自流耐火浇注料，但散热较快，致使钢水温度降低或发生冷钢现象，后来用体积密度略小些的自流耐火浇注料，其效果较好。(一) 材料组成和性能表9-6为中间包和钢包用自流耐火浇注料的性能。编号1和编号2，用三级矾土熟料和焦宝石作耐火骨料，并添加轻质高铝或轻质莫来石骨料，用特级矾土熟料作细粉，并添加a-Al2O3和SiO2超微粉，用CA-50水泥作结合剂和聚磷睃盐作分散减水剂。编号3和编号4用特级或一级矾土熟料作耐火骨料和粉料，后者用莫来石作部分粉料，添加复合超微粉，用CA-70水泥作结合剂并加减水剂。编号14均掺加膨胀剂和烧结剂。编号5用Al2O3 88%的特级矾土熟料作耐火骨料，用白刚玉、矾土基尖晶石(Al2O3 62%和MgO 29%)、MgO大于95%的烧结镁砂和以-Al2O3超微粉作耐火粉料，SiO2大于93%的uf-SiO2作结合剂并加减水剂。编号6用致密刚玉作粗骨料，板状刚玉作中粒骨料，电熔白刚玉作细骨料和粉料，添加富铝尖晶石和电熔镁砂粉、-Al2O3和SiO2超微粉，用CA-8O水泥作结合剂并加减水剂。耐火骨粉料质量比约为63:37。表9-6 中间包和钢包用自流耐火浇注料的性能从表9-6中看出，硅酸铝质、铝镁尖晶石质和刚玉镁尖晶石质自流耐火浇注料的性能是优良的，强度较高，烧后线变化均呈膨张状态，有利于使用。另外，编号1和编号2的350热导率约为0.62W/(mK)，也有利于保温隔热。（二）影响性能的因素1. 颗粒级配和骨粉料比例自流耐火浇注料的流动性，受其颗粒级配和骨粉料比例的影响较大，现以刚玉尖晶石质自流浇注料为例，加以说明。该料用AI2O3 99.6%的电熔白刚玉、Al2O376.7%和MgO22.6%的烧结尖晶石、CA-80水泥和Al2O3为99.65%的氧化铝超微粉及减水剂配制而成。骨粉料质量比为6:4，水用量为6.5%，减水剂为基质的0.12%。其颗粒级配见表9-7。表9-7刚玉尖晶石质浇注料的颗粒级配 (%)图9-9为颗粒级配对自流耐火浇注料自流度的影响。图中自流百分率为浇注料流动后平均直径减去流动前直径后被流动前直径除后乘以%。从图中看出，中粗颗粒所占比例过大，浇注料的流动度很差，如C1、C2和D1：当粗、中细颗粒比例约为10:30:20或20:20:20时，浇注料的流动度最好。因为中粗骨料过多，彼此接触形成骨架，基质浆体若要带动骨料颗粒流动，必须克服骨料间的摩擦力，因此较难流动。当中粗骨料较少且均埋在连续的基质浆体中，骨料间不接触或接触点较少也不形成骨架，这样浇注料基质带动骨料颗粒流动畅通，所以浇注料具有良好的流动度。图9-9 颗粒级配对自流耐火浇注料自流度的影响(编号同表9-7)图9-10为骨粉料比例对自流耐火浇注料自流度的影响。浇注料基本组成和水用量同前所述，CA-70水泥用量为7%。从图中看出，耐火骨料和耐火粉料过多，浇注料都难以获得良好的流动性。因为耐火骨料多，易形成骨架，也易与基质分离或偏析，致使浇注料难以流动。当耐火粉料过量时，易形成黏塑浆体，必须加大水用量，方可使浇注料流动。本工作当耐火骨料和粉料的质量比为55:45时，浇注料能获得最大的自流度。骨粉料质量比为60: 40时，其流动性也比较好。图9-10 骨粉料比例对自流耐火浇注料自流度的影响出铁沟用自流耐火浇注料在大中型高炉出铁沟上，普遍采用Al2O3-SiC-C质耐火浇注料，为了提高中温性能，又添加硼砂等烧结剂，使一次通铁量有较大的提高；在中小型高炉出铁沟上，也采用该料浇注，也有用同材质的料，将结合剂换成为酚醛树脂、中温沥青等有机结合剂，捣打施工，免烘烤即可使用。找耐火材料网发现自流耐火浇注料在高炉出铁沟上应用，是近几年的事，而且施工方便，使用效果较好。如在3200m3和2500m3高炉出铁沟上试用，通铁量超过10万t，蚀损速率为 1,36mm/ktp左右。(一) 材料组成和性能出铁沟用自流耐火浇注料的性能，见表9-8。表中编号1、编号2和编号5用电熔致密刚玉作耐火骨料，用电熔白刚玉、SiC大 306于97%的黑SiC、球状或中温沥青、-Al2O3和SiO2超微粉等作耐火粉料。编号3和编号4用电熔白刚玉作耐火骨料，其他与上述基本相同。该料结合剂用CA-70水泥并添加复合减水剂。为了快速烘烤铁沟衬里，以满足生产的需要，在自流耐火浇注料中，一般均添加金属铝粉和聚丙烯纤维等防