CN107266087A - 一种节能长寿命铁水溜槽及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种节能长寿命铁水溜槽及其制造方法，属于耐火浇注料的制备和施工技术领域。其特征在于包括铁水溜槽，所述铁水溜槽的制造原料以重量计算，包括以下成分：焦宝石、镁砂、防渗剂、铝硅复合微粉、铝镁尖晶石水泥和镁质减水剂。本发明制作工艺简练合理，制成的铁水溜槽耐高温强度高，热震稳定性优良，能够有效延长使用寿命；此外，本发明所制得铁水溜槽的导热系数低，铁水降温慢，保证了产品的使用质量。

Description

一种节能长寿命铁水溜槽及其制造方法

技术领域

本发明属于耐火浇注料的制备和施工技术领域，具体涉及一种节能长寿命铁水溜槽及制造方法。

背景技术

铁水溜槽以往采用废旧石墨棒打磨而成，然后通过拼接粘连在一起，生产制作过程中粉尘污染大，运输易破损，使用过程易氧化及脱落，造成使用寿命缩短，导热快且能耗高。

鉴于此，申请人研究设计了一种节能长寿命铁水溜槽及制造方法，通过自流浇注料振动一次性成型，养护脱模后经烘干窑烘烤即可使用。溜槽为预制成型，常温化学结合强度高，搬运和运输过程中不会受损，高温下形成陶瓷结合，优异的耐高温强度和热震稳定性保证了使用寿命，同时材质导热系数低，铁水降温慢，保证了产品质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种节能长寿命铁水溜槽及其制造方法，制作工艺简练合理，制成品耐高温强度高，热震稳定性优良，能够有效延长铁水溜槽的使用寿命；此外，制得铁水溜槽的导热系数低，铁水降温慢，保证了产品质量。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：发明所述的一种节能长寿命铁水溜槽，其特征在于包括铁水溜槽，所述铁水溜槽的制造原料以重量计算，包括以下成分：

焦宝石 65-80份，

镁砂 5-15份，

防渗剂 0-5份，

铝镁复合微粉 0-10份，

铝镁尖晶石水泥 0-5份，

镁质减水剂 0-1份。

优选的，所述防渗剂为沥青粉，或废瓷粉，或锂辉石。

优选的，所述镁质减水剂按质量分数计包括：

氢氧化镁 30-50份；

聚羧酸 20-45份；

氧化铝 20-40份。

本发明所述的节能长寿命铁水溜槽的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）将铁水溜槽的制造原料通过搅拌机搅拌均匀；

（2）将搅拌好的料加水搅拌成浇注料，将浇注料倒入模型中，通过振动台或者振动棒振动成型；

（3）通过自然氧化硬化后脱模即可制得铁水溜槽，然后通过烘干窑低温烘烤后即可直接使用。

优选的，步骤（3）所述的低温烘烤是指在温度为20-120摄氏度的条件下进行烘干作业。

优选的，步骤（3）所述的低温烘烤顺序包括三个阶段：

（1）将自然氧化硬化后的铁水溜槽在20-30摄氏度的条件下，常温养护24小时；

（2）将烘干窑温度升至50±10摄氏度，保温24小时；

（3）将烘干窑升温至110±10摄氏度，保温24小时，即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明所述节能长寿命铁水溜槽的制作工艺，通过自流浇注料振动一次性成型，养护脱模后经烘干窑烘烤即可使用，不需要烧成，从制造工艺上就已经节省烧成燃料。

2、铁水溜槽为预制成型，常温化学结合强度高，搬运和运输过程中不会受损，使用过程中在高温下形成陶瓷结合，优异的高温强度和热震稳定性保证了使用寿命，同时材质导热系数低，铁水降温慢，保证了产品质量。

