一種高爐內(nèi)Sialon材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高爐內(nèi)Sialon材料的制備方法，包括以下步驟：在高爐內(nèi)耐火材料施工時，施工體中預埋易燒損管材，在爐壁上設有易燒損管材的進口和出口；在高爐使用中，易燒損管材燒毀形成通道，向通道內(nèi)通入氮氣，在通道的進出口流量相同時封閉通道出口，停止通氮氣，向通道內(nèi)壓入壓入料壓實，高爐即可進行正常運行。本發(fā)明在高爐內(nèi)制備Sialon材料，方法簡單合理，把Sialon的使用與制備一體化，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本，并且充分利用了鋼鐵企業(yè)多余的氮氣。本方法適合于大小高爐，可以延長高爐壽命，給企業(yè)帶來極大的經(jīng)濟效益和社會效益。
【專利說明】一種高爐內(nèi)Sialon材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高爐煉鐵用耐火材料生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高爐內(nèi)Sialon材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]三十年前高爐煉鐵用耐火材料主要使用的是粘土磚與高鋁磚，這些磚的耐火度一般為1700°C左右，而高爐爐腹的實際溫度要高于耐火磚的耐火度，造成爐內(nèi)高溫區(qū)域的耐火材料使用時間短，影響高爐的使用壽命，我國高爐中修壽命為3-4年，在這3-4年間主要依靠外部冷卻壁將已熔的耐火材料和高爐渣冷卻凝固于爐壁上從而支撐高爐煉鐵。
[0003]隨著高爐的大型化、冶煉強度和風溫的不斷提高，在日本出現(xiàn)了 Si3N4結(jié)合的SiC磚，使高爐的爐齡達到15年。后來人們在陶瓷研究中發(fā)現(xiàn)在Si3N4與Al2O3熱壓燒成中有60-70%的Al2O3可以固熔到Si3N4晶格中(即Si3N4晶格中可以固溶60-70%的Al2O3)形成一種含S1、Al、0、N的固溶體，縮寫為“Sialon”，因Si3N4分為α、β型，β型的形成的產(chǎn)物叫β - Sialon或β'-Sialon，其化學通式為:Si6_zAlz0zN8_z，Z表示氮化硅中被取代的硅原子和氮原子的數(shù)目，進一步研究發(fā)現(xiàn)Sialon各項性能極其優(yōu)越，開發(fā)了 Sialon結(jié)合的剛玉磚和Sialon結(jié)合的Al2O3-SiC制品，并在全球已有的二十多座特大型高爐上進行了使用，使用壽命設計20年。
[0004]20年后，人們認為使用Sialon結(jié)合Al2O3-SiC或Sialon剛玉磚可以將高爐爐齡提高到25年以上，我國的耐火材料研究人員也做了大量工作，北京科技大學的洪彥若、孫加林等把Sialon材料的研究成果匯編成《非氧化物復合耐火材料》一書，使人們對Sialon和Sialon復合耐火材料有了普遍認識。我國在過去的二十五年中至少有十家大學做過這類材料的高溫試驗，發(fā)表了很多文章，充分證明了 Sialon材料的優(yōu)越性。但是,Sialon結(jié)合Al2O3-SiC耐火材料必須在氮氣氛圍中燒成，成本較高，一次性投入較大，很多鋼鐵企業(yè)并不愿意投入較高成本來利用這種優(yōu)越性較好的材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種操作方便、成本低的高爐內(nèi)Sialon材料的制備方法。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種高爐內(nèi)Sialon材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)在高爐內(nèi)耐火材料施工時(采用一種含金屬鋁和金屬硅或二者合金的A1203-SiC質(zhì)澆注料或噴涂料)，施工體中預埋易燒損管材，易燒損管材通過支架固定在高爐內(nèi)壁或耐火磚上，高爐壁上設有管材的進口和出口 ；
