早期,高炉出铁沟采用(yòng)高铝-C质不定形耐火材料筑衬,后来被更耐用(yòng)的Al2O3-SiC-C质耐火材料所取代。不过,化铁炉用(yòng)Al2O3-C质耐火
捣打料筑衬一直沿用(yòng)至今。
Al2O3-C质耐火
捣打料的骨料主要选择刚玉、烧结氧化铝、烧结铝矾土熟料和黏土熟料等,而以沥青、焦炭粉、石油焦、炭粒和石墨等作為(wèi)碳组分(fēn),其配入量取决于使用(yòng)要求。
為(wèi)了改善Al2O3-C质耐火捣打料的施工性能(néng)和保证用(yòng)这类捣打料捣制的内衬在使用(yòng)过程中的體(tǐ)积稳定性,则向配料中添加结合黏土,其加入方式有(yǒu)同氧化铝共同细磨的或者与炭素材料一起直接配入的。
Al2O3-C质耐火捣打料的结合剂可(kě)以选用(yòng)有(yǒu)机结合剂,也可(kě)以选用(yòng)无机结合剂,或者两者并用(yòng)。通常,磷酸、磷酸盐、硅酸盐、硫酸盐等作為(wèi)无机结合剂被使用(yòng)。
当碳成為(wèi)耐火浇注料的主要组分(fēn)时,由于碳特别是鳞片状石墨与水的不浸润性(疏水性),所以耐火浇注料中碳含量增加会使其用(yòng)水量显著增加,进而导致耐火浇注料的气孔率和强度等一系列性能(néng)劣化。因此,含碳耐火浇注料中碳的配入量受到限制。一般局限于以下的碳配入量,而且较多(duō)地采用(yòng)沥青、焦炭粉、石油焦、炭粒和炭黑等与水浸润性相对较好的炭素材料。為(wèi)了提高Al2O3-C质耐火浇注料的抗渣性和抗氧化性,认為(wèi)需要选用(yòng)石墨特别是鳞片状石墨作為(wèi)碳源,但要预先对石墨进行亲水处理(lǐ),有(yǒu)以下几种方法可(kě)供选择:
(1)表面活性剂的亲水处理(lǐ)。用(yòng)水作為(wèi)石墨分(fēn)散质是将一种有(yǒu)机聚合高分(fēn)子表面活性剂溶人其中,对石墨进行一定时间的浸泡使其表面吸附一层亲水的该表面活性剂薄膜,后在特定温度下干燥处理(lǐ),从而使石墨表面具有(yǒu)亲水的特性。
也可(kě)以应用(yòng)溶胶-凝胶涂覆技术,使氧化物(wù)涂覆在石墨表面上,提高石墨的亲水性,这有(yǒu)以下几种方法:
1)借助于水中Al(OC3H7)2(C6H9O3)等水解,制备氧化铝凝胶。石墨和不同量的凝胶在混合机中以2000r/min旋转5min,然后在110℃×3h下干燥,再加热到500℃,使凝胶转变為(wèi)氧化铝涂层。
2)在相同的旋转混合机中将石墨和不同量的烷氧基钛[T1(OC4H9)9]混合,在空气中加热,在石墨表面的烷氧化物(wù)和常压水反应,形成TiO2涂层。
3)通过控制氯氧化锆(ZrOCl2·H2O)水溶液的水解制备ZrO2涂层。為(wèi)了解决ZrO2对石墨湿润性低的问题,则向溶液中加入PVA以强化Ti4+离子的吸附。
(2)表面涂层改性。主要有(yǒu)以下几种重要方法:
1)化學(xué)蒸气沉积(CVD)SiC涂层技术;
2)Si和C直接反应法;
3)高速撞击法。
(3)将相应的湿润剂同石墨混合,并将该混合料挤压或者造粒以及将废Al2O3-C砖破碎所获得的废Al2O3-C砖料粒等用(yòng)于生产AI2O3-C质耐火浇注料时可(kě)有(yǒu)效降低其需水量。