CN104529495A - 一种撇渣器及生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种撇渣器，包括耐火浇注料和水，耐火浇注料包括耐火骨料、耐火粉料、结合剂、复合添加剂，各组分的比例为耐火骨料和耐火粉料：75％～82％，结合剂：15％～19％，复合添加剂：0.2％～0.5％，水：3％～5.5％。撇渣器的生产工艺包括耐火骨料和耐火粉料的制备、结合剂和复合添加剂的制备、耐火浇注料的混合、原料浇注、烧制。本发明对增加的超微粉、结合剂和复合添加剂的种类和用量进行了试验，制成的撇渣器具有良好的抗热震、抗冲击和抗侵蚀性能，延长了撇渣器的使用寿命，使用过程中不需修补，成本低，使用效果更好，不需要进行炉前捣打，效果更优的情况下厚度减小很多，节省了原材料，改善了炉前工作环境，降低炉前劳动强度。
Description
【技术领域】
本发明涉及高炉出铁装置制备工艺的技术领域，特别是撇渣器及生产工艺的技术领域。
【背景技术】
撇渣器，是促进高炉出铁过程中高温液态炉渣、铁水有效分离的装置。撇渣器上接高炉主铁沟，下接支铁沟，旁路连接渣沟，在出铁场上处于核心节点位置，也是保证渣铁有效分离的唯一节点，对高炉出铁过程的稳定、顺行十分重要。撇渣器的主要组成部分为内侧的不同性能的耐火材料及外侧的高温钢壳。撇渣器直接与高温渣铁接触，长期受到高温铁水的冲刷和炉渣的化学侵蚀，其工作环境十分恶劣。撇渣器主要经受以下几种因素的持续破坏：(1)高温铁水的机械冲刷；(2)高温条件下的炉渣化学侵蚀；(3)高炉间歇出铁、出渣时引发的热震侵蚀。三种因素交替作用，相互加强，大大降低了撇渣器的使用寿命。
撇渣器多是采用钢模现场散料捣打而成，不同钢厂对使用哪些散料以及使用比例都具有较大的随意性，制作出的撇渣器抗冲刷、抗氧化和抗渣侵蚀性能差。传统的撇渣器每10-15天就需修补一次，使用寿命只有1-2个月。其修补频繁，且修补劳动强度大，操作环境恶劣；撇渣器更换时间的长短，直接影响高炉的正常生产秩序，常常影响准点出铁，导致减风减产，焦比升高，降低了劳动生产率。以上撇渣器的不足，直接影响准点出铁，延长了铁水存炉时间，带来了严重的安全隐患，并增加了吨铁成本。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种撇渣器及生产工艺，制成的撇渣器具有良好的抗热震、抗冲击和抗侵蚀性能，延长了撇渣器的使用寿命，降低炉前劳动强度。
为实现上述目的，本发明提出了一种撇渣器，包括耐火浇注料和水，所述耐火浇注料包括耐火骨料、耐火粉料、结合剂、复合添加剂，各组分的比例为耐火骨料和耐火粉料：75％～82％，结合剂：15％～19％，复合添加剂：0.2％～0.5％，水：3％～5.5％。耐火骨料包括棕刚玉、碳化硅、合成莫来石，耐火粉料包括铝粉、硅粉，结合剂包括球状沥青、纯铝酸钙水泥、水玻璃、活性α-Al2O3超微粉、uf-SiO2超微粉、硬化剂、缓凝剂，复合添加剂包括减水剂、抗氧化剂、烧结剂、膨胀剂和防爆剂。
作为优选，所述耐火骨料和耐火粉料中各组分的比例为：棕刚玉：52％～64％，碳化硅：35％～40％，合成莫来石：4％～10％，铝粉：0.6％～2％，硅粉：2％～4％。
