CN104531928A - 一种防高温钢液击穿用填料的防烧结剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防高温钢液击穿用填料的防烧结剂的制备方法,属于防烧结剂技术领域。本发明的步骤为:步骤一、钝化剂的制备,并将铝粉、珍珠岩粉、石墨粉、石灰粉、碳化硅粉和粉煤灰加入到搅拌罐中,混合搅拌10~15分钟,制得钝化剂备用;步骤二、激发剂的制备,并将硅微粉、金红石型二氧化钛和磺化酚醛树脂加入到搅拌罐中,混合搅拌10~15分钟,制得激发剂备用;步骤三、混合制备,将钝化剂和激发剂加入搅拌罐中,混合搅拌30~45分钟,混合后即得防高温钢液击穿用填料的防烧结剂。本发明制备的防烧结剂能够有效防止装填在铸钢冷却壁的冷却水管内部的填料发生部分烧结,钝化剂起到润滑防止高温下填料粘结的作用。
Description
技术领域
本发明属于防烧结剂技术领域,更具体地说,涉及一种防高温钢液击穿用填料的防烧结剂的制备方法,制得的防烧结剂用于加入防高温钢液击穿的填料中使用,填料用于装填在高炉用铸钢冷却壁的冷却水管内部。
背景技术
炼铁高炉中大量使用冷却壁砌就,作为新一代高炉冷却壁的铸钢冷却壁与目前普遍采用的球墨铸铁冷却壁相比,具有延伸率高、抗拉强度高、熔点高、抗热冲击性及整体导热性能好等优点。铸铁冷却壁基体与冷却水管材质相差很大,受基体材质和铸造工艺的限制,基体与冷却水管之间存在0.1~0.3mm的气隙,导致热阻增大。然而,铸钢冷却壁基体与冷却水管材质相同或相近,特别的铸造技术使冷却水管的外壁与基体熔合为一体无缝隙,而内壁不熔化、不变形。铸钢冷却壁基体与冷却管道融为一体,消除了球墨铸铁冷却壁中基体与冷却管之间的间隙,减少了热阻,从而提高了高炉的使用寿命。用机械解剖和金相显微镜观察熔合交界区域无气隙和夹层,其组织为冶金结合组织。
铸钢冷却壁的基体材质为熔点很高的低碳合金钢,一般都选用与基体材质相同或相近的低碳钢热轧无缝钢管作为冷却管道,以取得良好的导热效果。由于冷却管道的形状根据冷却壁的具体使用场合往往设计成复杂不规则的形状,所以一般只能采用铸造工艺生产,然而在铸造过程中,即使采用常用的气冷、油冷等冷却方式来降低冷却管道温度,但由于铸钢钢水温度很高,还是很容易使冷却管道发生变形和熔穿,特别是可能在浇注过程中因急剧膨胀的热气流来不及排放而引起爆炸的危险,长期以来这一铸造难题一直没有得到很好解决,有些冷却管道形状比较复杂的铸钢冷却壁甚至无法生产出来。目前,在铸钢冷却壁的铸造过程中,防止冷却水管熔穿,并使其“熔而不化”,是铸造工艺中的最大难点。
目前,常采用从内部防止冷却水管熔穿。从内防止水管熔穿,可以在冷却水管内部通入气体/固体冷却介质。通气可以使用氮气或者其他稀有气体,通气能够防止水管内壁在浇注过程中被氧化,并且保护冷却水管使其“熔而不穿”。几乎所有形状的冷却水管都可以用通气的方式来冷却,但是通气需要额外的通气设备,并且通气时的气压、流速等诸多参数需要根据具体情况,反复摸索才能得出。灌入固体冷却介质到冷却水管中是一种比较简易并且可靠的方法,对灌入的固体介质的要求是:蓄热能力大,有较强的激冷作用;热膨胀系数小,热稳定性好;不发生化学反应,不生成气体;不熔化、不粘连管壁、易清理。通常使用多种材料混合而成,但是,固体冷却介质(即用于浇注过程中防高温钢液击穿的填料)的配比对于实现“熔而不穿”至关重要,且受多方面因素的影响,反复摸索才能得出。而且现有的固体冷却介质经常会因为在浇注过程中发生部分烧结,导致固体冷却介质在浇注过程中无法正常使用,限制了固体冷却介质的使用和发展。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有技术中铸钢冷却壁在浇注过程中防高温钢液击穿的填料易发生部分烧结,导致使用性能较差的不足,提供了一种防高温钢液击穿用填料的防烧结剂的制备方法,采用本发明的技术方案,在铸钢冷却壁的铸造过程中,制得的防烧结剂能够有效防止装填在铸钢冷却壁的冷却水管内部的填料发生部分烧结。