3、本发明所述铁水溜槽的原材料中采用的焦宝石，是指中国山东省淄博地区产出的一种优质硬质耐火粘土。标准的焦宝石原矿Al₂O₃含量38%，煅烧后Al₂O₃含量为44%左右，Fe₂O₃<2%。成分稳定，质地均匀、结构致密，断面呈贝壳状，白色，用于生产优质粘土质耐火材料。 专业术语为一级硬质粘土熟料，主要化学成分为Al₂O₃ 和SiO₂，伴有少量Fe₂O₃ 和微量的Na₂O、K₂O，主要矿物为高岭土。焦宝石能够有效提高铁水溜槽的热震稳定性。

镁砂中主要成分为氧化镁，杂质为CaO、SiO₂、Fe₂O₃等，氧化镁为碱性氧化物，高温加热后转变为稳定的立方晶体，俗称方镁石。通过添加镁砂能够提升成品的抗粘铁能力，防止铁水在溜槽表面黏连结垢，影响铁水溜槽的流动通行能力，延长使用寿命。

所述防渗剂能够防止铁水渗透，保证铁水溜槽在长时间使用后，仍能保持良好的热震稳定性及低导热系数。

本发明创造性的添加了铝镁复合微粉，旨在起到填充气孔和提高浇注料流动性的作用，使材料在成型过程中致密，减少铁水的渗透，同时氧化铝和氧化镁在高温下形成镁铝尖晶石化，材料内部形成致密陶瓷结合，增强了材料的热震稳定性。

其中，原料中的铝镁尖晶石水泥，旨在起到提供材料较高的常温强度，一方面便于长途运输和装卸，另一方面，铝镁尖晶石水泥主要物相为刚玉相和镁铝尖晶石相，都属于高温物相，另外镁铝尖晶石相在高温下还可以作为晶种加速材料中氧化镁和氧化铝的尖晶石化，进一步提高材料的高温性能。

其中，原料中的镁质减水剂，旨在起到降低含氧化镁浇注料加水量的作用，通过正电基高效分散剂，以镁铝质细粉为载体，有效分散微粉，防止团聚，降低浇注料的需水量。

上述制成铁水溜槽的原材料通过搅拌加水浇注成型后，只需烘烤即可使用，材料在使用过程中通过铁水的温度自烧结，材料内部形成Ai₂O₃-MgO-CaO三元结合陶瓷体系，强度高，耐磨性耐冲刷性能好，抗铁水渗透性优良，热震稳定性好。

4、申请人利用科学的材料配比，经过多次试验，研制出本发明所述的节能长寿命铁水溜槽，经过小试、中试和实际投产应用实验，取得了良好的使用效果，能够大幅度提升经济效益，适宜在业界推广普及。

附图说明：

图1为铁水溜槽预制件的烘烤曲线图；

图2为投入使用后的铁水溜槽在电子显微镜下的微观组织结构图、及该微观组织结构图的化学成分和能量分析图表。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

发明所述的一种节能长寿命铁水溜槽，所述铁水溜槽的制造原料以重量计算，包括以下成分：

铬刚玉 65-80份，

镁砂 5-15份，

防渗剂 0-5份，

铝镁复合微粉 0-10份，

铝镁尖晶石水泥 0-5份，

镁质减水剂 0-1份。

所述防渗剂所述防渗剂为沥青粉，或废瓷粉，或锂辉石。

所述镁质减水剂按质量分数计包括：

氢氧化镁 30-50份；

聚羧酸 20-45份；

氧化铝 20-40份。

本发明所述的节能长寿命铁水溜槽的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）将铁水溜槽的制造原料通过搅拌机搅拌均匀；

（2）将搅拌好的料加水搅拌成浇注料，将浇注料倒入模型中，通过振动台或者振动棒振动成型；

（3）通过自然氧化硬化后脱模即可制得铁水溜槽，然后通过烘干窑低温烘烤后即可直接使用。

其中，步骤（3）所述的低温烘烤是指在温度为20-120摄氏度的条件下进行烘干作业。

如图1所示，步骤（3）所述的低温烘烤顺序包括三个阶段：

（1）将自然氧化硬化后的铁水溜槽在20-30摄氏度的条件下，常温养护24小时；

（2）将烘干窑温度升至50±10摄氏度，保温24小时；

（3）将烘干窑升温至110±10摄氏度，保温24小时，即可。

具体实施例的原料成分及配比参见下表：

表一：

成分	实施例一	实施例二	实施例三
				铬刚玉	65份	70份	80份
镁砂	5份	12份	15份
				防渗剂	1份	3份	5份
铝镁复合微粉	1份	7份	10份
				铝镁尖晶石水泥	1份	3份	5份
镁质减水剂	0.1份	0.6份	1份

