[发明专利]一种用于高硅合金矿热炉的堵眼材料

说明书

本发明公开了一种用于高硅合金矿热炉的堵眼材料，涉及化工材料领域。该堵眼材料按重量比计包括：固态无机粘结剂10％‑30％、碳质材料40％‑60％和液态有机粘合剂10％‑30％。该堵眼材料有效避免了对高硅合金的污染，保证无水蒸气与碳质材料的氧化还原反应导致的炉眼炭砖的侵蚀，且在使用过程中起到了修补炉眼的作用，从而有效减缓了炉眼炭砖的损坏速度，将炉眼的维护周期延长至28‑42天，降低了炉眼修复成本；因更换炉眼的次数减少，从而提高了炉台产量及产品质量，提高了经济效益。该堵眼材料可与高硅合金矿热炉开堵眼机配合使用，提升了自动化水平，操作更为简单，减少了劳动力和时间。

技术领域

本发明涉及化工材料领域，具体涉及一种用于高硅合金矿热炉的堵眼材料。

背景技术

高硅合金矿热炉一般以普通炭砖作为炉衬及炉眼材料，每台矿热炉均有两个炉眼周期性出铁，开眼方式一般为吹氧烧眼或烧穿器弧光烧眼。炭砖具有熔点高、抗热震性好、高温强度高、因线膨胀系数低而在高温下较好的体积稳定性等优点，但在实际应用过程中也体现出一定的不足。据统计，高硅合金矿热炉炉眼炭砖损坏速度快、使用周期较短、维护频率高，修眼的周期为2-3周；炉衬重新砌筑频率高，炉衬的使用寿命为2-3年，更换炉衬的直接及间接成本均较高，经济技术指标差。

高硅合金矿热炉炉眼及炉衬损坏的主要原因是氧化侵蚀和机械冲刷侵蚀。在长期受到高温铁水、炉渣冲刷，以及在高温有氧环境中其抗氧化性能差，炉眼及炉衬炭砖的损坏主要以炉眼炭砖为中心、炉眼及炉眼周边炭砖氧化侵蚀较为严重，长期情况下势必造成炉眼炭砖烧损、炉眼周边炭砖氧化等不利现象，导致炉眼使用周期偏短，需要进行频繁的换眼、修眼操作。而修眼时采用碎电极糊修补烧损炉眼，修补效果欠佳，进而导致炉眼内径变大、炉眼变浅、炉墙变薄，间接影响炉眼及周围炉衬的使用寿命。

传统的高硅合金生产工艺中，堵眼材料一般是将粘土与电极糊以一定的比例通过搅拌机均质，加入一定量的水，形成可塑性的泥料，人工根据炉眼的尺寸将泥料成型为适合炉眼的形状，同时进行一定程度的烘干，堵眼时将泥料通过钎杆送入炉眼并捣实。该种工艺的优点是制作成本低廉，缺点是：(1)工艺操作繁琐，占用大量劳动力和时间；(2)该堵眼材料含有约10％的水分，在出铁过程中变为水蒸气，同时与炭砖中的C发生氧化反应：H₂O(g)+C(s)＝CO(g)+H₂(g)。炉温越高该反应进行的越快，在生产高硅合金的高温环境下，该反应造成的后果是：炉眼炭砖因其中的碳不断减少而疏松、剥落，在出铁过程中又受到高温铁水的冲刷导致进一步的烧损，在圆钢开眼、拉钎操作中加速磨损；(3)该堵眼材料的主要成分为SiO₂、Al₂O₃、C、H₂O，SiO₂与Al₂O₃在开眼过程中以渣的形式消耗，C在高温及水蒸气环境中被氧化消耗，受材质局限，该堵眼材料对炉眼的损伤无修补作用。

因此，根据上述现有技术中存在的不足，亟需提供一种工艺操作简单、减少炉眼及炉衬氧化侵蚀且能修补炉眼损伤的新型堵眼材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于高硅合金矿热炉的堵眼材料。克服了现有技术中存在的问题，有效避免了堵眼材料对高硅合金的污染，保证无水蒸气与碳质材料的氧化还原反应导致的炉眼炭砖的侵蚀，且在使用过程中起到了修补炉眼的作用。

本发明一方面提供了一种用于高硅合金矿热炉的堵眼材料，所述的堵眼材料按重量比计包括：固态无机粘结剂10％-30％、碳质材料40％-60％和液态有机粘合剂10％-30％；

所述的固态无机粘结剂包括但不限于微硅粉；

所述的碳质材料包括但不限于石墨粉和焦炭粉；

所述的液态有机粘合剂为疏水性液态有机粘结剂；

所述的疏水性液态有机粘结剂包括但不限于酚醛树脂、聚乙烯醇、煤焦油中的一种或几种。