(2)在高爐使用中，易燒損管材燒毀形成通道，向通道內(nèi)通入氮氣，在大于1400°C的溫度下形成Sialon，持續(xù)通入氮氣7-15天，`在通道的進出口氮氣流量相同時封閉通道出口 ；
(3)持續(xù)通氮氣8-10小時停止通氮氣，向通道內(nèi)壓入壓入料壓實，具體操作為:從通道一端壓入壓入料壓實，繼續(xù)通入氮氣2-8小時，然后從通道的另一端壓入壓入料壓實，然后增大氮氣壓力繼續(xù)通氮氣5-10小時，使壓入料也形成Sialon，高爐即可進行正常運行(繼續(xù)烘爐或進入煉鐵階段)。
[0007]步驟(2)中通入氮氣的壓力為0.01-0.02Mpa，較好的，所述氮氣為煉鋼制氧過程中產(chǎn)生的富余氮氣，所述氮氣中氧分壓越低越好，所述易燒損管材為聚乙烯塑料管材。步驟
(3)中增大后的氮氣壓力為0.05-0.1MPa0
[0008]在易燒損管材的設置中，管道的設置要均勻，管的長短粗細要適中，無交叉分布情況，這是為了防止氮氣短路和壓入壓入料時物料短路造成施工體內(nèi)部存在孔洞，影響高爐的使用壽命。
[0009]高爐爐缸底部易燒損管材平行設置，所述易燒損管材與爐缸底部的距離為1/4-1/3的爐底施工體厚度(即陶瓷杯底厚度)，相鄰管距為爐底施工體厚度的1/3-1/2，易燒損管材從高爐爐缸底部的一端進入，另一端設置出口。
[0010]高爐爐腹和爐缸側(cè)壁位置易燒損管材螺旋設置，所述易燒損管材與爐壁的距離為1/3-1/2的施工體施工厚度，相鄰管距(螺距)為施工體厚度的1/2-2/3，進口和出口沿管材的切線方向引出爐外并與氮源相連。
[0011 ] 較好的，爐缸(陶瓷杯壁)施工時，易燒損管材螺旋設置，若爐缸(陶瓷杯壁)施工體厚度< 350mm，易燒損管材與爐缸外壁的距離為2/5施工體厚度，相鄰管距為1/2施工體厚度；若爐缸(陶瓷杯壁)施工體厚度> 350mm，易燒損管材平行雙螺旋設置，平行雙管的管距為1/2施工體厚度，內(nèi)管距離爐缸(陶瓷杯壁)內(nèi)壁為1/4施工體厚度，外管距離爐缸(陶瓷杯壁)外壁為1/4施工體厚度，螺距為1/2施工體厚度；易燒損管材要適中的在爐缸(陶瓷杯壁)施工體內(nèi)盤旋一周或兩周后沿管材的切線方向引出爐缸(陶瓷杯壁)外。
[0012]每根易燒損管材的兩端設有耐熱鋼管接頭，為了防止鋼管熔化對施工體質(zhì)量造成危害，耐熱鋼管接頭的一端進入施工體內(nèi)部的長度為50-100mm，耐熱鋼管接頭的另一端穿過爐壁耐火磚層引出爐外并與氮源相連。
[0013]在高爐的使用中，如果易燒損管材燃燒不盡，應當先用高壓氣體吹出殘留物，再通入氮氣進行反應。
[0014]本方法中所用施工料的包括以下重量份的物質(zhì):Al2O3材料50-60份、SiC 10-30份、娃招合金粉8_12份、C粉0-3份、稀土氧化物0_2份、粘土 0_5份。其中所述娃招合金粉中Al與Si的質(zhì)量比為1: (3-4)，并根據(jù)澆注施工具體需要添加4-5份的水。
[0015]所用壓入料包括以下重量份的物質(zhì)=Al2O3材料50-60份、SiC 10-30份、硅鋁合金粉8-12份、C粉0-3份、稀土氧化物0-2份、粘土 0-5份，其中所述硅鋁合金粉中Al與Si的質(zhì)量比為1: (3-4);所述壓入料的粒度≤3mm。
