CN110372341A - 一种捣打料型渣沟挡渣坝 - Google Patents

一种捣打料型渣沟挡渣坝 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种捣打料型渣沟挡渣坝，按重量比包括60‑75%的70矾土、10‑20%的高温沥青粉、5‑15%的中温烧结剂、0.2‑1.5%的保湿剂、8‑10%的水。通过上述设置，产品现场可捣打密实，在中温下即可快速烧结，且通过高温沥青粉的残碳可抵抗渣铁侵蚀，而且用水做结合剂并加入保湿剂，使得产品有一定的保质期。本产品在现场作为挡渣坝材料，能很好的完成防止铁水流入渣沟的任务，对渣沟水冷系统有很好的保护作用。

Description

一种捣打料型渣沟挡渣坝
技术领域
本发明涉及铁水冶炼技术领域，特别涉及一种捣打料型渣沟挡渣坝。
背景技术
高炉渣沟作为高炉内出渣的通道，不仅承受高炉炉渣的冲击和侵蚀，而且承受温度的急剧变化，这使得高炉渣沟也成为高炉消耗耐火材料的重要区域之一。渣沟用耐火材料直接受渣的高温冲刷，又受机械磨损和化学侵蚀，同时还受温度梯度急骤变化，即急冷急热频繁交替或高温长时间等综合作用，使耐火材料产生破损，这又进一步加剧了铁水渣液的渗透侵蚀，导致结构的破坏。因此，渣沟料应具有以下性能：有较高的强度，能够抵抗流动的高温熔渣的剧烈冲刷；为避免或减少因高温作用使渣沟体积变化而产生裂纹，要求材料具有均匀、高致密的结构，耐热震性好，重烧体积变化小；有良好的抗渣侵蚀性能，能抵抗熔渣的侵蚀；良好的施工性能，且不粘结渣，便于修理和拆除。
渣沟的种类有铸钢冷却沟、捣打料捣制沟、浇注料成型沟三种。各自的特点如下：1、铸钢冷却沟结构简单不用修垫，且不易挂渣，好清理。但因上渣带铁易烧坏冷却沟发生漏水而引起爆炸，不利于安全生产，同时更换时间长。
2、捣打料捣制沟，捣打料主要由刚玉、碳化硅、焦粉、黏土粉、沥青、绢云母、混合油等组成。特点是易维护，好修垫，比较耐用，但渣子粘沟不易清理。
3、浇注料成型沟，其浇注料主要由刚玉、碳化硅、焦粉、矾土水泥、硅粉和添加剂等组成。特点是寿命长，用料少，不粘渣，易拆除，修补方便，可减轻垫沟劳动强度，在大型高炉上已广泛采用。
同时，高炉每次出铁前，渣沟需要做好挡渣坝，防止铁水流入渣沟中。而目前很多用于挡渣坝的材料，现场施工困难，难以打结密实。而且一旦高炉炉压升高，出铁量加大时，很多挡渣坝难以抵挡渣铁侵蚀冲刷。铁水因此容易流入渣沟中，液态生铁遇到水冷系统中的液态水，引起爆炸，导致水冷系统损坏。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种捣打料型渣沟挡渣坝，现场捣打紧实，抵抗渣铁侵蚀，同时中温下即可快速烧结。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种捣打料型渣沟挡渣坝，按重量比包括60-75％的70矾土、10-20％的高温沥青粉、5-15％的中温烧结剂、0.2-1.5％的保湿剂、8-10％的水。
通过采用上述技术方案，产品现场可捣打密实，在中温下即可快速烧结，且通过高温沥青粉的残碳可抵抗渣铁侵蚀，而且用水做结合剂并加入保湿剂，使得产品有一定的保质期。本产品在现场作为挡渣坝材料，能很好的完成防止铁水流入渣沟的任务，对渣沟水冷系统有很好的保护作用。
本发明的进一步设置为：所述70矾土的颗粒级配包括30-40％的5-20mm级颗粒、20-30％的3-5mm级颗粒、25-40％的0-3mm级颗粒。
通过采用上述技术方案，根据安德森方程进行计算，设置合适的颗粒级配能够在充分混合搅拌的情况下，保证骨料的组分能够捣打紧密，减少孔隙的产生，提高最终产品的抗侵蚀能力。
本发明的进一步设置为：所述保湿剂呈粉末状且包括重量比为1:0.5-1:0.2-0.5的羧甲基纤维素钠、木质素磺酸钙、六偏磷酸钠。
通过采用上述技术方案，保湿剂的添加使得产品能够具有良好的保质期，在规定时间内能够维持性能达到要求，有利于现场捣打作业。
