CN103992124B - 一种用于制备铜冶炼炉用陶瓷流槽的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于制备铜冶炼炉用陶瓷流槽的方法，包括称取碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉及粘结剂，其中，碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉的总质量与粘结剂的质量比为100：0.5-2.5；称取一定量的水，将水与氧化物结合碳化硅材料及粘结剂混合均匀，得原料；按照流槽外形模具对原料进行成型，得流槽；将得到的流槽依次进行干燥和烧成，得最终产品，本发明以碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉及粘结剂为原料利用陶瓷材料的耐高温、耐磨特性一次成型制成合适的流槽形状，制备的陶瓷流槽在使用过程中不再需要冷却水来冷却，寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及一种铜冶炼炉制备方法，尤其涉及一种用于制备铜冶炼炉用陶瓷流槽的方法。
背景技术
在金属铜的冶炼过程中，需要将冶炼好的铜液从冶炼炉导向铜水包或铸铜模具，以便于下一步金属铜的提纯。从冶炼炉到铜水包或铸铜模具之间距离一般为3～20多米左右，需要有一个流槽来导引铜液的流动。铜液温度一般高达1200～1300℃以上，且比重大，侵蚀性强，很少有合适的材料能够长期保证流槽正常使用。
文献“中国专利CN201828155U”公布了一种铜液流槽，流槽为铜质，特点在于流槽和槽盖之间有硅酸铝棉作密封垫。具有防止铜液氧化和铜液飞溅槽壁的特点。
文献“中国专利CN202452841U”公布了一种铜流槽，特点在于流槽的冷却水管为一体化结构，流槽截面为U形，且底部堆焊有耐高温耐磨合金材料。
文献“中国专利CN1571910A”公布了一种熔体流槽，流槽为铜或铜合金制成。特点在于流槽中有冷却槽道，且流槽底部开有横向和纵向槽，槽中设置有耐火材料。在熔体流动过程中，能够保证熔体不与水接触，且保证流槽具有一定的耐磨性。
文献“中国专利CN101094739A”公布了一种用于铸造熔融铜的流槽。流槽衬砌有耐火材料，至少部分流槽被绝热盖覆盖。绝热盖中有电阻器元件，并设置有气体燃烧器，用于加热下部的流槽，保证熔融铜不会凝固。
文献“中国专利CN202793018U”公布了一种埋管式热渣流槽铜水套。它是由金属铜制做成半圆柱形的流槽，内有多组冷却水管道分别与外部冷却水连接。
现在使用的是用金属铜制做的铜流槽，铜流槽中有冷却水管。在使用过程中，铜流槽中始终通有冷却水来降低铜流槽的温度，保证铜液流经铜流槽时不会与铜流槽发生粘连。但铜流槽存在巨大的缺点：首先铜流槽的磨损很严重，需要不停地检查，如发生冷却水泄露，必须马上更换，否者会发生严重的爆炸事故。其次，铜流槽的造价昂贵，使用成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术缺点，提供一种成本低的用于制备铜冶炼炉用陶瓷流槽的方法，能够解决现有铜冶炼炉所用的铜质流槽寿命短，需要通水冷却，具有较大危险性的弱点。
为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：
包括以下步骤：
1)称取一定量的碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉及粘结剂，其中碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉及氧化铁粉的总质量与粘结剂的质量比为100：0.5-2.5，碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉及氧化铁粉的质量百分比为78.2-86.4：0.3-1：13-20：0.3-0.8，氧化硅粉的粒度为325-2500目，氧化铝粉的粒度为325-1250目，氧化铁粉的粒度为325-1250目，碳化硅粉的粒度为200-1250目；
2)称取一定量的水，其中，碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉和氧化铁粉的总质量与水的质量比为100:3-6，然后将水与碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉及粘结剂混合均匀，得原料；
3)按照流槽外形模具对步骤2)得到的原料进行成型，得流槽；
4)将步骤3)得到的流槽依次进行干燥和烧成，得到铜冶炼炉用陶瓷流槽。
所述的粘结剂为纸浆废液或木质素磺酸盐。
所述的步骤3)中采用干压法或捣打成型法进行成型。
所述的步骤4)中流槽在干燥室中进行干燥。