[0016]較好的，所述稀土氧化物為Y203或La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd等的氧化物或其混合氧化物，所述稀土氧化物來自氟碳鈰礦或磷釔礦；施工料和壓入料中所述Al2O3材料中低碳棕剛玉質(zhì)量百分比≥ 90%，其余微量Al2O3材料為白剛玉微粉或Q-Al2O3超微粉；低碳棕剛玉中Fe2O3質(zhì)量百分含量為0.4-0.8%，TiO2質(zhì)量百分含量為1_3% ;低碳棕剛玉中Fe2O3和TiO2的存在正好作為催化劑，促進Sialon材料的形成。
[0017]較好的，合金粉的選用量是為了確保在基質(zhì)中形成25-33%的Sialon，Sialon中的Z值在1.5-2.5較為適宜。
[0018]本發(fā)明在高爐內(nèi)制備Sialon材料,方法簡單合理,無需建造復雜的氮化爐和空分車間，把Sialon的使用與制備一體化，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本，并且充分利用了鋼鐵企業(yè)多余的排空氮氣。本方法適合于大小高爐，尤其適合我國目前高爐強化冶煉中對關(guān)鍵部位的修補，可以延長高爐壽命，給企業(yè)帶來極大的經(jīng)濟效益和社會效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為高爐爐腹位置施工結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為高爐爐缸位置施工結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】[0020]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的解釋說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于此。
[0021]實施例1
本實施例施工體所用施工料由以下重量份的物質(zhì)組成:A12 O 3材料5 O份(其中低碳棕剛玉質(zhì)量百分比為90%，其余為Q-Al2O3超微粉；低碳棕剛玉中Fe2O3質(zhì)量百分含量為
0.4-0.6%, TiO2質(zhì)量百分含量為1-3%)、SiClO份、硅鋁合金粉8份(Al: Si的質(zhì)量比為I: 3)、C粉2份、水5份；
所用壓入料由以下重量份的物質(zhì)組成=Al2O3材料50份(其中低碳棕剛玉質(zhì)量百分比為90%，其余為a -Al2O3超微粉；低碳棕剛玉中Fe2O3質(zhì)量百分含量為0.4-0.6%，TiO2質(zhì)量百分含量為l-3%)、SiC10份、硅鋁合金粉8份(Al與Si的質(zhì)量比為1: 3.5)、C粉2份、稀土氧化物(來自磷乾礦)0.1份、粘土 1份、水3份,壓入料粒度≤3mm。
[0022](I)如圖1所示在高爐I的爐腹2位置耐火材料施工時，施工體3中預埋聚乙烯塑料管材4，聚乙烯塑料管材4通過支架固定在耐火磚層5上，所述聚乙烯塑料管材4與爐壁的距離為1/3的施工體3施工厚度，在爐壁上設有管材的進口和出口。管材螺旋設置，上下管距為施工體厚度的1/2，進口和出口沿管材的切線方向引出爐外。每根聚乙烯塑料管材4的兩端設有耐熱鋼管接頭，為了防止鋼管熔化對施工體質(zhì)量造成危害，耐熱鋼管接頭進入施工體內(nèi)部的長度為50mm。其中，所述每根聚乙烯塑料管材的管徑為37mm，長度為12m(沿爐內(nèi)盤旋一周)。