其中，镁质减水剂的原料成分及配比参见下表：

表二：

成分	实施例一	实施例二	实施例三
				氢氧化镁	30份	42份	50份
聚羧酸	20份	35份	45份
				氧化铝	20份	32份	40份

通过对比实验检测，传统废旧石墨制成的铁水溜槽的理化指标如下：

项目	指标
		常温耐压强度,MPa	≥10
1400℃高温抗折,MPa	≥2
		抗氧化时间，h	24
使用寿命,h	40

本发明所述节能长寿命铁水溜槽的理化指标如下：

项目	指标
		常温耐压强度,MPa	≥60
1400℃高温抗折,MPa	≥3.5
		抗氧化时间，h	不氧化
使用寿命,h	168

有上述两个表格的对比可见，本发明所述的节能长寿命铁水溜槽的各项性能指标较传统制成品有大幅提升。

通过图2可知，从电子显微镜下的微观组织结构图及该微观组织结构图的化学成分和能量分析图表可知，铁水溜槽在实际使用过程中，由于铁水的温度较高，令铁水溜槽出现高温自烧的现象。高温自烧结后的铁水溜槽主要物相为镁铝尖晶石相和刚玉相，说明高温下材料内部尖晶石化很明显。

本发明制备的节能长寿命铁水溜槽，通过自流浇注料振动一次性成型，养护脱模后经烘干窑烘烤即可使用。溜槽为预制成型，常温化学结合强度高，搬运和运输过程中不会受损，使用过程中在高温下形成陶瓷自结合，优异的高温强度和热震稳定性保证了使用寿命，同时材质导热系数低，铁水降温慢，保证了产品质量。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以组合、变更或改型均为本发明的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种节能长寿命铁水溜槽，其特征在于所述铁水溜槽的制造原料以重量计算，包括以下成分：

焦宝石 65-80份，

镁砂 5-15份，

防渗剂 0-5份，

铝镁复合微粉 0-10份，

铝镁尖晶石水泥 0-5份，

镁质减水剂 0-1份。

2.根据权利要求1所述的节能长寿命铁水溜槽，其特征在于所述防渗剂为沥青粉，或废瓷粉，或锂辉石。

3.根据权利要求2所述的节能长寿命铁水溜槽，其特征在于所述镁质减水剂按质量分数计包括：

氢氧化镁 30-50份；

聚羧酸 20-45份；

氧化铝 20-40份。

4.根据权利要求1或2或3所述的节能长寿命铁水溜槽的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）将铁水溜槽的制造原料通过搅拌机搅拌均匀；

（2）将搅拌好的料加水搅拌成浇注料，将浇注料倒入模型中，通过振动台或者振动棒振动成型；

（3）通过自然氧化硬化后脱模即可制得铁水溜槽，然后通过烘干窑低温烘烤后即可直接使用。

5.根据权利要求4所述的节能长寿命铁水溜槽的制造方法，其特征在于步骤（3）所述的低温烘烤是指在温度为20-120摄氏度的条件下进行烘干作业。

6.根据权利要求5所述的节能长寿命铁水溜槽的制造方法，其特征在于步骤（3）所述的低温烘烤顺序包括三个阶段：

（1）将自然氧化硬化后的铁水溜槽在20-30摄氏度的条件下，常温养护24小时；

（2）将烘干窑温度升至50±10摄氏度，保温24小时；

（3）将烘干窑升温至110±10摄氏度，保温24小时，即可。