專利名稱：一種鐵水預(yù)處理噴槍用耐火材料及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐火材料，具體為一種應(yīng)用于鐵水預(yù)處理噴槍用耐火材料。
背景技術(shù)：
噴槍是在鋼管外壁澆注一層耐火材料而成，使用時(shí)將噴槍插入鐵水中，然后通過鋼管向鐵水中噴吹脫硫、磷、硅等的粉劑，主要用于鐵水預(yù)處理工藝。鐵水預(yù)處理作為連接煉鋼與高爐的橋梁，是提高鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量、擴(kuò)大鋼材品種、降低成本、優(yōu)化煉鋼工藝過程的重要工藝手段，而脫硫、磷、硅作為鐵水預(yù)處理工藝非常重要的任務(wù)使得噴槍成為鐵水預(yù)處理設(shè)備的重要組成部分，使得國內(nèi)外各個(gè)鋼鐵行業(yè)加大了對其的研制開發(fā)和改進(jìn)?，F(xiàn)有的魚雷罐鐵水車使用的噴槍的特點(diǎn)是鋼管小為外徑為Φ60. 5cm厚度為5mm， 長度約4. 5m，槍壁澆注耐材厚約1. 5cm 3cm，而脫硫處理時(shí)的鐵水溫度在1380°C 士50°C 進(jìn)行噴吹作業(yè)時(shí)，噴槍隨噴吹進(jìn)出魚雷罐，高溫膨脹低溫收縮，耐火材料(無機(jī)材料)和鋼管(金屬材料)由于材料性質(zhì)的差異而引起體積變化的異步會(huì)導(dǎo)致耐材剝落使噴槍極易損壞，以致噴槍的使用壽命不高，而噴槍的使用壽命影響煉鋼整個(gè)工藝的時(shí)間，對降低噸鋼成本至關(guān)重要，故而脫硫噴槍的使用壽命成為了對脫硫噴槍進(jìn)行研發(fā)和改進(jìn)的關(guān)鍵目標(biāo)。由于魚雷罐鐵水車使用的噴槍的特點(diǎn)是鋼管、耐材厚度薄，使用時(shí)溫度波動(dòng)在室溫 1400°C，噴槍需要在鐵水中耐材抗侵蝕、在空氣中耐材與鋼管冷卻時(shí)相互適應(yīng)不損毀， 使用月次數(shù)不低于4. 2次(即每只槍平均處理4. 2個(gè)魚雷罐鐵水車)，每次使用時(shí)間不低于 22分鐘，因此耐火材料和鋼管的急冷急熱相互的體積穩(wěn)定性非常重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種鐵水預(yù)處理噴槍用耐火材料及其應(yīng)用，以解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題。在不改變現(xiàn)有噴槍結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝和使用條件下，可以提高脫硫噴槍使用時(shí)間和壽命以及熱震穩(wěn)定性，降低噸鋼成本。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)?！N鐵水預(yù)處理噴槍用耐火材料，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，其組分和含量為莫來石 35-41 %，紅柱石30-40 %，白剛玉9-12 %，氧化鋁微粉3-6 %，硅微粉2-3 %，結(jié)合劑5 %，鋼纖維3% ；上述組分之和為100% ；另外，還包括有其他添加劑；其他添加劑包括占前述組分的減水劑0. 14%，防爆材料為0. 1%，分散劑0.2%。所述莫來石為主晶相不低于85%，化學(xué)成分Al2O3彡73 %, SiO2彡25 %, Fe2O3彡1. 0%的普通莫來石。所述紅柱石為主晶相不低于70%，化學(xué)成分Al2O3彡56%, Fe2O3 ( 1. 2%的普通紅柱石。所述白剛玉為Al2O3彡98%, Fe2O3 ( 0. 5%的高純原料。 所述氧化鋁微粉為粒度D5tl = 0. 7 μ m，化學(xué)成分Al2O3 ^ 99%,Fe2O3 ^0.5%的活性α-Al2O3微粉。