[0023](2)在高爐烘爐的過程中，預埋的聚乙烯塑料管材完全燒掉，施工體內(nèi)形成通道，先用高壓氣體吹出殘留物，再向通道內(nèi)通入氮氣，持續(xù)通入氮氣7天，在> 1400°C的高溫下逐漸形成Sialon.在氮氣通道的進出口流量相同時封閉通道出口，持續(xù)通氮氣8小時，讓氮氣向深處遠處滲透，以利于施工體Sialon的充分形成；所述氮氣為煉鋼制氧過程中產(chǎn)生的富余氮氣，通入氮氣的壓力為0.01Mpa0
[0024](3)停止通氮氣，向通道內(nèi)壓入壓入料壓實，具體操作為:從通道進口壓入壓入料壓實，繼續(xù)通入氮氣2小時，然后從通道的出口壓入壓入料壓實，然后增大氮氣壓力繼續(xù)通氮氣5小時，高爐即可進行正常運行，可以繼續(xù)烘爐或進入煉鐵階段，其中增大后的氮氣壓力為 0.05MPa。
[0025]此法合成Sialon澆注體后無法采樣檢測?？捎檬┕び昧洗虺蓸藴试噳K在氮化重燒爐(氮氣氛圍內(nèi))中1300-1400°C保溫8小時，1500°C保溫8小時燒成，對各項指標進行檢測，所得Sialon材料的Z值為1.5-2.5，耐壓強度≥150Mpa，抗折強度≥35Mpa，熱膨脹系數(shù)為2-3X 10_6/K，符合Sialon材料的標準，可以作為參考依據(jù)。
[0026]實施例2
本實施例施工體所用施工料由以下重量份的物質(zhì)組成Al2O3材料60份(其中低碳棕剛玉質(zhì)量占Al2O3材料的95%，其余為a - Al2O3超微粉；低碳棕剛玉中Fe2O3質(zhì)量百分含量為
0.4-0.6%，TiO2質(zhì)量百分含量為1_3%)、SiC30份、硅鋁合金粉12份(Al: Si的質(zhì)量比為I: 4)、C粉3份、稀土氧化物(來自磷釔礦)2份、粘土 5份、水4份。
[0027]所用壓入料由以下重量份的物質(zhì)組成Al2O3材料60份(其中低碳棕剛玉質(zhì)量占Al2O3材料的95%，其余為a -Al2O3超微粉；低碳棕剛玉中Fe2O3質(zhì)量百分含量為0.4-0.6%，1102質(zhì)量百分含量為l-3%)、SiC30份、硅鋁合金粉12份(Al與Si的質(zhì)量比為1: 4)、C粉3份、稀土氧化物(來自磷乾礦)2份、粘土 5份,壓入料粒度≤3mm。
[0028](I)如圖2所示在高爐I的爐缸5位置耐火材料施工時，施工體6中預埋PVC管材7，爐缸底部的PVC管材7平行設置并通過支架固定在高爐底部碳磚8上，PVC管材7與爐缸底部的距離為1/4施工體厚度，爐壁上設有管材的進口和出口。
[0029]爐缸側(cè)壁上，PVC管材7螺旋設置并固定在爐缸側(cè)壁耐火磚上，所述PVC管材7與爐壁的距離為2/5的施工體施工厚度，在爐壁上設有管材的進口和出口。上下管距為施工體厚度的2/3，進口和出口沿管材的切線方向引出爐外。
[0030]每根PVC管材7的兩端設有耐熱鋼管接頭，為了防止鋼管融化對施工體質(zhì)量造成危害，耐熱鋼管接頭進入施工體內(nèi)部的長度為100_，鋼管接頭穿過爐壁耐火磚墻通出爐外與氮源相接其中，所述PVC管材7的管徑為51mm，爐缸底部長度為5.5m，爐缸側(cè)壁長度為17.2m (繞爐缸一周)。
[0031](2)在高爐烘爐的過程中，預埋的PVC管材完全燒掉，施工體內(nèi)形成通道，先用高壓氣體吹出殘留物，再向通道內(nèi)通入氮氣，持續(xù)通入氮氣15天，在氮氣通道的進出口流量相同時封閉通道出口，持續(xù)通氮氣10小時，讓氮氣向深處遠處滲透，以利于施工體Sialon的充分形成，所述氮氣為煉鋼制氧過程中產(chǎn)生的富余氮氣，通入氮氣的壓力為0.02Mpa。
