高性能无水炮泥使用硅溶胶的方法
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高炉冶炼技术的不断进步,对高炉出铁口工作的要求也越来越严格。为了保持铁口工作状态的稳定性,满足高炉高效冶炼的需求,通常需要使用炮泥封住出铁口,以保护铁口区域的炉墙和炉底。这就要求炮泥具备优良的作业性能,能够确保铁口的充分填充;具有良好的体积稳定性,能够快速烧结;具备快速干燥硬化的能力,并在高温下保持较高的强度;此外,炮泥还需要具备良好的开口性能,易于重新打开,并能够抵抗渣铁侵蚀、冲刷和氧化。
高炉炮泥主要分为有水炮泥和无水炮泥两类。有水炮泥主要由焦粉、粘土、燃料、水和沥青等原料制备而成,虽然成本较低,但其强度较差,且抗渣、抗铁水侵蚀和抗冲刷能力均较弱。相比之下,无水炮泥以刚玉、碳化硅、焦粉、粘土及各种结合剂为主要原料,因其不含水分,具有较高的强度和更好的抗渣、抗铁水侵蚀和抗冲刷性能,因此逐渐成为主流。
无水炮泥在实际应用中仍存在一些问题,如产品质量不稳定、铁口深度维护困难、耐侵蚀性能不足等。这些问题会导致出铁时间短、出铁量不足、渗铁漏铁频发,进而增加生产成本,降低企业的生产效率和盈利能力。
介绍一种高性能无水炮泥,按重量份数计包括以下材料:高铝矾土38‑48份,电熔莫来石18‑23份,碳化硅10‑14份,氮化硼4‑6份,氧化铪0.5‑1份,石墨3‑4份,硅溶胶6‑8份,聚硼硅氧烷2‑3份,碳化钛晶须0.3‑0.5份,纳米二氧化铈0.1‑0.3份,氧化镁1‑2份。
无水炮泥的制备方法:
将高铝矾土、电熔莫来石、碳化硅、氮化硼、氧化铪、石墨和氧化镁按比例混合,并在行星式球磨机中干法球磨4‑6小时;
将硅溶胶与聚硼硅氧烷在75‑85℃下搅拌混合2小时,冷却至室温后加入纳米二氧化铈,超声分散30分钟;
将粉体材料与液体结合剂及碳化钛晶须混合,并在真空搅拌机中搅拌30‑60分钟;
将混合物在20‑25MPa压力下等静压成型,并在氩气保护下进行热处理:先在200℃保温2小时,再升至350℃保温4小时,最后降至室温,得到最终产品。
硅溶胶和聚硼硅氧烷作为结合剂,提供了良好的粘结性和韧性,确保了材料在加工过程中的稳定性和一致性,同时提高了炮泥的开口性能,便于机械加工和使用。