所述的步骤4)中烧成的具体过程为将干燥后的流槽放入烧成炉内，烧成温度为1550-1650℃，烧成时间为48-60小时。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明以碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉及粘结剂为原料制备用于铜冶炼炉用陶瓷流槽，利用陶瓷材料的耐高温及耐磨的特性通过一次成型制备得到合适的流槽形状，本发明制备的铜冶炼炉用陶瓷流槽在使用过程中不再需要冷却水来进行冷却，使用寿命长，不存在与水接触爆炸的风险，简化了设备冷却装置，大大降低了使用的成本，耐高温特性保证了流槽在铜液的高温下工作不会发生变化，高硬度保证流槽具有很强的耐磨性，结合以上两点使得流槽具有长寿命的特点，与金属铜的接触角较小，保证铜液不会与流槽发生粘连作用，保证铜液在流槽中顺畅的流动。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步详细说明：
实施例1：
1)称取一定量的碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉及纸浆废液，其中，碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉的总质量与纸浆废液的质量比为100：2.5，碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉及氧化铁粉的质量百分比为78.2：1：20：0.8，氧化硅粉的粒度为2500目以细，氧化铝粉的粒度为1250目以细，氧化铁粉的粒度为325目以细，碳化硅粉的粒度为1250目以细；
2)称取一定量的水，其中，碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉和氧化铁粉的总质量与水的质量比为100:6，然后将水与碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉及纸浆废液混合均匀，得原料；
3)按照流槽外形模具对步骤2)得到的原料使用干压法进行成型，得流槽；
4)将步骤3)得到的流槽在干燥室中干燥后，将干燥后的流槽放入烧成炉内，烧成温度为1550℃，烧成时间为60小时，得到制备铜冶炼炉用陶瓷流槽。
实施例2：
1)称取一定量的碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉及纸浆废液，其中碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉的总质量与纸浆废液的质量比为100：2.0，其中，碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉及氧化铁粉的质量百分比分别为80.9：0.3：18：0.8，氧化硅粉的粒度为1600目以细，氧化铝粉的粒度为625目以细，氧化铁粉的粒度为625目以细，碳化硅粉的粒度为1000目以细；
2)称取一定量的水，其中，碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉和氧化铁粉的总质量与水的质量比为100:5，然后将水与碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉及纸浆废液混合均匀，得原料；
3)按照流槽外形模具对步骤2)得到的原料使用干压法进行成型，得流槽；
4)将步骤3)得到的流槽在干燥室中干燥后，然后将干燥后的流槽放入烧成炉内烧成，烧成温度为1570℃，烧成时间为56小时，得到铜冶炼炉用陶瓷流槽。
实施例3：
1)称取一定量的碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉及纸浆废液，其中，碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉的总质量与纸浆废液的质量比为100：1.8，碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉及氧化铁粉的质量百分比分别为81.7：0.6：17：0.7，氧化硅粉的粒度为1150目以细，氧化铝粉的粒度为825目以细，氧化铁粉的粒度为900目以细，碳化硅粉的粒度为800目以细；
2)称取一定量的水，其中，水与碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉总量的质量比为4：100，然后将水与碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉及纸浆废液混合均匀，得原料；
3)按照流槽外形模具对步骤2)得到的原料使用捣打成型法进行成型，得流槽；
4)将步骤3)得到的流槽在干燥室中干燥后，然后将干燥后的流槽放入烧成炉内烧成，烧成温度为1590℃，烧成时间为52小时，得到铜冶炼炉用陶瓷流槽。
实施例4：
1)称取一定量的碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉及木质素磺酸盐，其中，碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉的总质量与木质素磺酸盐的质量比为100：1.2，碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉及氧化铁粉的质量百分比为82.3：0.5：16.6：0.6，氧化硅粉的粒度为900目以细，氧化铝粉的粒度为750目以细，氧化铁粉的粒度为725目以细，碳化硅粉的粒度为600目以细；