[0032](3)停止通氮氣，向通道內(nèi)壓入壓入料壓實，具體操作為:從通道進口壓入壓入料壓實，繼續(xù)通入氮氣6小時，然后從通道的出口壓入壓入料壓實，然后增大氮氣壓力繼續(xù)通氮氣10小時，高爐即可進行正常運行，可以繼續(xù)烘爐或進入煉鐵階段，其中增大后的氮氣壓力為0.1MPa0
[0033]此法合成Sialon澆注體后無法采樣檢測?？捎檬┕び昧洗虺蓸藴试噳K在氮化重燒爐(氮氣氛圍內(nèi))中1300-1400°C保溫8小時，1500°C保溫8小時燒成，對各項指標進行檢測，所得Sialon材料的Z值為1.5-2.5，耐壓強度≥150Mpa，抗折強度≥35Mpa，熱膨脹系數(shù)為2-3X 10_6/K，符合Sialon材料的標準，可以作為參考依據(jù)。
[0034]實施例3
本實施例施工體所用施工料由以下重量份的物質(zhì)組成Al2O3材料55份(其中低碳棕剛玉質(zhì)量百分比為93%，其余為白剛玉微粉；低碳棕剛玉中Fe2O3質(zhì)量百分含量為0.4-0.7%，TiO2質(zhì)量百分含量為1-3%)、SiC20份、硅鋁合金粉10份(Al: Si的質(zhì)量比為1: 3.5)、稀土氧化物(來自氟碳鈰礦)1份、水5份。
[0035]所用壓入料由以下重量份的物質(zhì)組成Al2O3材料55份(其中低碳棕剛玉質(zhì)量百分比為93%，其余為白剛玉微粉，低碳棕剛玉中Fe2O3質(zhì)量百分含量為0.4-0.7%，TiO2質(zhì)量百分含量為1-3%)、SiC20份、硅鋁合金粉10份(Al: Si的質(zhì)量比為1: 3.8)，壓入料粒度≤ 3mm。
[0036](I)在高爐的爐腹位置耐火材料施工時，施工體中預埋氯化聚乙烯管材，氯化聚乙烯管材通過支架固定在耐火磚層上，所述氯化聚乙烯管材與爐壁的距離為11/30的施工體施工厚度，在爐壁上設有管材的進口和出口。管材螺旋設置，上下管距為施工厚度的7/12，進口和出口沿管材的切線方向引出爐外。每根氯化聚乙烯管材的兩端設有耐熱鋼管接頭，為了防止鋼管融化對施工體質(zhì)量造成危害，耐熱鋼管接頭進入施工體內(nèi)部的長度為100_。其中，所述每根氯化聚乙烯管材的管徑為18mm，長度為25m (環(huán)繞爐腹一周)。
[0037](2)在高爐烘爐的過程中，預埋的氯化聚乙烯管材完全燒料，施工體內(nèi)形成通道，先用高壓氣體吹出殘留物，再向通道內(nèi)通入氮氣，持續(xù)通入氮氣10天，在氮氣通道的進出口流量相同時封閉通道出口，持續(xù)通氮氣9小時，讓氮氣向深處遠處滲透，所述氮氣為煉鋼制氧過程中產(chǎn)生的富余氮氣，通入氮氣的壓力為0.015Mpa。
[0038](3)停止通氮氣，向通道內(nèi)壓入壓入料壓實，具體操作為:從通道進口壓入壓入料壓實，繼續(xù)通入氮氣5.5小時，然后從通道的出口壓入壓入料壓實，然后增大氮氣壓力繼續(xù)通氮氣8小時，高爐即可進行正常運行，可以繼續(xù)烘爐或進入煉鐵階段，其中增大后的氮氣壓力為0.07MPao
[0039]此法合成Sialon澆注體后無法采樣檢測?？捎檬┕び昧洗虺蓸藴试噳K在氮化重燒爐(氮氣氛圍內(nèi))中1300-1400°C保溫8小時，1500°C保溫8小時燒成，對各項指標進行檢測，所得Sialon材料的Z值為1.5-2.5，耐壓強度≥150Mpa，抗折強度≥35Mpa，熱膨脹系數(shù)為2-3X 10_6/K，符合Sialon材料的標準，可以作為參考依據(jù)。
[0040]實施例4