作为优选，所述结合剂各组分的比例为：球状沥青：11％～13％，纯铝酸钙水泥：14％～16％，水玻璃：8％～15％，活性α-Al2O3超微粉：44％～52％，uf-SiO2超微粉：10％～13％，硬化剂：0.1％～0.2％，缓凝剂：0.1％～0.2％，所述硬化剂选用氟硅酸钠，缓凝剂选用硼酸。
作为优选，所述复合添加剂中各组分的比例为：减水剂：18％～22％，抗氧化剂：20％～25％，烧结剂：15％～20％，膨胀剂：18％～22％和防爆剂：14％～18％；减水剂选用木质素磺酸盐，抗氧化剂选用氮化硅，烧结剂选用结合粘土，膨胀剂选用硅石，防爆剂选用有机纤维。
本发明提出了一种撇渣器的生产工艺，包括耐火骨料和耐火粉料的制备、结合剂和复合添加剂的制备、耐火浇注料的混合、原料浇注、烧制，具体步骤如下：
(a)耐火骨料和耐火粉料的制备：将耐火骨料和耐火粉料原材料包括棕刚玉、碳化硅、合成莫来石、铝粉、硅粉按照组分的比例称取，并将各原材料依次加入到搅拌机中混合，得混合耐火骨料粉料；
(b)结合剂和复合添加剂的制备：将结合剂原材料包括球状沥青、纯铝酸钙水泥、水玻璃、活性α-Al2O3超微粉、uf-SiO2超微粉、硬化剂、缓凝剂按照组分比例称取，依次加入到搅拌机中混合，得到结合剂；将复合添加剂原材料包括减水剂、抗氧化剂、烧结剂、膨胀剂和防爆剂按照比例称取，依次加入到搅拌机中混合，得到复合添加剂；
(c)耐火浇注料的混合：将制备好的结合剂和复合添加剂依次添加到耐火骨料粉料中，混合比例为：耐火骨料和耐火粉料：75％～82％，结合剂：15％～19％，复合添加剂：0.2％～0.5％，边搅拌边加水，加水量为：3％～5.5％，得到耐火浇注料；
(d)原料浇注：将制备好的耐火浇注料浇注到模具中，浇注成型，自然养护；
(e)烧制：脱模，再进行烧制，空冷至常温，制成撇渣器。
作为优选，所述步骤(a)中，搅拌机的转速为200～220r/min，搅拌时间为15～20分钟。
作为优选，所述步骤(b)中，结合剂的搅拌时间为15～20分钟，复合添加剂的搅拌时间为10～12分钟。
作为优选，所述步骤(d)中，在浇注过程中采用上下两层内浇口进行阶梯浇注，据此控制凝固过程，促使其形成顺序凝固。
作为优选，所述步骤(e)中，烧制条件为110℃条件下烘烤，保温时间为20～24小时，脱模时间为16～18小时。
本发明的有益效果：本发明在棕刚玉、碳化硅和合成莫来石这几种基本耐火骨料的基础上增加了超微粉、结合剂和复合添加剂，并对结合剂和复合添加剂的种类和用量进行了试验，选择合理的配方，制成的撇渣器具有良好的抗热震、抗冲击和抗侵蚀性能，延长了撇渣器的使用寿命，使用过程中不需修补，成本低，使用效果更好，不需要进行炉前捣打，效果更优的情况下厚度减小很多，节省了原材料，改善了炉前工作环境，降低炉前劳动强度。
本发明的特征及优点将通过实施例进行详细说明。
【具体实施方式】
本发明的撇渣器，包括耐火浇注料和水，包括耐火浇注料和水，所述耐火浇注料包括耐火骨料、耐火粉料、结合剂、复合添加剂，各组分的比例为耐火骨料和耐火粉料：75％～82％，结合剂：15％～19％，复合添加剂：0.2％～0.5％，水：3％～5.5％。耐火骨料包括棕刚玉、碳化硅、合成莫来石，耐火粉料包括铝粉、硅粉，结合剂包括球状沥青、纯铝酸钙水泥、水玻璃、活性α-Al2O3超微粉、uf-SiO2超微粉、硬化剂、缓凝剂，复合添加剂包括减水剂、抗氧化剂、烧结剂、膨胀剂和防爆剂。所述耐火骨料和耐火粉料中各组分的比例为：棕刚玉：52％～64％，碳化硅：35％～40％，合成莫来石：4％～10％，铝粉：0.6％～2％，硅粉：2％～4％。