所述硅微粉為粒度< 21 μ m，化學(xué)成分SW2彡94%，PH值為6. 8-7. 1。所述結(jié)合劑選自化學(xué)結(jié)合劑、水化結(jié)合劑和陶瓷結(jié)合劑中的任意一種或兩種混合，其中化學(xué)結(jié)合劑選自磷酸或磷酸二氫鋁；水化結(jié)合劑為高鋁水泥或純鋁酸鈣水泥；陶瓷粘結(jié)劑選自P-Al2O315所述結(jié)合劑為水化結(jié)合劑和陶瓷結(jié)合劑的組合物，其中水硬化粘結(jié)劑為4份、陶瓷粘結(jié)劑為1份。所述鋼纖維為0. 2mmXlmmX20mm或0. 2mmX ImmX25mm的普通熔抽型不銹鋼纖維。所述減水劑優(yōu)選SN-II (上海五三助劑廠)，防爆材料優(yōu)選有機(jī)纖維、紙纖維、金屬鋁粉及金屬硅粉中的任意一種或其之間的組合物。所述外加分散劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉和FS20(汕頭經(jīng)濟(jì)特區(qū)龍湖科技有限公司)中的任意一種或兩種混合。選用不同粒度組成的以上原料，按照現(xiàn)行工藝生產(chǎn)的澆注料經(jīng)過分析，所得的 Andreasen連續(xù)粒度分布體系的η值維持在0. 3-0. 4的穩(wěn)定分布。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用冷拔鋼管，所述材料的性能如下鋼管采用基于 GB/T8162-1999的20#的冷拔鋼管；化學(xué)成分含C 彡 0. 25%, S 彡 0. 05%, P 彡 0. 05%, Si 彡 0. 25%, Mn ^ 0. 5%, Cr ^ 0. 1%, Cu ^ 0. 2%, Ni ^ 0. 05% ；拉伸抗拉T.S.彡450MPa，屈服Y. S.彡350MPa，伸長E. L.彡；35%，并能通過彎曲和渦流試驗(yàn)。為增強(qiáng)耐火材料與鋼管的相互適應(yīng)性，所以本發(fā)明耐火材料以莫來石、紅柱石、白剛玉為主，并配入適量的氧化鋁微粉和硅微粉。因紅柱石細(xì)粉可以在鐵水的高溫下發(fā)生莫來石化而產(chǎn)生較穩(wěn)定的體積膨脹，析出的SiO2可與材料中的氧化鋁微粉或白剛玉接觸時(shí)反應(yīng)生成二次莫來石，莫來石的生成不僅能提高制品的體積穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，改善燒后線變化，而且還能部分消除澆注料在高溫和冷卻過程中產(chǎn)生的收縮裂縫造成剝落而影響使用壽命的弱點(diǎn)；采用基于GB/T8162-1999的20#冷拔鋼管在0°C _1500°C之間具有很好的使用強(qiáng)度，并與耐火材料之間在0°C -1500°C具有很好的相互適應(yīng)性。在0°C -1500°C之間耐火材料和鋼管在鐵水中膨脹系數(shù)能夠相互彌合，不會(huì)產(chǎn)生由于兩者膨脹系數(shù)的差異而導(dǎo)致耐火材料的剝落或鋼管的破裂；噴槍在鐵水中處理完畢后暴露空氣中時(shí)能夠較好的在1400°C降為0°C時(shí)相互適應(yīng)，不會(huì)由于兩者膨脹系數(shù)的差異而導(dǎo)致耐火材料的剝落和鋼管的變形。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的鐵水預(yù)處理噴槍具有以下有益效果和明顯特征a)耐火材料與鋼管在室溫 1500°C具有很好的相互適應(yīng)性；b)耐火材料熱穩(wěn)定性好，耐鐵水侵蝕，在室溫 150(TC具有高強(qiáng)度和體積穩(wěn)定性；c)鋼管在室溫 1500°C之間具有很高的使用強(qiáng)度。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)、完整地說明按本實(shí)施例配方澆注制備的鐵水預(yù)處理噴槍用耐火材料和鋼管的理化性能見表1、表2所示。表1實(shí)施例1-5的組成和含量。
權(quán)利要求
1.一種鐵水預(yù)處理噴槍用耐火材料，其特征在于按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，其組分和含量為莫來石35-41 %，紅柱石30-40 %，白剛玉9-12 %，氧化鋁微粉3_6 %，硅微粉2_3 %，結(jié)合劑 5%，鋼纖維3% ；上述組分之和為100% ；另外，還包括有其他添加劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵水預(yù)處理噴槍用耐火材料，其特征在于其他添加劑包括占前述組分的減水劑0. 14%，防爆材料為0. 1%，分散劑0.2%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵水預(yù)處理噴槍用耐火材料，其特征在于所述莫來石為主晶相不低于85%，化學(xué)成分Al2O3 ^ 73%, SiO2 ( 25%, Fe2O3 ( 1. 