本實施例施工體所用施工料由以下重量份的物質(zhì)組成Al2O3材料58份(其中低碳棕剛玉質(zhì)量百分比為92%，白剛玉微粉質(zhì)量百分比為5%，a -Al2O3超微粉質(zhì)量百分比為3% ;低碳棕剛玉中Fe2O3質(zhì)量百分含量為0.5-0.8%，TiO2質(zhì)量百分含量為l_3%)、SiC25份、硅鋁合金粉9份(Al: Si的質(zhì)量比為1: 3.6)、C粉2.8份、稀土氧化物(來自磷釔礦)1.5份、粘土4份、水4份。
[0041]所用壓入料由以下重量份的物質(zhì)組成Al2O3材料58份(其中低碳棕剛玉質(zhì)量百分比為92%，白剛玉微粉質(zhì)量百分比為5%，a -Al2O3超微粉質(zhì)量百分比為3% ;低碳棕剛玉中Fe2O3質(zhì)量百分含量為0.5-0.8%，TiO2質(zhì)量百分含量為1_3%)、SiC25份、硅鋁合金粉9份(Al: Si的質(zhì)量比為1: 3.6)、C粉2.8份、稀土 (來自磷釔礦)2份、粘土 3份，壓入料粒度< 3mm。
[0042](I)在高爐的爐腹位置耐火材料施工時，施工體中預埋聚丁烯管材，聚丁烯管材通過支架固定在高爐內(nèi)壁上，所述聚丁烯管材與爐壁的距離為11/30的施工體施工厚度，在爐壁上設有管材的進口和出口。管材螺旋設置，上下管距為施工厚度的7/12，進口和出口沿管材的切線方向引出爐外。每根聚丁烯管材的兩端設有耐熱鋼管接頭，為了防止鋼管融化對施工體質(zhì)量造成危害，耐熱鋼管接頭進入施工體內(nèi)部的長度為80mm，耐熱鋼管接頭穿過爐壁耐火磚層通出爐外連接氮源。其中，所述每根聚丁烯管材的管徑為50_，長度為12m(爐腹部分周長的3/4)。
[0043](2)在高爐烘爐的過程中，預埋的聚丁烯管材完全燒掉，施工體內(nèi)形成通道，先用高壓氣體吹出殘留物，再向通道內(nèi)通入氮氣，持續(xù)通入氮氣12天，在氮氣通道的進出口流量相同時封閉通道出口，持續(xù)通氮氣9.5小時，讓氮氣向深處遠處滲透，所述氮氣為煉鋼制氧過程中產(chǎn)生的富余氮氣，通入氮氣的壓力為0.018Mpa。
[0044](3)停止通氮氣，向通道內(nèi)壓入壓入料壓實，具體操作為:從通道進口壓入壓入料壓實，繼續(xù)通入氮氣7小時，然后從通道的出口壓入壓入料壓實，然后增大氮氣壓力繼續(xù)通氮氣9小時，高爐即可進行正常運行，可以繼續(xù)烘爐或進入煉鐵階段，其中增大后的氮氣壓力為 0.1MPa。
[0045]此法合成Sialon澆注體后無法采樣檢測?？捎檬┕び昧洗虺蓸藴试噳K在氮化重燒爐(氮氣氛圍內(nèi))中1300-1400°C保溫8小時，1500°C保溫8小時燒成，對各項指標進行檢測，所得Sialon材料的Z值為1.5-2.5，耐壓強度≥150Mpa，抗折強度≥35Mpa，熱膨脹系數(shù)為2-3X 10_6/K，符合Sialon材料的標準，可以作為參考依據(jù)。
[0046]實施例5
在高爐噴涂施工時，噴涂料由以下重量份的的物質(zhì)組成:Α1203材料60份(其中低碳棕剛玉質(zhì)量百分比為93%，其余為白剛玉微粉；低碳棕剛玉中Fe2O3質(zhì)量百分含量為0.6-0.8%，TiO2質(zhì)量百分含量為l_3%)、SiC30份、硅鋁合金粉10份(Al與Si的質(zhì)量比為1: 3.8)、C粉2.8份、耐火粘土 3份、水5份。
[0047]壓入料由以下重量份的的物質(zhì)組成=Al2O3材料60份(其中低碳棕剛玉質(zhì)量百分比為93%，其余為白剛玉微粉；低碳棕剛玉中Fe2O3質(zhì)量百分含量為0.6-0.8%，TiO2質(zhì)量百分含量為1-3%)、SiC30份、硅鋁合金粉10份(Al與Si的質(zhì)量比為1: 3.8)、C粉2.8份、稀土氧化物(來自氟碳鋪礦)1.5份、粘土 1份；壓入料粒度≤1mm。
