[发明专利]一种焦炉装煤口用耐火材料

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料领域，特别涉及一种焦炉装煤口用耐火材料。

背景技术

焦炉是一种复杂的热工炉窑，它的工作寿命在25～40年，其砌筑体 的严密性和炉体各部位的寿命，决定了焦炉巨大的经济效益及对环保的贡 献度。炼焦过程是在封闭的炭化室中完成，炼焦煤就是通过装煤口加入焦 炉碳化室中。

国内外绝大多数焦炉装煤口都是由许多小块的粘土砖及一个铁圈砌 筑组合而成，焦炉装煤口一般最高使用温度在1100℃左右，在装煤时，温 度急剧下降，炼焦时温度又上升，因此装煤口区域耐火材料处在急冷急热 的温度变化中。装煤前启开盖和装完煤盖上盖的操作中，装煤口要经受机 械的冲撞。

焦炉装煤口耐火材料都是普通粘土砖砌筑，上面放置凹形铸铁圈。由 于小块砖砌筑砖缝多，容易漏煤气，细缝处结碳造成装煤口面抬高现象， 使炉面不够平整。荒煤气经常从粘土砖缝中溢出而腐蚀拉条，粘土砖绝热 性能不好，也使拉条处在比较高的温度下，容易变形损坏。由于粘土砖强 度比较低，导致装煤口在使用过程中容易损坏，造成维修量很大。经常影 响焦炉的正常生产。

目前国内外焦炉装煤口仍然是小块的异型的粘土砖砌筑而成，上置一 铸铁圈结构，装煤口附近火道沿粘土砖缝窜漏荒煤气，漏气率占全炉立火 道漏气的75％。由于装煤口圈与粘土异型砖之间无法粘结密实而长石墨， 使炉圈上涨，据测定三个月石墨厚度为40mm左右，从而造成炉圈冒烟。 热修工每年用近15～20％的时间更换装煤口，操作环境恶劣，更换时还需 打开上升管盖放散煤气，对炉体有直接危害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种焦炉装煤口用耐火材料，浇注料强度 70MPa以上，浇注料热震稳定性非常好，浇注料保温性能比粘土砖好，制 备方便，同时，满足清洁生产、保护环境和资源节省等发展的要求。

本发明的装煤口的焦炉装煤口材料，主要由焦宝石或高铝矾土、废粘 土砖、堇青石为主要原料，添加超微粉，以水泥为结合剂，制成不定形浇 注料，浇注成符合装煤口外形要求的耐火材料预制块，经过干燥烘烤后， 取代原来的小块粘土砖和铁圈，安装在装煤口部位进行使用。该材料具有 强度高、热震稳定性好、保温性能好的特点，特别适应装煤口的使用条件， 以提高焦炉装煤口使用寿命，保证焦炉生产的顺行。

具体地，本发明的一种焦炉装煤口用耐火材料，其原料成分质量百分 比为：焦宝石或矾土中的一种或两种35～50％，废粘土砖0～20％，堇青 石20～35％，硅微粉3～5％，活性氧化铝微粉3～5％，兰晶石3～5％， 高铝水泥5～10％，复合聚磷酸盐，外加，0.2～0.5％。

本发明选用焦宝石或矾土、废粘土砖为主原料，因为装煤口的使用温 度不会超过1100℃，不必要用耐火性能很高的原料，否则会增加原料成本， 加入35～50％份重的焦宝石或矾土中的一种或两种。

焦炉上废弃的粘土砖很多，为节省资源，经破碎为颗粒后，作为浇注 料的原料之一，加入0～20％份重。

本发明的另一种主原料是堇青石，堇青石(2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂) 具有很低的热膨胀系数(25～1000℃平均为1.5×10^-6/℃)，在热震性能要 求高的耐火材料中含有堇青石材料，不仅具有良好的耐高温性能，而且还 有很好的抗热震性能。由于装煤口材料要求热震性能非常高，但使用温度 在1100℃以下，是很适合堇青石的应用特点的。加入量为20～30％份重。 因为堇青石是多孔类轻质材料，加入量多强度就大大降低，而热震性也没 有因为堇青石量多改善，反而还降低。因此控制堇青石加入量在20～35 ％份重，材料的综合性能很好。

本发明的浇注料采用了高铝水泥为结合剂，高铝水泥是以铝酸一钙 (CA)为主要矿物的水泥，CA具有很高的水硬活性，硬化迅速，是水泥 早强的重要矿物成分。本发明的装煤口材料经过低温烘烤后就可直接使 用，在使用温度下还可形成更高的强度。所以首先要求材料早期强度高。 通过试验研究高铝水泥5～10％份重，浇注料有最佳的综合性能。水泥加 入量太少，装煤口耐火材料的强度不够，加入量太多，材料中带入的CaO 太多，会影响装煤口长期的使用效果。