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用于煤基直接还原的长寿命熔分炉制造技术

技术编号:40167775 阅读:7 留言:0更新日期:2024-01-26 23:39
本发明专利技术公开了一种用于煤基直接还原的长寿命熔分炉,属于耐火材料领域。该熔分炉在熔化分层部位使用铬铝锆耐火材料,在炉底部位使用铝铬镁锆复合材料,在出铁口部位使用陶瓷相结合耐火材料,在炉顶及上部部位使用凝胶结合富镁尖晶石耐火材料,在耳房式蓄热室格子体部位使用镁铁尖晶石耐火材料。通过根据熔分炉不同部位的特点,针对性使用具有不同原料组成和物化性质的耐火材料,使得熔分炉综合使用时间达到了8000小时以上,解决了现有耐火材料用于熔分炉容易被侵蚀损毁的问题,显著延长了熔分炉更换炉内耐火材料的周期,避免了耐火材料的频繁更换,提高了生产效率,同时降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是属于耐火材料领域,特别是关于一种用于煤基直接还原的长寿命熔分炉


技术介绍

1、赤泥是氧化铝生产过程中排出的废渣,因技术、成本等原因,利用率极低,巨量的赤泥堆放问题成为世界性难题。目前,我国通过煤基直接还原烧成-渣铁磁选分离-母液溶出的新工艺流程,可以实现赤泥的完全利用。该工艺流程具体为:将拜耳法溶出后的高铁赤泥添加褐煤(含碳、二氧化硅、氧化铝、氧化镁等成分),作为还原剂,加入膨润土,高压压制成球,经过转底炉矿化,催化还原成单质铁或者是一氧化铁,形成球团,再加入少量的石灰、焦炭粉,在熔分炉里进行熔融化,强熔融化后,通过控制液固比等参数对熟料进行碱液溶出。铁的比重比较大,铁水就沉到下层炉底,富含大量二氧化硅的熔渣浮到这个铁水的上层,出现熔渣和铁水分离,得到高铝碱液和富铁残渣。上层含有氧化铁、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠等成分,是生产矿棉的主要原料。下层炉底的铁水,经过出铁口排出生产出优质的铁水,该产品可作电炉炼钢的半钢原料。这种技术可实现拜耳法赤泥的全面综合利用。

2、上述过程中使用的熔分炉,主要包括炉顶、炉体、炉底、出铁口、耳房式蓄热室等部分。在熔分炉熔融过程中,因为碱性成分非常高,碱性熔渣侵蚀非常严重。下层非铁非钢工况环境,若是按照炼铁的工况,那么炉衬材料用铝硅系材料加含碳材料最佳,若是炼钢的工况,是碱性的含碳材料最优。而赤泥冶炼工况为酸、碱熔渣侵蚀,又超高温(1600-1800℃),且冶炼过程中温度变化非常剧烈,整个熔池的上下部工况差异很大:熔融液上部是纯酸的熔融液,熔融液下部又是碱性的熔融液。而且在使用过程中,熔池内的环境变化也非常大。在熔分炉内使用高铝质、镁系(镁铬、镁尖晶石、镁铝尖晶石)、铝尖晶石、镁碳砖、铝镁碳砖、铬刚玉等作为耐火材料,分别出现炉衬材料全部熔化堵塞出铁口、高温熔炼中炉体变红炉体烧穿、炉膛使用1-3炉全部熔化损毁等问题。因此,由于熔分炉内的恶劣环境,不同部位对耐火材料的性能需求不同,现有耐火材料很难满足熔分炉中的复杂环境,熔分炉用耐火材料成为制约熔分技术发展的问题。

3、公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于解决现有耐火材料用于熔分炉容易被侵蚀损毁的问题,提供一种用于煤基直接还原的长寿命熔分炉。

2、本专利技术第一方面提供一种用于煤基直接还原的长寿命熔分炉,在熔分炉下料口、布料器、出液口、下料口拐角处使用包含电熔铬锆、氧化锆微粉、氧化铬微粉、结合剂的高纯铬锆耐火材料,

3、在所述熔分炉的熔化分层部位使用包含富镁尖晶石颗粒、电熔氧化铬颗粒、重熔料颗粒、氧化锆微粉、氧化铝微粉、氧化铝溶胶结合剂的铬铝锆耐火材料,

4、在所述熔分炉的炉底部位使用包含富铝尖晶石颗粒、电熔氧化铬颗粒、重熔料颗粒、氧化锆微粉、氧化铝微粉、氧化铝溶胶结合剂的铝铬镁锆复合材料,

5、在所述熔分炉的出铁口部位使用包含重熔料颗粒、碳化硅颗粒、氧化铝微粉、氧化铬微粉、金属硅粉、白糊精结合剂的陶瓷相结合耐火材料,

6、在所述熔分炉的炉顶及上部部位使用包含富镁尖晶石颗粒、高纯镁砂、电熔镁粉、高纯镁粉、镁凝胶结合剂的凝胶结合富镁尖晶石耐火材料,

7、在所述熔分炉的耳房式蓄热室格子体部位使用包含镁铁尖晶石颗粒、铁鳞粉、电熔氧化铬粉、铬矿粉、白糊精结合剂、镁凝胶结合剂的镁铁尖晶石耐火材料。

8、在本专利技术的一实施方式中,所述高纯铬锆耐火材料原料包括:

9、90-95重量份的电熔铬锆;

10、3-5重量份的氧化锆微粉;