[0048]在高爐生產(chǎn)過程修補高爐的爐腹、爐腰以及爐身的下部，高爐休風后悶好爐火，確保無煤氣后進入，在爐壁上安裝膨脹螺栓并固定好聚乙烯塑料管材(每根長度為25m)，聚乙烯塑料管材螺旋設置，直徑為15mm ;聚乙烯管材距離爐壁70mm，聚乙烯管材的進口和出口沿管材的切線方向引出爐外。每根聚丁烯管材的兩端設有耐熱鋼管接頭，爐內(nèi)管道固定牢固后即可進行噴涂施工，噴涂厚度為與管道噴平之后再噴130mm,總噴涂厚度為200_。
[0049]當噴涂層凝固后高爐逐漸復風恢復生產(chǎn)，聚乙烯管道燒損后形成通道，向通道內(nèi)通入氮氣，所述氮氣為煉鋼制氧過程中產(chǎn)生的富余氮氣，氮氣壓力為0.01MPa,通氮氣7天后停止，向通道內(nèi)壓入壓入料壓實，具體操作為:從通道進口壓入壓入料壓實，繼續(xù)通入氮氣7小時，讓氮氣向深處遠處滲透，然后從通道的出口壓入壓入料壓實，然后增大氮氣壓力繼續(xù)通氮氣9小時，高爐即可進行正常的生產(chǎn)操作，其中增大后的氮氣壓力為0.1MPa0
[0050]此法合成Sialon施工體后無法采樣檢測?？捎檬┕び昧洗虺蓸藴试噳K在氮化重燒爐(氮氣氛圍內(nèi))中1300-1400°C保溫8小時，1500°C保溫8小時燒成，對各項指標進行檢測，所得Sialon材料的Z值為1.5-2.5，耐壓強度≥150Mpa，抗折強度≥35Mpa，熱膨脹系數(shù)為2-3X 10_6/K，符合Sialon材料的標準，可以作為參考依據(jù)。
[0051]實施例6
在高爐噴涂施工時，噴涂料由以下重量份的的物質(zhì)組成:低碳棕剛玉60份、(低碳棕剛玉中Fe2O3質(zhì)量百分含量為0.6-0.8%，TiO2質(zhì)量百分含量為l_3%)、SiC30份、硅鋁合金粉8份(Al與Si的質(zhì)量比為1: 3)、C粉2.8份、耐火粘土 3份、液體結(jié)合劑8-10份。
[0052]壓入料由以下重量份的的物質(zhì)組成:低碳棕剛玉60份、(低碳棕剛玉中Fe2O3質(zhì)量百分含量為0.6-0.8%, TiO2質(zhì)量百分含量為l_3%)、SiC30份、硅鋁合金粉8份(Al與Si的質(zhì)量比為1: 3)、C粉2.8份、稀土 (來自磷釔礦)1.5份、粘土 1份；壓入料粒度≤1mm。
[0053]在高爐生產(chǎn)過程修補高爐的爐腹、爐腰以及爐身的下部，高爐休風后悶好爐火，確保無煤氣后進人，在爐壁襯上打膨脹螺孔安裝V型錨固件(噴涂處9個/m2)，然后在錨固件上距離老襯70mm處掛耐熱鋼網(wǎng)，然后用一根Φ 15mm、30米長的聚乙烯管在爐內(nèi)螺旋盤旋固定在耐熱鋼網(wǎng)上，螺距為150mm，聚乙烯管的不銹鋼耐熱接頭在爐內(nèi)只留60mm，通出爐外后與氮源相接，噴涂部位的鋼網(wǎng)及可燃管完全固定好之后開始噴涂施工，可燃管被埋后再噴 130mm 厚，220mm。
[0054]當噴涂層凝固后高爐逐漸復風恢復生產(chǎn)，聚乙烯管道燒損后形成通道，向通道內(nèi)通入氮氣，所述氮氣為煉鋼制氧過程中產(chǎn)生的富余氮氣，氮氣壓力循序增加為0.01MPa，通氮氣7天后停止，向通道內(nèi)壓入壓入料壓實，具體操作為:從通道進口壓入壓入料，如果壓入料能從出口出來，則關(guān)閉出口，壓實后繼續(xù)通入氮氣12小時完成Sialon施工體的制做。高爐即可進行正常的生產(chǎn)操作，其中增大后的氮氣壓力為0.15MPa。
[0055]噴涂只用一根細長的小徑可燃管的原因是后期壓入料壓實壓不實或壓入不壓入，都不會對施工體壽命有多大影響。