所述结合剂各组分的比例为：球状沥青：11％～13％，纯铝酸钙水泥：14％～16％，水玻璃：8％～15％，活性α-Al2O3超微粉：44％～52％，uf-SiO2超微粉：10％～13％，硬化剂：0.1％～0.2％，缓凝剂：0.1％～0.2％，所述硬化剂选用氟硅酸钠，缓凝剂选用硼酸。所述复合添加剂中各组分的比例为：减水剂：18％～22％，抗氧化剂：20％～25％，烧结剂：15％～20％，膨胀剂：18％～22％和防爆剂：14％～18％；减水剂选用木质素磺酸盐，抗氧化剂选用氮化硅，烧结剂选用结合粘土，膨胀剂选用硅石，防爆剂选用有机纤维。
撇渣器的生产工艺，包括耐火骨料和耐火粉料的制备、结合剂和复合添加剂的制备、耐火浇注料的混合、原料浇注、烧制，具体步骤如下：
(a)耐火骨料和耐火粉料的制备：将耐火骨料和耐火粉料原材料包括棕刚玉、碳化硅、合成莫来石、铝粉、硅粉按照组分的比例称取，并将各原材料依次加入到搅拌机中混合，得混合耐火骨料粉料；
(b)结合剂和复合添加剂的制备：将结合剂原材料包括球状沥青、纯铝酸钙水泥、水玻璃、活性α-Al2O3超微粉、uf-SiO2超微粉、硬化剂、缓凝剂按照组分比例称取，依次加入到搅拌机中混合，得到结合剂；将复合添加剂原材料包括减水剂、抗氧化剂、烧结剂、膨胀剂和防爆剂按照比例称取，依次加入到搅拌机中混合，得到复合添加剂；
(c)耐火浇注料的混合：将制备好的结合剂和复合添加剂依次添加到耐火骨料粉料中，混合比例为：耐火骨料和耐火粉料：75％～82％，结合剂：15％～19％，复合添加剂：0.2％～0.5％，边搅拌边加水，加水量为：3％～5.5％，得到耐火浇注料；
(d)原料浇注：将制备好的耐火浇注料浇注到模具中，浇注成型，自然养护；
(e)烧制：脱模，再进行烧制，空冷至常温，制成撇渣器。
所述步骤(a)中，搅拌机的转速为200～220r/min，搅拌时间为15～20分钟。所述步骤(b)中，结合剂的搅拌时间为15～20分钟，复合添加剂的搅拌时间为10～12分钟。所述步骤(d)中，在浇注过程中采用上下两层内浇口进行阶梯浇注，据此控制凝固过程，促使其形成顺序凝固。所述步骤(e)中，烧制条件为110℃条件下烘烤，保温时间为20～24小时，脱模时间为16～18小时。
高炉的容积有多种规格，大容积的高炉要使用大容积的撇渣器，相应的用量也要增加，但耐火骨料、结合剂、复合添加剂、水的比例保持不变。骨料的选择：棕刚玉可制造高级耐火材料，棕刚玉具有纯度高，结晶好，流动性强，线膨胀系数低，耐腐蚀的特点。在应用过程中具有不起爆、不粉化、不开裂的特点。尤其是其远高于传统刚玉的性价比，更使之成为棕刚玉质耐火材料的最佳骨料和填充料，足以满足撇渣器的使用温度。碳化硅具有耐腐蚀、耐高温、强度大、导热性能良好、抗冲击等特性，碳化硅可用于各种冶炼炉衬、高温炉窑构件。合成莫来石是一种优质的耐火材料，它具有膨胀均匀、热震稳定性极好、荷重软化点高、高温蠕变值小、硬度大、抗化学腐蚀性好等特点，新型的节能耐火材料，具有耐高温、强度高导热系数小，节能效果显著等特点。耐火粉料的选择，铝粉和硅粉可以起到防止碳氧化的作用，也能起到防爆裂的作用。
