[发明专利]铁水预处理脱硫喷枪用耐火浇注料

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁水预处理脱硫喷枪用耐火浇注料，更确切地说提供的耐火浇注料的热传导率更低抗热震性更好，属耐火材料领域。

背景技术

铁水预处理用喷枪是应用于混铁车或铁水包上对铁水进行脱硫、脱磷处理的功能性耐火材料，使用时将其插进混铁车或铁水包中的高温铁水中，通过其用N₂气输送CaO、CaC₂、CaF₂或Na₂CO₃等粉剂对铁水进行脱S、脱P和补充脱Si的处理，以降低或消除铁水中的硫、磷、硅等的杂质元素。喷枪结构是内芯为钢管，外部包裹高性能莫来石质浇注料。由于喷枪在高温下喷粉剂时钢管受热膨胀率远大于外部的耐火材料，耐火材料易产生破坏裂纹，处理过程中因铁水翻动、喷枪抖动很剧烈，易产生机械裂纹；喷枪多次插进、拔出铁水，温度变化大易产生热震裂纹，因此喷枪的损毁形式为耐火材料产生裂纹致使铁水渗至钢管内芯而穿孔或断裂。

喷枪用耐火材料最主要的特性是要具有很好的热震稳定性，另外还要有良好的抗铁水、铁渣的侵蚀性能和足够的高温强度。莫来石质材料具有高熔点、低热膨胀、抗侵蚀、抗蠕变等优良性能，因此目前用于铁水预处理的喷枪耐火材料均使用莫来石质低水泥浇注料。但随着各行各业对高品位、特种钢需求量的不断增加，要求铁水中的硫、磷等杂质含量越来越低，为此各钢厂普遍采用加大脱硫粉剂的用量和延长脱硫时间来达到超低硫、磷的目标，从而使脱硫喷枪处理一炉铁水的时间从原来的10分钟左右提高到30～40分钟，造成脱硫喷枪的使用寿命大幅度下降。以宝钢混铁车脱硫喷枪为例，寿命已由最初的平均32炉下降至目前的10多炉，严重地威胁到钢厂的正常生产。为了满足钢厂的使用要求，提高喷枪的使用寿命，本发明拟根据脱硫喷抢的损坏原理和使用供况对喷枪用耐火材料做了进一步的改良提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种长寿命铁水预处理喷枪用耐火浇注料，旨在进一步提高材料的抗热震性、抗侵蚀性的同时使材料的热传导性有所降低，以明显提高脱硫喷枪的使用寿命。

为了实行上述目标，本发明通过以下技术方案实现：

1.莫来石超微粉的应用

脱硫喷枪的损毁主要是耐火材料产生裂纹而引起，提高外层的耐火浇注料的热震性可以减少耐火材料的裂纹的产生和扩展，有效提高喷枪的使用寿命。为此，本发明拟将原来使用的莫来石细粉改为超细莫来石微粉，由于莫来石超微粉的粒径小(1～10μm)，活性好、分散度高，可在喷枪使用时作为晶核快速促进基质中的氧化铝和二氧化硅原位生成针状交错的莫来石晶体，这对提高脱梳喷枪的热稳定性和高温强度是十分有效的。

此外，莫来石超微粉本身在浇注料中还具有填隙作用，在减少浇注料的施工加水量的同时，改善浇注料的气孔结构，使气孔微细化，提高浇注料的结构强度，从而提高浇注料的热震稳定性，并因此可降低水泥的用量。

表1为添加莫来石200目细粉和添加莫来石超微粉的脱硫枪浇注料部分性能检测数据：

表1

*表中所述的热震的试验方法是将浇注料加水搅拌，制成40mm×40mm×160mm的试样，分别经110℃×24h烘干和1000℃×3h、1400℃×3h烧后，再将试样从1100℃至水冷循环处理5次。

从表1可以看出，添加莫来石超微粉的试样条，经各温度处理后的抗热震性较原莫来石细粉明显提高。但过多的加入莫来石超微粉将使材料的施工性恶化，而且成本提高，而莫来石超微粉加入量过少，又不能充分体现其作用。本发明所述的莫来石超微粉的加入的质量百分数为2～15％。

2、焦宝石的应用

喷枪结构是内芯为钢管，外部包裹莫来石质浇注料。喷枪插入高温铁水中向铁水中喷吹脱硫、脱磷粉剂时，高温铁水的热量会通过外部的耐火材料传递到内部钢质芯管上，由于钢管受热后的膨胀率远大于外部的耐火材料，会将耐火材料撑裂，高温铁水就会沿裂纹渗入到钢管，而熔穿钢管，导致整支喷枪损坏。因此降低外部耐火材料的热导率就能有效降低钢芯的温度而降低钢管的膨胀率，从而能提高整支喷枪寿命。本发明以焦宝石替代部分莫来石来降低耐火材料的热传导性和提高材料的热稳定性，起到了较好的使用效果。