[0056]此法合成Sialon施工體后仍無法采樣檢測。可用施工用料打成標準試塊在氮化重燒爐(氮氣氛圍內(nèi))中1300-1400°C保溫8小時，1500°C保溫8小時燒成，對各項指標進行檢測，所得Sialon材料的Z值為1.5-2.5，耐壓強度≥150Mpa，抗折強度≥35Mpa，熱膨脹系數(shù)為2-3X 10_6/K，符合Sialon材料的標準，可以作為參考依據(jù)。
【權(quán)利要求】
1.一種高爐內(nèi)Sialon材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟: (1)在高爐內(nèi)耐火材料施工時，采用一種含金屬Al、Si或二者合金的A1203-SiC質(zhì)的施工料，施工時，施工體中預埋易燒損管材，高爐壁上設有易燒損管材的進口和出口 ； (2)在高爐使用中，易燒損管材燒毀形成通道，向通道內(nèi)通入氮氣，在通道的進出口氮氣流量相同時封閉通道出口； (3)持續(xù)通氮氣8-10小時停止，向通道內(nèi)壓入壓入料壓實，高爐即可進行正常運行。
2.如權(quán)利要求1所述一種高爐內(nèi)Sialon材料的制備方法，其特征在于，高爐爐缸底部易燒損管材平行設置，所述易燒損管材與爐缸底部的距離為1/4-1/3的爐底施工體厚度，相鄰管距為爐底施工體厚度的1/3-1/2。
3.如權(quán)利要求1所述一種高爐內(nèi)Sialon材料的制備方法，其特征在于，高爐爐腹和爐缸側(cè)壁位置的易燒損管材螺旋設置，所述易燒損管材與爐壁的距離為1/3-1/2的施工體施工厚度，相鄰管距為施工體厚度的1/2-2/3，進口和出口沿管材的切線方向引出爐外。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述高爐內(nèi)Sialon材料的制備方法，其特征在于，每根易燒損管材的兩端設有耐熱鋼管接頭，耐熱鋼管接頭進入施工體內(nèi)部的長度為50-100mm。
5.如權(quán)利要求1所述一種高爐內(nèi)Sialon材料的制備方法,其特征在于,所述施工體所用施工料包括以下重量份的物質(zhì):Al2O3材料50-60份、SiC 10-30份、硅鋁合金粉8_12份、C粉0-3份、稀土氧化物0-2份、粘土 0-5份，其中所述硅鋁合金粉中Al與Si的質(zhì)量比為I: (3-4)。
6.如權(quán)利要求1所述一種高爐內(nèi)Sialon材料的制備方法，其特征在于，所述壓入料包括以下重量份的物質(zhì)=Al2O`3材料50-60份、SiC 10-30份、硅鋁合金粉8_12份、C粉0_3份、稀土氧化物0-2份、粘土 0-5份，其中所述硅鋁合金粉中Al與Si的質(zhì)量比為1: (3-4);所述壓入料的粒度< 3mm。
7.如權(quán)利要求5或6所述高爐內(nèi)Sialon材料的制備方法,其特征在于,所述Al2O3材料中低碳棕剛玉質(zhì)量百分比≥90% ;低碳棕剛玉中Fe2O3為0.4-0.8wt%, TiO2為l_3wt%。
8.如權(quán)利要求1所述一種高爐內(nèi)Sialon材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中通入氮氣的壓力為0.01-0.02Mpa。
9.如權(quán)利要求1所述一種高爐內(nèi)Sialon材料的制備方法，其特征在于，所述氮氣為煉鋼制氧過程中產(chǎn)生的富余氮氣；所述易燒損管材為聚乙烯塑料管材。
【文檔編號】C04B35/66GK103553669SQ201310509414
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】李明建, 李仲翟, 李云霄, 李明君, 趙超 申請人:李明建