11、5-8重量份的氧化铬微粉;

12、3-7重量份的结合剂;

13、其中,所述电熔铬锆的粒度分布及重量比为(5-3mm):(3-1mm):(1-0mm):180目细粉=20:40:40:15;

14、和/或,所述结合剂为氧化铝溶胶与磷酸和/或磷酸二氢铝的混合物,氧化铝溶胶为ρ-al2o3微粉和α-al2o3微粉加水后形成的勃姆石凝胶,具体重量比例为:α-al2o3微粉3-10重量份;ρ-al2o3微粉28-33重量份;磷酸和/或磷酸二氢铝50-65重量份;

15、和/或,所述氧化锆微粉的粒度范围为2-3μm;

16、和/或,所述氧化铬微粉的粒度在5μm以下。

17、在本专利技术的一实施方式中,所述铬铝锆耐火材料原料包括:

18、5-10重量份的富镁尖晶石颗粒;

19、70-80重量份的电熔氧化铬颗粒;

20、8-10重量份的重熔料颗粒;

21、3-5重量份的氧化锆微粉;

22、5-7重量份的氧化铝微粉;

23、3-5重量份的氧化铝溶胶结合剂;

24、其中,所述富镁尖晶石的粒度为3-1mm;

25、和/或,所述电熔氧化铬颗粒的粒度分布及重量比为(5-3mm):(3-1mm):(1-0mm)=1:1:1.5;

26、和/或,所述重熔料颗粒的粒度分布及重量比为(5-3mm):(3-1mm)=1:1。

27、在本专利技术的一实施方式中,所述铝铬镁锆复合材料的原料包括:

28、20-30重量份的富铝尖晶石;

29、40-50重量份的电熔氧化铬;

30、15-20重量份的重熔料;

31、3-5重量份的氧化锆微粉;

32、5-7重量份的氧化铝微粉;

33、2-3重量份的氧化铝溶胶结合剂;

34、1-3重量份的铬铝凝胶;

35、其中,所述富铝尖晶石的粒度为3-1mm;

36、和/或,所述电熔氧化铬的粒度分布及重量比为(5-3mm):(3-1mm):(1-0mm)=1:1.5:2;

37、和/或,所述重熔料的粒度分布及比例为(5-3mm):(3-1mm)=1:1;

38、和/或,所述氧化锆微粉的粒度为<5μm,所述氧化锆微粉的纯度为99%以上;

39、和/或,所述氧化铝微粉的粒度分布及比例为(<5μm):(<1μm)=1:1。

40、在本专利技术的一实施方式中,所述陶瓷相结合耐火材料的原料包括:

41、60-70重量份的重熔料;

42、20-30重量份的sic;

43、3-5重量份的氧化铝微粉;

44、3-5重量份的氧化铬微粉;

45、3-5重量份的金属硅粉;

46、3.5-10重量份的白糊精结合剂;

47、其中,所述重熔料的粒度分布及比例为(5-3mm):(3-1mm):(1-0mm):180目细粉=1:2:1.5:2;

48、和/或,所述sic的粒度分布及比例为(3-1mm):200目细粉=1本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于煤基直接还原的长寿命熔分炉,其特征在于,

2.根据权利要求1所述的长寿命熔分炉,其特征在于,所述高纯铬锆耐火材料原料包括:

3.根据权利要求1所述的长寿命熔分炉,其特征在于,所述铬铝锆耐火材料原料包括:

4.根据权利要求1所述的长寿命熔分炉,其特征在于,所述铝铬镁锆复合材料的原料包括:

5.根据权利要求1所述的长寿命熔分炉,其特征在于,所述陶瓷相结合耐火材料的原料包括:

6.根据权利要求1所述的长寿命熔分炉,其特征在于,所述凝胶结合富镁尖晶石耐火材料原料的具体重量配比为:

7.根据权利要求1所述的长寿命熔分炉,其特征在于,所述镁铁尖晶石耐火材料原料的具体重量配比为:

8.根据权利要求1所述的长寿命熔分炉,其特征在于,所述富镁尖晶石包括65wt%的Al2O3和30wt%的MgO;

9.根据权利要求1所述的长寿命熔分炉,其特征在于,所述氧化铝溶胶结合剂为ρ-Al2O3微粉和α-Al2O3微粉加水后形成的勃姆石凝胶,所述ρ-Al2O3微粉与α-Al2O3微粉的粒度小于1μm,所述α-Al2O3微粉与所述ρ-Al2O3微粉的重量份比例为1:1;

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的长寿命熔分炉在赤泥回收利用中的应用。

...

【技术特征摘要】

1.一种用于煤基直接还原的长寿命熔分炉,其特征在于,

2.根据权利要求1所述的长寿命熔分炉,其特征在于,所述高纯铬锆耐火材料原料包括:

3.根据权利要求1所述的长寿命熔分炉,其特征在于,所述铬铝锆耐火材料原料包括:

4.根据权利要求1所述的长寿命熔分炉,其特征在于,所述铝铬镁锆复合材料的原料包括:

5.根据权利要求1所述的长寿命熔分炉,其特征在于,所述陶瓷相结合耐火材料的原料包括:

6.根据权利要求1所述的长寿命熔分炉,其特征在于,所述凝胶结合富镁尖晶石耐火材料原料的具体重量配比为:

7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:张利新彭程薄钧刘长正邓俊杰吴正怡刘萍张元玲段桂芳
申请(专利权)人:中钢洛耐科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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