高炉出铁沟快速干燥浇注料的研究与应用

高炉幽铁沟怏逑千注料的研究与应用徐国涛1张洪雷1孙平安1李怀远2李安平1（武汉钢铁公司技术中心武汉430080 2武钢炼铁厂武汉430081以改善材料的高温结合性能与抗氧化性能，研制的新型浇注料成型烘烤3小时后即可投人使用，在武钢高炉使用，通铁量接近20万吨，效果显著。
1刖目国内大型高炉主铁沟多用Al2OfSiC-C质低水泥浇注料，对单一出铁口的高炉讲，容许的施工时间很短，很难允许水泥结合浇注料有足够的养护时间和烘烤时间。用铝粉或水泥来改善浇注料的干燥性能，虽然有一定的效果，但它是通过增加贯通气孔的量来改善干燥过程，对于材料的高温性能不利，快速干燥、水泥结合的浇注料寿命较低，一般在6 ~10万吨的通铁量，且凝固时间难于控制。有些几百到lOOOnf左右的高炉出铁沟的修补时间仅25h，工人劳动强度很大。根据国内外浇注料技术陶镜科f鸟g术的发展趋势，采用自洁净材料结合方法，生产了自洁净材料结合的Al2-SiC-C质快干浇注料，在武钢高炉使用，通铁量接近20万吨，本文就产品的研制过程、组成、性能与结构进行分析和探讨。
2浇注料的组成与性能铁沟浇注料多采用低水泥结合或树脂结合。使用铝酸钙水泥，浇注料的初期强度高，成型容易；但初凝固的时间一般在3小时以上，如要求快速千燥，间考虑容易自流成型；必然增加水用量，额外的水蒸发会导致高的气孔率和强度损失，尤其是在沟内温度较高时；水泥结合浇注料快速干燥，容易造成剥落和裂纹。
高炉主铁沟耐火材料的使用条件很苛刻，尤其是单铁口操作的情况，侵蚀严重，使用过程中，主要受到以下因素的影响：*炉衬成型与烘烤不当造成材料的破坏；*高温下铁水与渣的流动造成对炉衬耐火材料的冲刷和磨损；*渣和铁水高温下与炉衬的侵蚀与反应破坏；*出铁的间歇性造成温度变化引起热破坏；*碳素材料的氧化引起的猹与铁水渗透破坏。
针对上述破坏因素，研制的自洁净材料结合Al23-SiC——C质快千浇注料主要原来仍然采用刚玉、碳化硅、微粉、碳素材料为基本成分，加入自洁净材料为结合剂，辅助硬化剂，浇注成型，ncrc干燥后，在145（TC烧结3小时，测定试样的性能，表1研制的快速千燥浇注料与低“泥浇注料的性能比较项目自洁净材料结合快干浇注料低水泥刚玉浇注料体积密度/显气孔率耐压强度/抗折强度（MPa，1450\"C3h）高温抗折强度（MPa，14（）0C2h，埋碳）抗氧化性氧化层厚度14501；下试样40mm厚度仅表面0~1mm厚碳素氧化层试样表面1450\"C下碳素全部氧化从实际施工效果看浇注料具有良好的施工性能，成型后脱模烘烤时间仅3小时即可，小火后不久就用大火，快速烘烤而极少或不产生裂纹；热震稳定性优良；高温强度高，具有优良的高温耐磨性与抗氧化性；不粘渣铁，易于解体。
从性能的测定结果看，自洁净材料结合A123 SiC——C质快干浇注料烧结致密，高温下的抗折强度比低水泥浇注料要高，且抗氧化性能要好，因此，材料在使用过程中碳素氧化少，渣与铁水渗透破坏小，炉衬烧结后结构致密，强度高，抗侵蚀性好。
从自洁净材料结合A1203-SiC-C质快干浇注料的性能比较看，温度升高，抗压强度略有下降，但科研与应用减少幅度小，烧结后的结构致密，这说明在加人了自洁净材料作为结合剂后，材料的结合与水泥的凝固结合不同，在温度升高时，自洁净材料的化学成分凝固，形成一S薄膜状的物质，将骨料与基质结合在一起，由于自洁净材料为材料本体所拥有的铝硅酸盐成分，因此这类结合在高温下烧结后，产生的有害杂质少，材料的高温性能影响不大；故自洁净材料结合Aip5SiC-C质快干浇注料的高温抗折强度不低于低水泥浇注料。由于自洁净材料的作用，炉衬的烘七较宽松，剥落破坏很少，在大火烘烤时，也很少产生裂纹；因此，在使用过程中，具有良好的使用性能。
3满注料的显微结构与使用后的状况洁净材料结合的Al23SiC-C质快干浇注料1450°C」烧后基质间的成分而分布如所示，基自洁净材料结合的Al203SiC -C质快干浇注料中基质组成的面分布自洁净材料结合的Al203-SiC——C质快千浇注料侵蚀后表面的挂渣层组成的面分布闻《科学鸟g术吩屮的钙含M相对很低，结合相仍然以铝硅酸钙为主，结合相的熔点较高，其烧结后的结构相对比较致密，抗侵蚀与抗氧化性能较好。
如，从侵浊后的组成看，主要生成的还是钙铅娃酸盐，在娃酸盐物间，存在含铁的物相的S集区带，由于含钛铁水粘度增加，对渣铁的渗透有抵抗作用。‘为使用后自洁净材料结合A1：0「SiC-C质快f浇注料残样及炉衬中未氧化的碳素JS形貌，可见侵蚀的深度很浅，使AJ过程中，碳素的氧化少。
试制的快速千燥浇注料在武钢高炉上使用，自然T燥脱模，烘烤时间3小，在主铁沟上使用，通铁量接近20万吨，没有裂纹和崩落，抗侵蚀性良好。
使得吨铁耐火材料消耗大为降低，减少了维护与修砌的成本。
4结论采用g洁净材料结合的快速干燥浇注料具有良好的抗氧化性能、抗侵蚀性能，烘烤时间仅3小时左右，在高炉主铁沟上使用，通铁量达到20万吨，没有裂纹和崩落，降低了吨铁耐火材料消耗与工人的劳动强度，对于单出铁口的高炉、混铁炉、化铁炉，是有发展潜力的快速施工耐火材料。