结合剂的选择：球状沥青、纯铝酸钙水泥、水玻璃、活性α-Al2O3超微粉、uf-SiO2超微粉、硬化剂、缓凝剂，选用无机结合剂纯铝酸钙水泥、水玻璃、活性α-Al2O3超微粉、uf-SiO2超微粉，使材料的强度提高，确保使用温度。有机结合剂球状沥青利用较高的含碳量发挥抗腐蚀性能。uf-SiO2超微粉为高纯超微细二氧化硅粉末，超微粉是指颗粒直径小于1μm的粉末状物质，二氧化硅粒度越细,其烧结温度越低，因此，高纯超微细二氧化硅具有优良的烧结性能和使用性能。
复合添加剂的选择：减水剂、抗氧化剂、烧结剂、膨胀剂和防爆剂，减水剂选用木质素磺酸盐，制造耐火材料时，使用木质素磺酸钙做分散剂和粘合剂，能改善操作性能，并有减水、增强、防止龟裂等良好效果。抗氧化剂选用氮化硅，高温时抗氧化，而且它还能抵抗冷热冲击，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂。膨胀剂选用硅石，防爆剂选用有机纤维。
实施例1
耐火浇注料包括耐火骨料、耐火粉料、结合剂、复合添加剂、水，各组分的比例是，耐火骨料和耐火粉料：78％，结合剂：17％，复合添加剂：0.5％，水：4.5％。
耐火骨料和耐火粉料的制备：称取耐火骨料和耐火粉料中各组分的质量：棕刚玉：22kg，碳化硅：14kg，合成莫来石：2kg，铝粉：0.4kg，硅粉：1.2kg，并将各原材料依次加入到搅拌机中混合，搅拌机的转速为200r/min，搅拌时间为15分钟，得混合耐火骨料粉料。
结合剂和复合添加剂的制备：称取结合剂各组分的质量：球状沥青：1.2kg，纯铝酸钙水泥：1.3kg，水玻璃：0.8kg，活性α-Al2O3超微粉：4.2kg，uf-SiO2超微粉：0.8kg，硬化剂氟硅酸钠：0.2kg，缓凝剂硼酸：0.2kg，依次加入到搅拌机中混合，结合剂的搅拌时间为20分钟，得到结合剂。称取复合添加剂中各组分的质量：减水剂木质素磺酸盐：0.05kg，抗氧化剂氮化硅：0.06kg，烧结剂结合粘土：0.04kg，膨胀剂硅石：0.05kg和防爆剂有机纤维：0.04kg。依次加入到搅拌机中混合，复合添加剂的搅拌时间为10分钟，得到复合添加剂。
耐火浇注料的混合：将制备好的结合剂和复合添加剂依次添加到耐火骨料粉料中，边搅拌边加水，加水量为2.2kg，得到耐火浇注料。
原料浇注：将制备好的耐火浇注料浇注到模具中，浇注成型，自然养护；
烧制：脱模，脱模时间为17小时，再进行烧制，烧制条件为110℃条件下烘烤，保温时间为24小时，空冷至常温，制成撇渣器。
本发明工作过程：
本发明一种撇渣器及生产工艺在工作过程中，在110℃条件下烘烤24小时后，体积密度达到3.01g/cm3以上，常温抗折强度达到8.5MPa以上，常温耐压强度达到60.8MPa以上，
本发明在棕刚玉、碳化硅和合成莫来石这几种基本耐火骨料的基础上增加了超微粉、结合剂和复合添加剂，并对结合剂和复合添加剂的种类和用量进行了试验，选择合理的配方，制成的撇渣器具有良好的抗热震、抗冲击和抗侵蚀性能，延长了撇渣器的使用寿命，使用过程中不需修补，成本低，使用效果更好，不需要进行炉前捣打，效果更优的情况下厚度减小很多，节省了原材料，改善了炉前工作环境，降低炉前劳动强度。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种撇渣器，其特征在于：包括耐火浇注料和水，所述耐火浇注料包括耐火骨料、耐火粉料、结合剂、复合添加剂，各组分的比例为耐火骨料和耐火粉料：75％～82％，结合剂：15％～19％，复合添加剂：0.2％～0.5％，水：3％～5.5％。耐火骨料包括棕刚玉、碳化硅、合成莫来石，耐火粉料包括铝粉、硅粉，结合剂包括球状沥青、纯铝酸钙水泥、水玻璃、活性α-Al2O3超微粉、uf-SiO2超微粉、硬化剂、缓凝剂，复合添加剂包括减水剂、抗氧化剂、烧结剂、膨胀剂和防爆剂。
