[发明专利]镁铝尖晶石炮泥

说明书

技术领域

本发明涉及一种专用于堵塞高炉出铁口的炮泥，属于冶金用耐火材料领域。

背景技术

目前广泛应用的高炉出铁口无水炮泥属于Al₂O₃—SiO₂—SiC—C系材料。根据结合剂的 不同又有焦油炮泥和树脂炮泥两种类型。由于树脂炮泥成本过高，虽然在环保方面有一定的 优势，但是推广应用范围受到限制。就传统的焦油炮泥而言，配料主要组成含有铝矾土、棕 刚玉、焦炭、粘土、石英、碳化硅、绢云母、氮化物等，结合剂选用焦油。

Al₂O₃—SiO₂—SiC—C系焦油型炮泥，高温环境中会出现大的线变收缩，易导致在新、 旧炮泥之间出现缝隙；在热应力作用下又会出现微裂纹，这样一来炮泥就很易被熔融的渣铁 渗入、侵蚀，被冲刷损毁。同时，由于矿产资源的不可再生性，我国的铝矾土资源经多年的 开采利用后将会越来越缺乏，所以，我们应当考虑用其它价格相对低廉且性能优良的耐火原 材料代替刚玉。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的在于提供一种具有微膨胀性、良好抗熔渣侵蚀、耐冲刷性能的 高炉出铁口用镁铝尖晶石炮泥。

本发明在已有高炉用Al₂O₃—SiO₂—SiC—C炮泥的基础上，引入镁质原料，采用烧结或 电熔镁砂和轻烧镁粉复合加入，在高温环境中基质中的轻烧镁粉可以与体系中的Al₂O₃反应 生成尖晶石，反应过程伴随着体积膨胀，可以使材料致密化。生成的尖晶石是一种优良的耐 火原料，有助于改善炮泥的抗侵蚀、抗熔渣和热震性能。

本发明的镁铝尖晶石炮泥，包括下列原料及按质量份数计的含量：

镁砂颗粒5～30份，

轻烧镁粉5～15份，

刚玉20～45份，

碳化硅10～20份，

焦炭10～18份，

沥青3～10份，

黏土6～12份，

焦油12～14份，

氮化物2～8份。

所述的镁砂颗粒为烧结或电熔镁砂颗粒。

本发明与以往传统炮泥的最大区别是添加了镁砂、轻烧镁粉组分，使炮泥属于Al₂O₃— MgO(Sp)—SiC—C体系。在高温下借助轻烧镁粉的反应活性可以促进基质中的Al₂O₃、MgO 反应生成镁铝尖晶石，反应生成的镁铝尖晶石是一种性能优良的耐火原材料，尖晶石的熔点 高达2135℃，化学稳定性好，对酸碱都有一定的适应性，抗FeO熔渣的能力强，也具有较好 的抗热震稳定性；其分布在颗粒周围和基质中，改善了炮泥的抗侵蚀、抗熔渣和热震性能。 Al₂O₃和MgO生成尖晶石的过程伴随有7.6×10^-6的体积膨胀，使材料致密化，提高炮泥的抗 冲刷性能。

本发明的高炉用Al₂O₃—MgO—SiC—C炮泥的制造方法与以往炮泥的制造方法相同。按 照方案中的质量比例将镁砂颗粒、轻烧镁粉、刚玉、黏土、沥青、焦炭、碳化硅等称量好后 加入混碾机中干混3分钟，加入结合剂焦油后混碾25～30分钟，使焦油充分润湿散料并具有 适宜的塑性时，即制成了本发明的高炉出铁口用镁铝尖晶石炮泥。

本发明与现有技术相比较，具有如下创新和效果：

1、本发明中镁质材料采用镁砂颗粒和轻烧镁粉复合加入，基质中的轻烧镁粉可以与刚玉 粉等组分中的氧化铝反应生成尖晶石，这一过程伴随着体积膨胀。生成的尖晶石和保留下来 的镁质材料都是性能优良的耐火材料。

2、本发明在添加轻烧镁粉的基础上优化了镁砂、轻烧镁粉和刚玉的比例关系，使炮泥在 高温煅烧后线变化呈微膨胀。

3、焦油是炮泥的塑性剂和结合剂，是焦油型炮泥必不可少的组成，但是在高温加热下会 放出对人体有害的物质，同时污染环境。本发明引入镁质耐火原料后，混碾炮泥所用的焦油 量与Al₂O₃—SiO₂—SiC—C系相比较减少了30％左右，焦油用量的降低有助于改善环境。