本发明的进一步设置为：所述中温烧结剂为广西白泥，且按重量计包括SiO249.0％、Al2O330-33％、Fe2O3≤1.2％、CaO 0.01％、MgO 0.78％、TiO20.6％、Na2O0.19％、K2O 0.12％；灼减为11.37；耐火度≥1700℃，可塑性指数≥30；白度为50-70；细度200-300目。
通过采用上述技术方案，广西白泥是一种软质高岭土，也叫软质球状耐火粘土，为我国境内发现的现存质量最优的耐火泥，符合上述条件的为优质品广西白泥，可以很好的适用于高炉炼铁沟槽中的挡渣坝使用环境，可塑性好、流动性好、结合性好、质很纯。
本发明的进一步设置为：所述高温沥青粉的软化点为105℃，固定碳含量55％～60％，细度为0.088mm。
通过采用上述技术方案，设定软化点为105℃，从而在沟槽预热的作用下也可以进行软化，从而可以与其他组分相配合进行挡渣坝的捣打成型。
本发明的进一步设置为：制作挡渣坝时先将70矾土和广西白泥混合，并将保湿剂溶解与水中形成溶液，再加入部分保湿剂溶液将70矾土和广西白泥完全浸泡，浸泡时间为5-8min，再加入高温沥青粉和剩余保湿剂溶液，搅拌3-5min至均匀得到捣打料，将成品捣打料倒入渣沟头处进行夯实，形成挡渣坝。
本发明的进一步设置为：所述保湿剂溶液第一次加入量占全部保湿剂溶液的比重为30-40％，并将70矾土和广西白泥完全浸泡。
通过采用上述技术方案，保湿剂先将70矾土和广西白泥充分浸润，同时颗粒级配设置合理，充分混合后便于形成整体性能较为均一的整体捣打料，同时水作为结合剂，环保无污染。
本发明的进一步设置为：还包括外加的复合剂和级配颗粒组，且复合剂占矾土、高温沥青粉、中温烧结剂、保湿剂和水的总重量的1-10％，级配颗粒组占矾土、高温沥青粉、中温烧结剂、保湿剂和水的总重量的1-5％；所述复合剂包括酚醛树脂酒精溶液，所述级配颗粒组包括粒度小于0.055mm的碳化硅细粉、氧化铝微粉、氧化硅微粉中的一种或多种，且碳化硅细粉、氧化铝微粉、氧化硅微粉是经过与硬脂酸钠/硬脂酸镁/硅溶胶在100～300度的温度下高速搅拌混合干燥处理，硬脂酸钠/硬脂酸镁/硅溶胶占所述级配颗粒组的比重为20-35％。
通过采用上述技术方案，级配颗粒组粒径小于0.055mm，能够增加捣打料的流动性能，提高整体的可塑性，同时也填充了骨料间的间隙，使得整体捣打料成型后的挡渣坝紧实严密，提高了抗侵蚀性能。采用硬脂酸钠/硬脂酸镁/硅溶胶将微细粉表面处理，和由于高温沥青粉的加入，制成的捣打料易于成型、污染少、不易团聚、结合剂分布均匀，高温下可形成稳定的结合相，即在1000℃左右时通过原位反应生成莫来石，因此捣打料强度高，寿命长，液态结合、气相处理形成的薄膜对碳素氧化起到了防止作用，改善了材料的抗氧化性能与抗热破坏性能，利于材料性能的改进。
通过硬脂酸钠/硬脂酸镁/硅溶胶的处理，粉体表面形成亲油性的组成，再与树脂的结合，就不容易成为团聚体；复合剂由于含树脂少，容易在骨料和具有亲油基团表面的粉体间形成良好的结合，挥发烧结后形成碳结合，捣打料骨料与细粉间由于细粉的烧结，形成稳定性好的结合相，提高捣打料的结合强度。由于是气、液相的处理形式，结合相容易渗透到骨料和细粉的所有表面，改善了材料的结合性能与抗热破坏性能。
综上所述，本发明具有以下有益效果：产品现场可捣打密实，在中温下即可快速烧结，且通过高温沥青粉的残碳可抵抗渣铁侵蚀，而且用水做结合剂并加入保湿剂，使得产品有一定的保质期。本产品在现场作为挡渣坝材料，能很好的完成防止铁水流入渣沟的任务，对渣沟水冷系统有很好的保护作用。
附图说明
图1为本发明的制作工艺流程图。
具体实施方式
实施例1，一种捣打料型渣沟挡渣坝，包括60份70矾土、12份高温沥青粉、10份广西白泥、1.2份保湿剂、10份水。具体的，70矾土的颗粒级配包括30％的5-20mm级颗粒、30％的3-5mm级颗粒、40％的0-3mm级颗粒；保湿剂呈粉末状且包括重量比为0.5:0.5:0.2的羧甲基纤维素钠、木质素磺酸钙和六偏磷酸钠；高温沥青粉的软化点为105℃，固定碳含量55％～60％，细度为0.088mm。
进一步的，广西白泥，按重量计包括SiO249.0％、Al2O330-33％、Fe2O30.5％、CaO0.01％、MgO 0.78％、TiO20.6％、Na2O 0.19％、K2O 0.12％；灼减为11.37；耐火度1800℃，可塑性指数34；白度为55；细度300目。
捣打作业形成挡渣坝则需要按如下步骤进行：先将70矾土和广西白泥混合，并将保湿剂溶解于水中形成溶液，再加入40％的保湿剂溶液将70矾土和广西白泥完全浸泡，浸泡时间为5min，再加入高温沥青粉和剩余保湿剂溶液，搅拌3-5min至均匀得到捣打料，将成品捣打料装入具有内膜的塑料袋中保存，使用时直接倒入渣沟头处采用夯机进行夯实，并形成挡渣坝。
由于捣打料中引入碳素原料，可以有效的抵抗渣铁侵蚀，同时添加中温烧结剂即广西白泥，可以使产品中温下即可快速烧结，从而利用渣沟余温，在250度即可快速硬化，当铁水放槽时，渣沟温度达到1000度后，捣打料会通过原位反应生成莫来石，可迅速获得高温强度，从而抵抗渣铁侵蚀，防止铁水流入渣沟引起渣冷系统的爆炸和损坏。
实施例2，一种捣打料型渣沟挡渣坝，包括68份70矾土、17份高温沥青粉、7份广西白泥、0.8份保湿剂、8份水。具体的，70矾土的颗粒级配包括40％的5-20mm级颗粒、30％的3-5mm级颗粒、30％的0-3mm级颗粒；保湿剂呈粉末状且包括重量比为0.5:0.5:0.2的羧甲基纤维素钠、木质素磺酸钙和六偏磷酸钠；高温沥青粉的软化点为105℃，固定碳含量55％～60％，细度为0.088mm。
进一步的，广西白泥，按重量计包括SiO249.0％、Al2O330-33％、Fe2O30.5％、CaO0.01％、MgO 0.78％、TiO20.6％、Na2O 0.19％、K2O 0.12％；灼减为11.37；耐火度1800℃，可塑性指数34；白度为55；细度300目。
捣打作业形成挡渣坝则需要按如下步骤进行：先将70矾土和广西白泥混合，并将保湿剂溶解于水中形成溶液，再加入30％的保湿剂溶液将70矾土和广西白泥完全浸泡，浸泡时间为8min，再加入高温沥青粉和剩余保湿剂溶液，搅拌3-5min至均匀得到捣打料，将成品捣打料装入具有内膜的塑料袋中保存，使用时直接倒入渣沟头处采用夯机进行夯实，并形成挡渣坝。
实施例3，一种捣打料型渣沟挡渣坝，包括60份70矾土、12份高温沥青粉、10份广西白泥、1.2份保湿剂、10份水和10份复合剂、5份级配颗粒组。
具体的，70矾土的颗粒级配包括30％的5-20mm级颗粒、30％的3-5mm级颗粒、40％的0-3mm级颗粒；保湿剂呈粉末状且包括重量比为0.5:0.5:0.2的羧甲基纤维素钠、木质素磺酸钙和六偏磷酸钠；高温沥青粉的软化点为105℃，固定碳含量55％～60％，细度为0.088mm。
进一步的，广西白泥，按重量计包括SiO249.0％、Al2O330-33％、Fe2O30.5％、CaO0.01％、MgO 0.78％、TiO20.6％、Na2O 0.19％、K2O 0.12％；灼减为11.37；耐火度1800℃，可塑性指数34；白度为55；细度300目。
复合剂为浓度为55％的酚醛树脂酒精溶液，而级配颗粒组则由粒度小于0.055mm的的碳化硅细粉、氧化铝微粉和氧化硅微粉以任意配比组成，且碳化硅细粉、氧化铝微粉、氧化硅微粉是经过与硬脂酸钠和硬脂酸镁在200度的温度下高速搅拌混合干燥处理，硬脂酸钠和硬脂酸镁采取1份即可。
捣打作业形成挡渣坝则需要按如下步骤进行：先将70矾土和广西白泥混合，并将保湿剂溶解于水中形成溶液，再加入30％的保湿剂溶液和复合剂将70矾土和广西白泥完全浸泡，浸泡时间为5min，再加入高温沥青粉、级配颗粒组和剩余保湿剂溶液，搅拌3-5min至均匀得到捣打料，将成品捣打料装入具有内膜的塑料袋中保存，使用时直接倒入渣沟头处采用夯机进行夯实，并形成挡渣坝。
实施例4，一种捣打料型渣沟挡渣坝，包括60份70矾土、12份高温沥青粉、10份广西白泥、1.2份保湿剂、10份水和5份复合剂、3份级配颗粒组。
具体的，70矾土的颗粒级配包括30％的5-20mm级颗粒、30％的3-5mm级颗粒、40％的0-3mm级颗粒；保湿剂呈粉末状且包括重量比为0.5:0.5:0.2的羧甲基纤维素钠、木质素磺酸钙和六偏磷酸钠；高温沥青粉的软化点为105℃，固定碳含量55％～60％，细度为0.088mm。
进一步的，广西白泥，按重量计包括SiO249.0％、Al2O330-33％、Fe2O30.5％、CaO0.01％、MgO 0.78％、TiO20.6％、Na2O 0.19％、K2O 0.12％；灼减为11.37；耐火度1800℃，可塑性指数34；白度为55；细度300目。
复合剂为浓度为35％的酚醛树脂酒精溶液，而级配颗粒组则由粒度小于0.055mm的的碳化硅细粉、氧化铝微粉和氧化硅微粉以任意配比组成，且碳化硅细粉、氧化铝微粉、氧化硅微粉是经过与硬脂酸钠和硬脂酸镁在300度的温度下高速搅拌混合干燥处理，硬脂酸钠和硬脂酸镁采取1份即可。
捣打作业形成挡渣坝则需要按如下步骤进行：先将70矾土和广西白泥混合，并将保湿剂溶解于水中形成溶液，再加入30％的保湿剂溶液和复合剂将70矾土和广西白泥完全浸泡，浸泡时间为5min，再加入高温沥青粉、级配颗粒组和剩余保湿剂溶液，搅拌3-5min至均匀得到捣打料，将成品捣打料装入具有内膜的塑料袋中保存，使用时直接倒入渣沟头处采用夯机进行夯实，并形成挡渣坝。
将实施例1-4中制得的捣打料夯实后，进行性能测试，并将结果记录于表1中。
表1实施例1-4性能测试表

Claims (8)

1.一种捣打料型渣沟挡渣坝，其特征在于，按重量比包括60-75%的70矾土、10-20%的高温沥青粉、5-15%的中温烧结剂、0.2-1.5%的保湿剂、8-10%的水。
2.根据权利要求1所述的一种捣打料型渣沟挡渣坝，其特征在于：所述70矾土的颗粒级配包括30-40%的5-20mm级颗粒、20-30%的3-5mm级颗粒、25-40%的0-3mm级颗粒。
3.根据权利要求1所述的一种捣打料型渣沟挡渣坝，其特征在于：所述保湿剂呈粉末状且包括重量比为1:0.5-1:0.2-0.5的羧甲基纤维素钠、木质素磺酸钙、六偏磷酸钠。
4.根据权利要求1所述的一种捣打料型渣沟挡渣坝，其特征在于：所述中温烧结剂为广西白泥，且按重量计包括SiO249.0%、 Al2O330-33%、Fe2O3≤1.2 %、CaO 0.01%、MgO 0.78%、TiO20.6%、Na2O 0.19%、K2O 0.12%；灼减为11.37；耐火度≥1700℃，可塑性指数≥30；白度为50-70；细度200-300目。
5.根据权利要求1所述的一种捣打料型渣沟挡渣坝，其特征在于：所述高温沥青粉的软化点为105℃，固定碳含量55%~60%，细度为0.088mm。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种捣打料型渣沟挡渣坝，其特征在于：制作挡渣坝时先将70矾土和广西白泥混合，并将保湿剂溶解与水中形成溶液，再加入部分保湿剂溶液将70矾土和广西白泥完全浸泡，浸泡时间为5-8min，再加入高温沥青粉和剩余保湿剂溶液，搅拌3-5min至均匀得到捣打料，将成品捣打料倒入渣沟头处进行夯实，形成挡渣坝。
7.根据权利要求6所述的一种捣打料型渣沟挡渣坝，其特征在于：所述保湿剂溶液第一次加入量占全部保湿剂溶液的比重为30-40%，并将70矾土和广西白泥完全浸泡。
8.根据权利要求1所述的一种捣打料型渣沟挡渣坝，其特征在于：还包括外加的复合剂和级配颗粒组，且复合剂占矾土、高温沥青粉、中温烧结剂、保湿剂和水的总重量的1-10%，级配颗粒组占矾土、高温沥青粉、中温烧结剂、保湿剂和水的总重量的1-5%；所述复合剂包括酚醛树脂酒精溶液，所述级配颗粒组包括粒度小于0.055mm的碳化硅细粉、氧化铝微粉、氧化硅微粉中的一种或多种，且碳化硅细粉、氧化铝微粉、氧化硅微粉是经过与硬脂酸钠/硬脂酸镁/硅溶胶在100 ～ 300 度的温度下高速搅拌混合干燥处理，硬脂酸钠/硬脂酸镁/硅溶胶占所述级配颗粒组的比重为20-35%。
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