2.技术方案
为达到上述目的,本发明提供的技术方案为:
本发明的一种防高温钢液击穿用填料的防烧结剂的制备方法,其步骤为:
步骤一、钝化剂的制备
根据钝化剂的组分要求,准备铝粉、珍珠岩粉、石墨粉、石灰粉、碳化硅粉和粉煤灰,并将铝粉、珍珠岩粉、石墨粉、石灰粉、碳化硅粉和粉煤灰加入到搅拌罐中,混合搅拌10~15分钟,制得钝化剂备用;
步骤二、激发剂的制备
根据激发剂的组分要求,准备硅微粉、金红石型二氧化钛和磺化酚醛树脂,并将硅微粉、金红石型二氧化钛和磺化酚醛树脂加入到搅拌罐中,混合搅拌10~15分钟,制得激发剂备用;
步骤三、混合制备
将步骤一制得的钝化剂和步骤二制得的激发剂加入搅拌罐中,混合搅拌30~45分钟,混合后即得防高温钢液击穿用填料的防烧结剂。
更进一步地,步骤一钝化剂中各组分按如下质量份组成:铝粉90~110份、珍珠岩粉45~50份、石墨粉50~56份、石灰粉43~47份、碳化硅粉20~24份、粉煤灰12~19份。
更进一步地,步骤二激发剂中各组分按如下质量份组成:硅微粉92~100份、金红石型二氧化钛78~92份、磺化酚醛树脂25~34份。
更进一步地,步骤三中钝化剂和激发剂的质量比为100:20~24。
优选地,步骤一钝化剂中各组分按如下质量份组成:铝粉100份、珍珠岩粉48份、石墨粉54份、石灰粉45份、碳化硅粉22份、粉煤灰15份。
优选地,步骤二激发剂中各组分按如下质量份组成:硅微粉95份、金红石型二氧化钛82份、磺化酚醛树脂28份。
优选地,步骤三中钝化剂和激发剂的质量比为100:22。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案,与现有技术相比,具有如下显著效果:
本发明的一种防高温钢液击穿用填料的防烧结剂的制备方法,采用铝粉、珍珠岩粉、石墨粉、石灰粉、碳化硅粉和粉煤灰作为钝化剂,采用硅微粉、金红石型二氧化钛和磺化酚醛树脂作为激发剂,本发明采用钝化剂和激发剂的有机组合,通过激发剂确保钝化剂在使用过程中的钝化性能,将制得的防烧结剂加入填料后,能够有效防止装填在铸钢冷却壁的冷却水管内部的填料发生部分烧结,钝化剂起到润滑防止高温下填料粘结的作用。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容,下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
本实施例的一种防高温钢液击穿用填料的防烧结剂,该防烧结剂由钝化剂和激发剂组成,其中:所述的钝化剂和激发剂的质量比为100:22。本实施例中钝化剂由铝粉、珍珠岩粉、石墨粉、石灰粉、碳化硅粉和粉煤灰组成,该钝化剂中各组分按如下质量份组成:铝粉100份、珍珠岩粉48份、石墨粉54份、石灰粉45份、碳化硅粉22份、粉煤灰15份。本实施例中为了实现最佳的防烧结钝化效果,铝粉由粒度为40~60目、60~80目、80~100目粉料组成,其中:粒径在40~60目的粉料占铝粉总质量的10%,粒径在60~80目的粉料占铝粉总质量的23%,粒径在80~100目的粉料占铝粉总质量的67%;珍珠岩粉、石墨粉、石灰粉、碳化硅粉和粉煤灰粒度均为80~100目。本实施例中通过对钝化剂各组分的精确设计,能够使得本实施例的防高温钢液击穿用填料的防烧结剂在填料中充分、均匀的填充在填料的空隙中,粒度的设计对于实现防烧结具有重要作用。
