[发明专利]大中型高炉热风炉用长寿命整体管道内衬材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐火材料，具体地说，本发明涉及一种高炉管道内衬材料，尤其适用作大中型高炉热风炉用长寿命整体管道内衬材料。

背景技术

高炉长寿，不仅是钢铁企业保持生产平稳的需要，同时也是降低成本、提高市场竞争力的需要，因而高炉的使用寿命是世界各国炼铁工作者最关心的问题之一。炼铁高炉热风管道是连接热风炉和高炉的热风通道，是高炉冶炼的关键设施。近年来，我们发现较多的大中型高炉在投产后不久就出现了热风主管道里面的耐火材料衬体开裂、剥落、甚至大面积脱落，引起了管道管壳发红、变形甚至发生事故等严重问题，迫使炼铁厂以淋水、减低风温和风压以应急，但这些都是临时的补救措施，无法从根本上解决问题，热风管道成了热风炉和高炉之间的定时炸弹，使高炉的正常冶炼面临严重的考验，严重威胁了钢铁的平稳生产。

热风炉管道内衬容易受到上升煤气流的摩擦和冲刷作用，碳素沉积，炉料中碱金属和其他有害金属的破坏。碳素沉积是指煤气沿着砌缝和炉衬自身的透气孔侵入内衬中，在适宜的温度下，分解成二氧化碳和析出碳，这种丝状的碳在适宜条件下无限扩展，致使内衬结构松散、强度下降、龟裂而破坏。如内衬中含有Fe₂O₃，则如同催化剂一样，使其方解和析出更严重。炉料中的碱金属氧化物会与内衬形成低熔点化合物，使之更易磨损，并且形成的固体碳会破坏内衬，另外，碱金属化合物会影响内衬强度。

通过对热风管道工作环境的仔细分析和热风管道内衬破坏过程的细致研究，大家认为合适的热风管道内衬材料在高温下需要具有一定韧性的和较高的耐磨性，同时还能够抵御碳气氛的渗透。耐火材料不仅要具有合理的蠕变率，还需要具有优异的高温热震性以抵抗管道的变形以及热应力的作用。管道材料由于承受频繁的温度波动，并且管道内的温度梯度较大，导致热应力分布不均易使内衬材料出现裂纹、开裂和剥落，从而使整个砌体损毁。因而为了提高管道砖衬寿命，需要大幅度提高内衬材料的热震稳定性。此外，热风管道内衬不仅要有较低的显气孔率、较高的耐压强度去抵抗煤气流、烟尘的冲刷，还要有低杂质(K₂O+Na₂O≤0.6)，以更好的抵抗碱蒸汽侵蚀的同时来降低内衬的剥落。

由此可见，热风管道的内衬必须抗热震性好、耐高温，抗碱性好，耐磨，抗氧化。

发明内容

为了解决现有技术中的大中型热风炉管道内衬长期经受1200-1300℃的高温、频繁的温度波动以及高速含碱含碳介质的热风侵蚀而导致的内衬材料容易龟裂、塌陷和变形的技术问题，本发明的目的在于提供一种大中型高炉热风炉用长寿命整体管道内衬材料。本发明的内衬材料包括永久衬和工作衬，分别通过基质纯净高强微孔轻质料和基质纯净的高强莫来石料浇注烘烤而成。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种大中型高炉热风炉用长寿命整体管道内衬材料，其包括永久衬和工作衬，特征在于：所述的永久衬由以下组分和含量的基料浇注并在1110-150℃烘烤而成，所述的基料中含有粒度为5mm以下的微孔骨料40-70wt％，0.2mm以下的聚丙烯球5-15wt％，0.074mm以下的一级矾土10-20wt％，粒度为0.001mm以下的α-氧化铝3-6wt％，粒度为0.001mm以下的硅微粉3-6wt％，粒度为0.074mm以下的煅烧高岭土3-10wt％，CA80水泥2-8wt％和三聚磷酸钠0-0.03wt％；

所述的工作衬由以下组分和含量的基料浇注并在1110-150℃烘烤而成，所述的基料中含有8-5mm的M70烧结电熔莫来石10-20wt％，粒度为5-3mm的M70烧结电熔莫来石10-20wt％，粒度为3-1mm的M70烧结电熔莫来石10-20wt％；粒度为8-5mm的M70电熔莫来石5-10wt％，粒度为5-3mm的M70烧结电熔莫来石0-20wt％，粒度为3-1mm的M70电熔莫来石0-20wt％，粒度为1-0.1mm的M70电熔莫来石0-10wt％，粒度为0.074mm以下的M70电熔莫来石0-10wt％；粒度为5-3mm的棕刚玉5-10wt％，粒度为3-1mm的棕刚玉5-10wt％；粒度为0.02mm以下的硅线石10-20wt％；粒度为0.001mm以下的α-氧化铝3-6wt％；粒度为0.001mm以下的硅微粉3-6wt％；粒度为0.074mm以下的煅烧高岭土3-10wt％；CA80水泥2-8wt％和三聚磷酸钠0-0.03wt％。