[发明专利]一种用碳化高钛高炉渣配制的耐火补炉料

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，特别是提供了一种用于冶金工业炉的耐火补炉料。

背景技术

随着我国工业经济的快速发展，特别是冶金工业的快速发展，耐火材料的消耗量越来越大，我国已成为世界上耐火材料生产和消费的第一大国，年产耐火材料2000万吨以上。

目前，我国耐火资源的特点是：资源量多，储量、基础储量少；经济可利用性差或经济意义未确定的资源储量多，经济可利用的资源储量少；控制和推断的资源储量多，探明的资源储量少。因此，在合理利用耐火资源，努力延缓耐火资源服务年限的同时，还应该充分利用其它一些可用做耐火材料的二次资源，这样才能使耐火材料工业可持续发展。

高炉渣是冶炼生铁过程中排放出来的工业废渣，根据高炉渣中TiO₂含量的不同可分为普通高炉渣(TiO₂＜10％)和高钛炉矿渣(TiO₂≥10％)。攀钢高炉渣中含TiO₂ 22％～24％，属高钛高炉渣。

攀钢高钛高炉渣受自身特点的限制，2000年以前没有得到利用，累积堆放了5000多万吨，占地40余万m²，而每年的新增量在250～300万吨之间，堆放压力很大，为解决这一突出问题，目前将其大量用做建筑材料，属于低附加值利用。与此同时，高钛高炉渣高附加值利用的研究工作一直在进行，从高钛高炉渣中分离钛是高附加值利用的途径之一。

从高钛高炉渣中分离钛的技术方案很多，较为理想的方案之一是高温碳化——低温氯化分离法。其工艺概述为：在较高的温度下对渣中的TiO₂进行碳化，使之转化成碳化钛，再利用碳化钛的特性对其进行低温选择氯化，使碳化钛转化为TiCl₄，粗TiCl₄经除钒得到精制TiCl₄，TiCl₄是生产氯化法钛白的原料，而氯化残渣可直接或改性后用来制作建筑材料，达到综合回收利用高炉渣的目的。高温碳化后的高钛高炉渣我们称之为碳化高钛高炉渣，是上述工艺的中间产品，由于氯化工艺对碳化高钛高炉渣的粒度有要求，一部分粒度不符合要求的渣就不能得到有效利用，研究结果表明，碳化高钛高炉渣具有较高的耐火度(＞1700℃)和较好的塑性，适合做耐火原料。

发明内容

本发明的目的在于针对上述情况，在目前冶金工业炉上普遍使用的镁质补炉料中加入尽量多的碳化高钛高炉渣，生产出各项性能指标与镁质补炉料相当，能满足冶金工业炉使用要求的补炉料，该补炉料具有附着率高、强度高、使用寿命长等特点。

本发明补炉料所需要的原材料包括：①镁砂(包括骨料、细粉)；②碳化高钛高炉渣；③软质粘土；④硅微粉；⑤结合剂；⑥减水剂。按重量份，其配方如下：

镁砂骨料40～60份，镁砂细粉10～40份，碳化高钛高炉渣10～30份，软质粘土3～5份，硅微粉4～6份，结合剂3～5份，减水剂0.1～0.3份。

其中所述结合剂可以是六偏磷酸钠，也可以是焦磷酸钠、三聚磷酸钠、超聚磷酸钠等耐火材料常用结合剂，所述减水剂可以是三聚磷酸钠，也可以是木质磺酸钙、NF、NNO等耐火材料常用减水剂。

为了保证补炉料的耐火性能优良，对原料的粒度要求如下：

镁砂骨料≤5mm，镁砂细粉≤0.088mm，碳化高钛高炉渣≤0.088mm，软质粘土≤0.074mm，硅微粉达2级指标要求；比表面积达到18m²·g^-1；pH值为7.5左右。如果粒度过大，会影响补炉料的强度。

对原料的性能要求如下：

镁砂：体积密度≥3.2g/cm³，如果体积密度太小会影响补炉料的使用寿命。

软质粘土：可塑性指数≥3.5，≤16灼减％，耐火度，≥1670℃，如果达不到要求会影响补炉料的强度、附着率和使用寿命。

本发明补炉料的生产步骤为：①按上述要求准备好各种原材料；②根据搅拌设备的生产能力确定一次生产的总重量，然后按上述配方称量好各种原材料的用量；③先将三聚磷酸钠或其它减水剂与软质粘土混合均匀，然后将其余原料全部加入搅拌设备中，充分搅拌至均匀，检验、包装即可。

本发明耐火补炉料使用方法：半干法喷补，数量根据实际情况定，最大厚度不超过50mm。

本发明耐火材料产品的所有原材料可直接从市场买到，不需要作特殊处理，但必须满足表1、表2中的各项性能指标、粒度指标的要求。按上述要求配制好的成品，其物理性能指标完全可达到表1中的规定。