本实施例中激发剂由硅微粉、金红石型二氧化钛和磺化酚醛树脂组成,该激发剂中各组分按如下质量份组成:硅微粉95份、金红石型二氧化钛82份、磺化酚醛树脂28份。本实施例中硅微粉、金红石型二氧化钛的粒度均为80~100目。本实施例采用钝化剂和激发剂的有机组合,通过激发剂确保钝化剂在使用过程中的钝化性能,将防烧结剂加入填料后,能够有效防止装填在铸钢冷却壁的冷却水管内部的填料发生部分烧结,钝化剂起到润滑防止高温下填料粘结的作用。
本实施例的一种防高温钢液击穿用填料的防烧结剂的制备方法,其具体的步骤为:
步骤一、钝化剂的制备
根据钝化剂的组分要求,准备铝粉、珍珠岩粉、石墨粉、石灰粉、碳化硅粉和粉煤灰,并将铝粉100kg、珍珠岩粉48kg、石墨粉54kg、石灰粉45kg、碳化硅粉22kg、粉煤灰15kg加入到搅拌罐中,混合搅拌10~15分钟均可,本实施例搅拌时间为12分钟,制得钝化剂备用;
步骤二、激发剂的制备
根据激发剂的组分要求,准备硅微粉、金红石型二氧化钛和磺化酚醛树脂,并将硅微粉9.5kg、金红石型二氧化钛8.2kg、磺化酚醛树脂2.8kg加入到搅拌罐中,混合搅拌10~15分钟均可,本实施例搅拌时间为12分钟,制得激发剂备用;
步骤三、混合制备
将步骤一制得的钝化剂和步骤二制得的激发剂加入搅拌罐中,其中:钝化剂和激发剂的质量比为100:22,混合搅拌30~45分钟均可,本实施例搅拌时间为34分钟,混合后即得防高温钢液击穿用填料的防烧结剂。为了提升防烧结剂在使用过程中的钝化性能,在步骤三混合后将其进行预烧具有加强润滑防止高温下填料粘结的作用,具体在本实施例中混合后进行的预烧过程如下:将混合后防烧结剂置于加热炉中加热到50℃,保温20分钟;加热到80℃,保温18分钟;加热到110℃,保温25分钟;加热到150℃,保温30分钟;随炉冷却至室温后即可使用。
在使用过程中,本实施例制备的防烧结剂与填料混合作为固体冷却介质,将该固体冷却介质装填在高炉用铸钢冷却壁的冷却水管内部,然后进行正常的浇铸过程即可。填料中采用本实施例的防高温钢液击穿用填料的防烧结剂,能够有效防止装填在铸钢冷却壁的冷却水管内部的填料发生部分烧结。采用上述的填料生产铸钢冷却壁,对其分别进行试压试验和通球试验,具体要求为:水压试验压力为1.5Mpa,保压30分钟后,压降<3%,在保压时间内用0.75kg手锤敲击冷却壁各部位,不允许漏水冒汗现象,试压完毕后,用压缩空气吹干;通球直径为水管内径的0.76倍,选用金属或木质球均可,通球直径为水管内径的0.76倍作为通球直径的标准球,将通球直径的标准球放进冷却壁一端管头内,用高压风管从冷却壁放球一端进行通风过球,通球直径的标准球将会从管头叧一端飞出即为合格。实验测得铸钢冷却壁的冷却水管通球率达100%,冷却水管经水压试验合格率达100%。
实施例2
本实施例的一种防高温钢液击穿用填料的防烧结剂基本同实施例1,不同之处在于:钝化剂和激发剂的质量比为100:20。其中:钝化剂中各组分按如下质量份组成:铝粉90份、珍珠岩粉50份、石墨粉50份、石灰粉47份、碳化硅粉20份、粉煤灰19份。激发剂中各组分按如下质量份组成:硅微粉92份、金红石型二氧化钛92份、磺化酚醛树脂25份。本实施例的一种防高温钢液击穿用填料的防烧结剂的制备方法的基本步骤同实施例1。
在使用过程中,本实施例制备的防烧结剂与填料混合作为固体冷却介质,将该固体冷却介质装填在高炉用铸钢冷却壁的冷却水管内部,然后进行正常的浇铸过程即可。填料中采用本实施例的防高温钢液击穿用填料的防烧结剂,能够有效防止装填在铸钢冷却壁的冷却水管内部的填料发生部分烧结。采用上述的填料生产铸钢冷却壁,对其分别进行试压试验和通球试验,具体要求为:水压试验压力为1.5Mpa,保压30分钟后,压降<3%,在保压时间内用0.75kg手锤敲击冷却壁各部位,不允许漏水冒汗现象,试压完毕后,用压缩空气吹干;通球直径为水管内径的0.76倍,选用金属或木质球均可,通球直径为水管内径的0.76倍作为通球直径的标准球,将通球直径的标准球放进冷却壁一端管头内,用高压风管从冷却壁放球一端进行通风过球,通球直径的标准球将会从管头叧一端飞出即为合格。实验测得铸钢冷却壁的冷却水管通球率达100%,冷却水管经水压试验合格率达100%。