0%的普通莫來石。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵水預(yù)處理噴槍用耐火材料，其特征在于所述紅柱石為主晶相不低于70%，化學(xué)成分Al2O3彡56%, Fe2O3彡1. 2%的普通紅柱石。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵水預(yù)處理噴槍用耐火材料，其特征在于所述白剛玉為 Al2O3彡98%, Fe2O3彡0. 5%的高純原料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵水預(yù)處理噴槍用耐火材料，其特征在于所述氧化鋁微粉為粒度 D50 = 0. 7 μ m，化學(xué)成分 Al2O3 ^ 99%, Fe2O3 ( 0. 5%的活性 α -Al2O3 微粉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵水預(yù)處理噴槍用耐火材料，其特征在于所述硅微粉為粒度< 21 μ m，化學(xué)成分 SiO2 >94%，PH 值為 6. 8-7. 1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵水預(yù)處理噴槍用耐火材料，其特征在于所述結(jié)合劑選自化學(xué)結(jié)合劑、水化結(jié)合劑和陶瓷結(jié)合劑中的任意一種或兩種混合，其中化學(xué)結(jié)合劑選自磷酸或磷酸二氫鋁；水化結(jié)合劑為高鋁水泥或純鋁酸鈣水泥；陶瓷粘結(jié)劑選自P -Al2O30
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鐵水預(yù)處理噴槍用耐火材料，其特征在于所述結(jié)合劑為水化結(jié)合劑和陶瓷結(jié)合劑的組合物時(shí)，其中水硬化粘結(jié)劑為4份、陶瓷粘結(jié)劑為1份。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵水預(yù)處理噴槍用耐火材料，其特征在于所述鋼纖維為 0. 2mmX ImmX 20mm或0. 2mmX ImmX 25mm的普通熔抽型不銹鋼纖維。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鐵水預(yù)處理噴槍用耐火材料，其特征在于所述減水劑選自 SN-II，防爆材料選自有機(jī)纖維、紙纖維、金屬鋁粉及金屬硅粉中的任意一種或其之間的組合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鐵水預(yù)處理噴槍用耐火材料，其特征在于所述的分散劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉和FS20中的任意一種或兩種混合。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵水預(yù)處理噴槍用耐火材料，其特征在于涂覆于GB/ T8162-1999的20#的冷拔鋼管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鐵水預(yù)處理噴槍用耐火材料，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，其組分和含量為莫來石35-41％，紅柱石30-40％，白剛玉9-12％，氧化鋁微粉3-6％，硅微粉2-3％，結(jié)合劑5％，鋼纖維3％；上述組分之和為100％；另外，還包括有其他添加劑；其他添加劑包括占前述組分的減水劑0.14％，防爆材料為0.1％，分散劑0.2％。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的鐵水預(yù)處理噴槍具有以下有益效果和明顯特征a)耐火材料與鋼管在室溫～1500℃具有很好的相互適應(yīng)性；b)耐火材料熱穩(wěn)定性好，耐鐵水侵蝕，在室溫～1500℃具有高強(qiáng)度和體積穩(wěn)定性；c)鋼管在室溫～1500℃之間具有很高的使用強(qiáng)度。
文檔編號C21C1/04GK102276270SQ201110174100
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者馮峰, 滕秋明, 趙貴, 鄧鐵軍 申請人:上海開寶耐火材料有限公司