高炉出铁沟用耐火浇注料

    我国高炉出铁沟过去一般用黏土熟料、焦粒、软质黏土和焦油沥青捣制而成，通铁量少，修补频繁，劳动强度大，污染环境；后来，采用Al2O3-SiC-C质捣打料，通铁量显著提高，但劳动强度大；到80年代后期，开发了Al2O3-SiC-C质超低水泥耐火浇注料。该类浇注料一般用致密白刚玉、亚白刚玉、棕刚玉、优质高铝熟料、碳化硅和鳞片石墨等材料，再掺加超微粉结合剂和外加剂配制而成。一般高中档产品适用于大、中型高炉出铁沟，中低档产品则适用于中、小型高炉出铁沟或渣沟。

    随着钢铁治金行业的不断发展，大型高炉日益增多及强化，铁水温度不断增高，出铁量增加，而铁沟用耐火材料使用条件日益苛刻。近几年国外对自流浇注料研究较多，开发了Al2O3-SiC-C质自流浇注料，并在一些大型高炉的铁沟使用获得了成功，铁沟主沟前端由于铁水流速较快并且发生涡流冲刷，侵蚀较严重，损毁较快。除采取局部喷补外，也可用浇注料对这段进行修补。由于修补时模具与残余铁沟间缝隙小、形状不规整，振动施工比较因难，而采用流动性较好的自流浇注料来修补就可以比较好地解决这个问题。

    自流浇注料是根据流变学原理开发而成，它依靠本身的自重和位能差产生自流而达到脱气、摊平和密实效果。铁沟自流浇注料除满足自流条件外，还应满足以下要求：①高温强度高，耐冲刷、耐侵蚀、抗氧化；②热震稳定性好；③可快速烘烤不炸裂；④与残衬结合牢固，不粘渣铁；

    如何提高铁沟自流浇注料的使用性能?

    提高铁沟自流浇注料使用性能的措施主要有以下两方面：

    1、使用复合超细粉

    添加复合超细粉不仅可以改善浇注料的自流性能，而且可以改善高温使用性能。超细粉粒轻小，充填于浇注体中细小的空隙，减少了加水并且可以促进烧结，这两方面都可提高浇注料的致密度和高温强度。另外，铁沟料中的SiC是抗渣侵蚀的主要成分，它的粒度和加入量都对抗渣侵蚀性有直接影响。铁沟料中加入SiC细粉，烧后表面形成一层玻璃态物质，阻止了内部氧化，但SiC细粉比颗粒容易氧化，因此我们对SiC采用多级配料，使用一部分SiC超细粉，拉宽粒度范围使氧化程度不一致，相互制约，从而达到组织致密延缓内部氧化，提高抗渣侵蚀性的目的。另外SiC的加入量并非越多越好，应有一定范围。总之，自流浇注料中加入复合超细粉，一方面要考虑浇注料的自流性，另一方面要要考虑浇注料最终的使用性能，二者之间要综合平衡。

    2、改善浇注料的抗爆裂性

    铁沟自流浇注料是一种低水泥浇注料，由于要自流，细粉量相对较多，尤其超细粉的使用，使浇注料的抗爆裂性尤为重要。改善抗爆裂性的可行的办法主要是添加金属铝粉和有机纤维，添加有机纤维要求纤维的熔点要低，必须在爆裂温度之前熔化，在浇注料内部形成微小通道，以利水汽排出。另外，要求纤维的直径要小，加入量尽可能少，以免影响浇注料的强度。加入金属铝粉，是依靠A+3H2O→A(OH)+32H反应生成比提高浇注料的透气度，从而改善抗爆裂性。金属铝粉的细度、活性和养护温度都对反应速度有影响。铝粉的加入量也有一定的范围，量过多会造成膨胀，破坏浇注料结构。我们选择了一种合适的抗爆裂添加剂，使抗爆裂温度≥500℃。经研究发现，抗爆裂温度≥400C即可满足一般烘烤要求。

    此外，铁沟自流浇注料中细粉含量比较高，其高温使用时的线收缩也不容忽视，这个问题可以通过添加适量的膨胀剂来解决，膨胀剂在高温下发生体积膨胀抵消烧结收缩使自流浇注料在高温下仍能保持良好的结构稳定性。