实施例3
本实施例的一种防高温钢液击穿用填料的防烧结剂基本同实施例1,不同之处在于:钝化剂和激发剂的质量比为100:24。其中:钝化剂中各组分按如下质量份组成:铝粉110份、珍珠岩粉45份、石墨粉56份、石灰粉43份、碳化硅粉24份、粉煤灰12份。激发剂中各组分按如下质量份组成:硅微粉100份、金红石型二氧化钛78份、磺化酚醛树脂34份。本实施例的一种防高温钢液击穿用填料的防烧结剂的制备方法的基本步骤同实施例1。
在使用过程中,本实施例制备的防烧结剂与填料混合作为固体冷却介质,将该固体冷却介质装填在高炉用铸钢冷却壁的冷却水管内部,然后进行正常的浇铸过程即可。填料中采用本实施例的防高温钢液击穿用填料的防烧结剂,能够有效防止装填在铸钢冷却壁的冷却水管内部的填料发生部分烧结。采用上述的填料生产铸钢冷却壁,对其分别进行试压试验和通球试验,具体要求为:水压试验压力为1.5Mpa,保压30分钟后,压降<3%,在保压时间内用0.75kg手锤敲击冷却壁各部位,不允许漏水冒汗现象,试压完毕后,用压缩空气吹干;通球直径为水管内径的0.76倍,选用金属或木质球均可,通球直径为水管内径的0.76倍作为通球直径的标准球,将通球直径的标准球放进冷却壁一端管头内,用高压风管从冷却壁放球一端进行通风过球,通球直径的标准球将会从管头叧一端飞出即为合格。实验测得铸钢冷却壁的冷却水管通球率达100%,冷却水管经水压试验合格率达100%。
Claims (7)
1.一种防高温钢液击穿用填料的防烧结剂的制备方法,其特征在于,其步骤为:
步骤一、钝化剂的制备
根据钝化剂的组分要求,准备铝粉、珍珠岩粉、石墨粉、石灰粉、碳化硅粉和粉煤灰,并将铝粉、珍珠岩粉、石墨粉、石灰粉、碳化硅粉和粉煤灰加入到搅拌罐中,混合搅拌10~15分钟,制得钝化剂备用;
步骤二、激发剂的制备
根据激发剂的组分要求,准备硅微粉、金红石型二氧化钛和磺化酚醛树脂,并将硅微粉、金红石型二氧化钛和磺化酚醛树脂加入到搅拌罐中,混合搅拌10~15分钟,制得激发剂备用;
步骤三、混合制备
将步骤一制得的钝化剂和步骤二制得的激发剂加入搅拌罐中,混合搅拌30~45分钟,混合后即得防高温钢液击穿用填料的防烧结剂。
2.根据权利要求1所述的一种防高温钢液击穿用填料的防烧结剂的制备方法,其特征在于:步骤一钝化剂中各组分按如下质量份组成:
铝粉90~110份、
珍珠岩粉45~50份、
石墨粉50~56份、
石灰粉43~47份、
碳化硅粉20~24份、
粉煤灰12~19份。
3.根据权利要求2所述的一种防高温钢液击穿用填料的防烧结剂的制备方法,其特征在于:步骤二激发剂中各组分按如下质量份组成:
硅微粉92~100份、
金红石型二氧化钛78~92份、
磺化酚醛树脂25~34份。
4.根据权利要求3所述的一种防高温钢液击穿用填料的防烧结剂的制备方法,其特征在于:步骤三中钝化剂和激发剂的质量比为100:20~24。
5.根据权利要求2或3所述的一种防高温钢液击穿用填料的防烧结剂的制备方法,其特征在于:步骤一钝化剂中各组分按如下质量份组成:
铝粉100份、
珍珠岩粉48份、
石墨粉54份、
石灰粉45份、
碳化硅粉22份、
粉煤灰15份。
6.根据权利要求3或4所述的一种防高温钢液击穿用填料的防烧结剂的制备方法,其特征在于:步骤二激发剂中各组分按如下质量份组成:
硅微粉95份、
金红石型二氧化钛82份、
磺化酚醛树脂28份。
7.根据权利要求5或6所述的一种防高温钢液击穿用填料的防烧结剂的制备方法,其特征在于:步骤三中钝化剂和激发剂的质量比为100:22。
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