2)称取一定量的水，其中，水与碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉总量的质量比为5：100，然后将水与碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉及木质素磺酸盐混合均匀，得原料；
3)按照流槽外形模具对步骤2)得到的原料使用干压法进行成型，得流槽；
4)将步骤3)得到的流槽在干燥室中干燥后，然后将干燥后的流槽放入烧成炉内烧成，烧成温度为1650℃，烧成时间为52小时，得到铜冶炼炉用陶瓷流槽。
实施例5：
1)称取一定量的碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉及木质素磺酸盐，其中，碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉的总质量与木质素磺酸盐的质量比为100：1.0，碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉及氧化铁粉的质量百分比为83.5：0.4：15.6：0.5，氧化硅粉的粒度为400目以细，氧化铝粉的粒度为500目以细，氧化铁粉的粒度为500目以细，碳化硅粉的粒度为400目以细；
2)称取一定量的水，其中，水与碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉总质的质量比为4：100，然后将水与氧化物结合碳化硅材料及木质素磺酸盐混合均匀，得原料；
3)按照流槽外形模具对步骤2)得到的原料使用捣打成型法成型，得流槽；
4)将步骤3)得到的流槽在干燥室中干燥后，然后将干燥后的流槽放入烧成炉内烧成，烧成温度为1600℃，烧成时间为50小时，得到铜冶炼炉用陶瓷流槽
实施例6：
1)称取一定量的碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉及木质素磺酸盐，其中，碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉的总质量与木质素磺酸盐的质量比为100：0.5，碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉及氧化铁粉的质量百分比为86.4：0.3：13：0.3，氧化硅粉的粒度为325目以细，氧化铝粉的粒度为325目以细，氧化铁粉的粒度为325目以细，碳化硅粉的粒度为200目以细；
2)称取一定量的水，其中，水的质量与碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉总质量比为3：100，然后将水与氧化物结合碳化硅材料及木质素磺酸盐混合均匀，得原料；
3)按照流槽外形模具对步骤2)得到的原料使用捣打成型法进行成型，得流槽；
4)将步骤3)得到的流槽在干燥室中干燥后，然后将干燥后的流槽放入烧成炉内烧成，烧成温度为1650℃，烧成时间为48小时，得到铜冶炼炉用陶瓷流槽。
使用本发明制作的铜冶炼炉用陶瓷流槽在实际使用过程中,在连续使用或一小时一次的放铜液间歇使用频率下，一般使用时间可达73-79天以上，而原来使用的铜流槽使用时间为35天左右就可能因为穿孔漏水而必须更换，因此具有显著的进步。
Claims (4)
1.一种用于制备铜冶炼炉用陶瓷流槽的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)称取一定量的碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉及粘结剂，其中,碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉及氧化铁粉的总质量与粘结剂的质量比为100：0.5-2.5，碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉及氧化铁粉的质量百分比为78.2-86.4：0.3-1：13-20：0.3-0.8，氧化硅粉的粒度为325-2500目，氧化铝粉的粒度为325-1250目，氧化铁粉的粒度为325-1250目，碳化硅粉的粒度为200-1250目；
2)称取一定量的水，其中，碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉和氧化铁粉的总质量与水的质量比为100:3-6，然后将水与碳化硅粉、氧化铝粉、氧化硅粉、氧化铁粉及粘结剂混合均匀，得原料；
3)按照流槽外形模具对步骤2)得到的原料进行成型，得流槽；
4)将步骤3)得到的流槽依次进行干燥和烧成，得到铜冶炼炉用陶瓷流槽；烧成的具体过程为将干燥后的流槽放入烧成炉内，在1550-1650℃烧成，烧成时间为48-60小时。
2.根据权利要求1所述的一种用于制备铜冶炼炉用陶瓷流槽的方法，其特征在于：所述的粘结剂为纸浆废液或木质素磺酸盐。
3.根据权利要求1所述的一种用于制备铜冶炼炉用陶瓷流槽的方法，其特征在于：所述的步骤3)中采用干压法或捣打成型法进行成型。
4.根据权利要求1所述的一种用于制备铜冶炼炉用陶瓷流槽的方法，其特征在于：所述的步骤4)中流槽在干燥室中进行干燥。
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