2.如权利要求1所述的一种撇渣器，其特征在于：所述耐火骨料和耐火粉料中各组分的比例为：棕刚玉：52％～64％，碳化硅：35％～40％，合成莫来石：4％～10％，铝粉：0.6％～2％，硅粉：2％～4％。
3.如权利要求1所述的一种撇渣器，其特征在于：所述结合剂各组分的比例为：球状沥青：11％～13％，纯铝酸钙水泥：14％～16％，水玻璃：8％～15％，活性α-Al2O3超微粉：44％～52％，uf-SiO2超微粉：10％～13％，硬化剂：0.1％～0.2％，缓凝剂：0.1％～0.2％，所述硬化剂选用氟硅酸钠，缓凝剂选用硼酸。
4.如权利要求1所述的一种撇渣器，其特征在于：所述复合添加剂中各组分的比例为：减水剂：18％～22％，抗氧化剂：20％～25％，烧结剂：15％～20％，膨胀剂：18％～22％和防爆剂：14％～18％；减水剂选用木质素磺酸盐，抗氧化剂选用氮化硅，烧结剂选用结合粘土，膨胀剂选用硅石，防爆剂选用有机纤维。
5.一种撇渣器的生产工艺，其特征在于：包括耐火骨料和耐火粉料的制备、结合剂和复合添加剂的制备、耐火浇注料的混合、原料浇注、烧制，具体步骤如下：
(a)耐火骨料和耐火粉料的制备：将耐火骨料和耐火粉料原材料包括棕刚玉、碳化硅、合成莫来石、铝粉、硅粉按照组分的比例称取，并将各原材料依次加入到搅拌机中混合，得混合耐火骨料粉料；
(b)结合剂和复合添加剂的制备：将结合剂原材料包括球状沥青、纯铝酸钙水泥、水玻璃、活性α-Al2O3超微粉、uf-SiO2超微粉、硬化剂、缓凝剂按照组分比例称取，依次加入到搅拌机中混合，得到结合剂；将复合添加剂原材料包括减水剂、抗氧化剂、烧结剂、膨胀剂和防爆剂按照比例称取，依次加入到搅拌机中混合，得到复合添加剂；
(c)耐火浇注料的混合：将制备好的结合剂和复合添加剂依次添加到耐火骨料粉料中，混合比例为：耐火骨料和耐火粉料：75％～82％，结合剂：15％～19％，复合添加剂：0.2％～0.5％，边搅拌边加水，加水量为：3％～5.5％，得到耐火浇注料；
(d)原料浇注：将制备好的耐火浇注料浇注到模具中，浇注成型，自然养护；
(e)烧制：脱模，再进行烧制，空冷至常温，制成撇渣器。
6.如权利要求5所述的一种撇渣器的生产工艺，其特征在于：所述步骤(a)中，搅拌机的转速为200～220r/min，搅拌时间为15～20分钟。
7.如权利要求5所述的一种撇渣器的生产工艺，其特征在于：所述步骤(b)中，结合剂的搅拌时间为15～20分钟，复合添加剂的搅拌时间为10～12分钟。
8.如权利要求5所述的一种撇渣器的生产工艺，其特征在于：所述步骤(d)中，在浇注过程中采用上下两层内浇口进行阶梯浇注，据此控制凝固过程，促使其形成顺序凝固。
9.如权利要求5所述的一种撇渣器的生产工艺，其特征在于：所述步骤(e)中，烧制条件为110℃条件下烘烤，保温时间为20～24小时，脱模时间为16～18小时。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150422 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |