CN111678762A - 一种耐火材料泵注实验模具及方法 - Google Patents

一种耐火材料泵注实验模具及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐火材料泵注实验模具及方法,涉及耐火材料实验技术领域,解决了转炉炉底快换中对不同缝隙宽度条件下的耐火材料泵注性能进行实验的技术问题。耐火材料泵注实验模具包括活动挡板、固定挡板、底板以及泵注机,固定挡板固定于底板上,底板上开设有进料口;活动挡板在底板上移动后与固定挡板保持相对固定的位置,使活动挡板与固定挡板之间形成缝隙,进料口位于活动挡板与固定挡板之间;泵注机将耐火材料从进料口泵注至缝隙内。本发明能够模拟炉底耐火材料与炉身耐火材料之间的缝隙宽度,并且能够模拟耐火材料的泵注过程,从而得到不同宽度条件下耐火材料的泵注性能,对生产具有较大的指导意义。

Description

一种耐火材料泵注实验模具及方法
技术领域
本发明涉及耐火材料实验技术领域,具体来说,是指一种耐火材料泵注实验模具及方法。
背景技术
冶金生产过程中,越来越多的涉及到泵注耐火材料的施工方式,尤其在于转炉炉底快换过程中,需要采用泵注的方式将耐火材料输送至一定的缝隙内,再对耐火材料烘烤,使炉底耐火材料与炉身耐火材料之间连接为整体结构。但不同组分、粘度、温度、粒度级配等条件的耐火材料在不同缝隙宽度条件下的泵注性能不同,为此需要开展相关的实验研究。
考虑到小规模临场实验不具备代表性、大规模实验室实验成本过高,因此设计一种既能够对耐火材料的泵注性能进行实验,同时又经济方便的实验装置,以弥补在耐火材料泵注性能实验技术领域的空白。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于克服现有技术的不足,第一方面,提供一种耐火材料泵注实验模具,以解决转炉炉底快换中对不同缝隙宽度条件下的耐火材料泵注性能进行实验的技术问题。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是:
一种耐火材料泵注实验模具,包括活动挡板、固定挡板、底板以及泵注机,其中:
所述固定挡板固定于底板上,所述底板上开设有进料口;
所述活动挡板在底板上移动后与所述固定挡板保持相对固定的位置,使所述活动挡板与固定挡板之间形成缝隙,所述进料口位于所述活动挡板与固定挡板之间;
所述泵注机将耐火材料从进料口泵注至缝隙内。
在上述技术方案的基础上,该耐火材料泵注实验模具还可以做如下的改进。
可选的,所述活动挡板与固定挡板之间设置有固定侧板,所述固定侧板上设置有限位部件,所述活动挡板通过所述限位部件保持与固定挡板相对固定的位置。
可选的,所述限位部件包括设置于固定侧板上沿所述活动挡板移动方向的若干通孔以及设置于活动挡板上与所述通孔相对应的连接孔,所述活动挡板通过连接件穿过通孔并且与连接孔连接而固定在固定侧板上。
可选的,所述连接件为螺钉,所述连接孔为螺纹孔;或者,
所述连接件为销钉,所述连接孔为光滑孔。
可选的,所述限位部件包括沿活动挡板移动方向的铅锤方向设置的若干插槽壁,两组所述固定侧板对称设置于活动挡板与固定挡板之间,所述活动挡板通过插入相邻插槽壁之间而固定在固定侧板上。
可选的,所述活动挡板上连接有伸缩装置,所述伸缩装置驱动活动挡板在底板上移动并且保持与固定挡板相对固定的位置。
可选的,所述伸缩装置包括连接于活动挡板上的套筒,所述套筒设置有内螺纹,所述套筒螺纹连接有螺杆,所述活动挡板通过所述套筒与螺杆的螺纹配合在底板上移动。
可选的,所述活动挡板与固定挡板之间设置有固定侧板,所述固定侧板上设置有沿活动挡板移动方向的滑轨,所述活动挡板上设置有与所述滑轨形状适配的凸块,使所述活动挡板在固定侧板上滑动。
可选的,还包括工作台,所述工作台设置有与所述进料口相对应的孔洞,所述活动挡板、固定挡板以及底板均设置于工作台上,所述泵注机与进料口之间连接有泵注管。
第二方面,本发明还提供一种耐火材料泵注实验方法,使用上述的耐火材料泵注实验模具,包括以下步骤:
S1、调整活动挡板与固定挡板之间的缝隙宽度;
S2、将耐火材料搅拌混合均匀后放入泵注机中;
S3、启动泵注机进行所述缝隙宽度条件下耐火材料的泵注实验;
S4、调整所述缝隙宽度并且重复步骤S3直至实验结束。
与现有技术相比,本发明提供的耐火材料泵注实验模具具有的有益效果是:
本发明通过活动挡板在底板上的移动来调节活动挡板与固定挡板之间形成的缝隙宽度,能够模拟炉底耐火材料与炉身耐火材料之间的缝隙宽度,本发明通过泵注的方式填充耐火材料,能够模拟耐火材料的泵注过程,从而得到不同宽度条件下耐火材料的泵注性能,对生产具有较大的指导意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明耐火材料泵注实验模具的第一种实施方式结构示意图;
图2是图1中固定侧板、固定挡板以及底板的结构示意图;
图3是图1中活动挡板的结构示意图;
图4是本发明耐火材料泵注实验模具的第二种实施方式结构示意图;
图5是本发明耐火材料泵注实验模具的第三种实施方式结构示意图;
图6是本发明耐火材料泵注实验方法的流程图。
图中:
1—固定侧板;2—活动挡板;3—固定挡板;4—通孔;5—连接孔;6—进料口;7—底板;8—泵注机;9—泵注管;10—插槽壁;11—套筒;12—滑轨;13—螺杆。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全面的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。
实施例1:
现有技术中,转炉炉底在快换时,通常将耐火材料直接泵注进入炉底耐火材料与炉身耐火材料之间的缝隙中,但由于不同耐火材料的组分、粘度、温度、粒度级配等条件不同,使耐火材料在不同缝隙宽度条件下的流动性、泵注性能方面也有所不同,因而经常造成耐火材料堵塞泵注口、缝隙填充松散、流动性差的问题,导致材料的浪费以及不必要的返工。
一种耐火材料泵注实验模具,如图1至图3所示,包括活动挡板2、固定挡板3、底板7以及泵注机8,固定挡板3与底板7焊接或者通过螺栓连接成为L形的结构,在固定挡板3与底板7的两侧焊接或者通过螺栓连接有两组对称的固定侧板1。在固定侧板1上设置有限位部件,当活动挡板2在底板7上移动时,活动挡板2能够通过限位部件固定位置,使活动挡板2与固定挡板3之间保持相对固定的位置,形成用于容纳耐火材料的缝隙。底板7上开设有进料口6,进料口6位于活动挡板2与固定挡板3之间的缝隙内。
如图1至图3所示,限位部件包括设置于固定侧板1上的若干通孔4,若干通孔4沿活动挡板2的移动方向均匀间隔分布。在活动挡板2上开设有与通孔4的尺寸、位置相对应连接孔5。可选的,连接孔5设置于活动挡板2的侧壁上,并且分别在活动挡板2侧壁的上下各设置有两组,每组包括两个沿活动挡板2移动方向的连接孔5。当活动挡板2在底板7上移动时,使用连接件穿过通孔4并且与连接孔5连接,从而使活动挡板2位置固定,以保持与固定挡板3的相对位置。
可以理解的是,连接件可以是螺钉,则连接孔5为螺纹孔,螺钉与螺纹孔螺纹连接。当然,连接件还可以是销钉,则连接孔5为光滑孔,销钉与光滑孔过盈连接或者间隙连接。
如图1所示,为了方便实验的进行,可以设置一个工作台,工作台上设置有与进料口6相对应的孔洞。将活动挡板2、固定挡板3以及底板7均设置于工作台上,泵注机8设置于工作台的下方,并且在泵注机8与进料口6之间连接有泵注管9,方便耐火材料的泵注作业。当然,根据现场实际施工方式的不同,也可以使泵注机8直接连接进料口6。
可选的,活动挡板2与固定挡板3之间的缝隙宽度为30-200mm,并且缝隙宽度均在30-200mm范围内调节。活动挡板2的宽度为600-2000mm,厚度为100-400mm,高度为500-2000mm。固定侧板1上通孔4设置有两排,其中上排距离固定侧板1顶部的距离为10-40mm,下排距离固定侧板1底部的距离为10-40mm,通孔4的直径为6-30mm。底板7的长度为600-2000mm,宽度为300-600mm。固定挡板3与底板7相连接,并且固定挡板3的高度为500-2000mm。进料口6的直径为6-50mm。
可以理解的是,固定挡板3与底板7之间还可以不连接,仅需要固定挡板3紧贴于底板7上,并且能够与活动挡板2一起形成用于容纳耐火材料的缝隙即可。因此,根据实际情况,也可以不用设置固定侧板1。此时,活动挡板2与固定挡板3均可以设计为长方体、梯形等结构,依靠各自的重力固定在底板7上。利用本发明的实验模具,还可以封堵进料口6,从而进行从缝隙上方填充耐火材料的模拟实验。当然,本发明的活动挡板2与固定挡板3之间既可以是平行的,还可以是不平行的,根据需要模拟的炉底耐火材料与炉身耐火材料的实际情况而设定。
本发明通过活动挡板2与固定挡板3模拟炉底耐火材料与炉身耐火材料之间的缝隙宽度,并且模拟耐火材料的泵注过程,能够得出不同组分、粘度、温度、粒度级配等条件的耐火材料在不同缝隙宽度条件下的泵注性能,避免了材料的浪费以及不必要的返工,弥补了耐火材料泵注性能实验技术领域的空白。
实施例2:
作为可选的,与上述实施例的不同之处在于,本实施例特别采用下述结构:
如图4所示,上述限位部件不仅限于通孔4与连接孔5的结构形式,还可以设计为插槽壁10的结构形式。具体来说,两组固定侧板1的侧壁上设置有若干插槽壁10,每个插槽壁10沿活动挡板2移动方向的铅锤方向分布,若干插槽壁10沿活动挡板2的移动方向间隔分布。两组固定侧板1上的插槽壁10相对并且对称设置,活动挡板2通过插入相邻插槽壁10之间而固定在固定侧板1上。
可选的,插槽壁10的截面可以是方形、半圆形或者燕尾形等。相邻插槽壁10之间的间距根据实验需求进行设计。本实施例使活动挡板2通过插接的方式,简化了实验人员的操作,并且使得活动挡板2与固定挡板3之间的缝隙宽度的定位准确,提高了耐火材料泵注性能实验的效率。
实施例3:
作为可选的,与上述实施例的不同之处在于,本实施例特别采用下述结构:
如图5所示,为了控制活动挡板2在底板7上移动并且保持与固定挡板3相对固定的位置,在活动挡板2上连接有伸缩装置,利用伸缩装置来驱动活动挡板2的移动。
如图5所示,伸缩装置包括连接于活动挡板2质心上的套筒11,套筒11内部设置有内螺纹,套筒11通过螺纹连接有螺杆13。活动挡板2通过套筒11与螺杆13的螺纹配合在底板7上移动。螺杆13可以连接一个操作手柄,使实验人员通过控制操作手柄的转动来驱动活动挡板2的移动;也可以使螺杆13通过联轴器与电机相连接,由电机来驱动活动挡板2的移动;还可以通过皮带、齿轮等传动构件通过驱动螺杆13转动来驱动活动挡板2的移动。
如图5所示,为了保持活动挡板2移动的平稳性,在固定侧板1上设置有滑轨12,滑轨12沿活动挡板2的移动方向分布。同时,在活动挡板2上设置有凸块,凸块与滑轨12形状适配。例如滑轨12为矩形槽,则凸块为尺寸适配的矩形凸块;滑轨12为燕尾槽,则凸块为尺寸适配的燕尾榫。其中,固定侧板1的上下侧分别设置有滑轨12。
本实施例通过伸缩装置驱动活动挡板2移动,操作简单、方便,并且能够保证活动挡板2移动的准确性。可以理解的是,本实施例的伸缩装置并不局限于上述的结构形式,还可以直接将活动挡板2与推杆电机、活塞缸、液压缸等零部件相连接,同样能够使活动挡板2在底板7上移动并且保持与固定挡板3相对固定的位置。
本实施例固定侧板1上的滑轨12能够保证活动挡板2移动时的平稳性,但固定侧板1设置与否,需要根据实验的实际需求而确定。
实施例4:
本发明还提供一种耐火材料泵注实验方法,如图6所示,使用上述的耐火材料泵注实验模具。进行实验时,首先调整活动挡板2与固定挡板3之间的缝隙宽度,例如使活动挡板2距离固定挡板3的缝隙宽度为60mm。再将耐火材料搅拌混合均匀后放入泵注机8中,启动泵注机8进行耐火材料的泵注实验。在实验过程中可以观察、检测耐火材料的流动性是否达标、是否存在堵塞进料口6、是否填充密实等泵注性能的问题。
待耐火材料泵注完成后,记录耐火材料泵注的起止时间、耐火材料的温度、粘度、粒度级配等信息,完成这种组分、粘度、温度、粒度级配等条件下的耐火材料在60mm缝隙宽度下的实验。然后移动活动挡板2,调整活动挡板2与固定挡板3之间缝隙的宽度为40mm、50mm、70mm、80mm等不同的宽度,继续上述步骤对同样组分、粘度、温度、粒度级配等条件下的耐火材料进行实验,并且观察、检测耐火材料的流动性是否达标、是否存在堵塞进料口6、是否填充密实等泵注性能的问题。
本发明能够对同样组分、粘度、温度、粒度级配等条件下的耐火材料进行实验,从而得出该组分、粘度、温度、粒度级配等条件下的耐火材料适合哪种缝隙宽度条件下泵注的结论,从而对生成起到指导的意义。
本发明还可以对不同组分、粘度、温度、粒度级配等条件下的耐火材料进行实验,从而得出针对炉底耐火材料与炉身耐火材料在固定缝隙宽度条件下,采用哪种组分、粘度、温度、粒度级配等条件的耐火材料泵注性能更好的结论,从而对生成起到指导的意义。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐火材料泵注实验模具,其特征在于,包括活动挡板(2)、固定挡板(3)、底板(7)以及泵注机(8),其中:
所述固定挡板(3)固定于底板(7)上,所述底板(7)上开设有进料口(6);
所述活动挡板(2)在底板(7)上移动后与所述固定挡板(3)保持相对固定的位置,使所述活动挡板(2)与固定挡板(3)之间形成缝隙,所述进料口(6)位于所述活动挡板(2)与固定挡板(3)之间;
所述泵注机(8)将耐火材料从进料口(6)泵注至缝隙内。
2.根据权利要求1所述的耐火材料泵注实验模具,其特征在于,所述活动挡板(2)与固定挡板(3)之间设置有固定侧板(1),所述固定侧板(1)上设置有限位部件,所述活动挡板(2)通过所述限位部件保持与固定挡板(3)相对固定的位置。
3.根据权利要求2所述的耐火材料泵注实验模具,其特征在于,所述限位部件包括设置于固定侧板(1)上沿所述活动挡板(2)移动方向的若干通孔(4)以及设置于活动挡板(2)上与所述通孔(4)相对应的连接孔(5),所述活动挡板(2)通过连接件穿过通孔(4)并且与连接孔(5)连接而固定在固定侧板(1)上。
4.根据权利要求3所述的耐火材料泵注实验模具,其特征在于,所述连接件为螺钉,所述连接孔(5)为螺纹孔;或者,
所述连接件为销钉,所述连接孔(5)为光滑孔。
5.根据权利要求2所述的耐火材料泵注实验模具,其特征在于,所述限位部件包括沿活动挡板(2)移动方向的铅锤方向设置的若干插槽壁(10),两组所述固定侧板(1)对称设置于活动挡板(2)与固定挡板(3)之间,所述活动挡板(2)通过插入相邻插槽壁(10)之间而固定在固定侧板(1)上。
6.根据权利要求1所述的耐火材料泵注实验模具,其特征在于,所述活动挡板(2)上连接有伸缩装置,所述伸缩装置驱动活动挡板(2)在底板(7)上移动并且保持与固定挡板(3)相对固定的位置。
7.根据权利要求6所述的耐火材料泵注实验模具,其特征在于,所述伸缩装置包括连接于活动挡板(2)上的套筒(11),所述套筒(11)设置有内螺纹,所述套筒(11)螺纹连接有螺杆(13),所述活动挡板(2)通过所述套筒(11)与螺杆(13)的螺纹配合在底板(7)上移动。
8.根据权利要求7所述的耐火材料泵注实验模具,其特征在于,所述活动挡板(2)与固定挡板(3)之间设置有固定侧板(1),所述固定侧板(1)上设置有沿活动挡板(2)移动方向的滑轨(12),所述活动挡板(2)上设置有与所述滑轨(12)形状适配的凸块,使所述活动挡板(2)在固定侧板(1)上滑动。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的耐火材料泵注实验模具,其特征在于,还包括工作台,所述工作台设置有与所述进料口(6)相对应的孔洞,所述活动挡板(2)、固定挡板(3)以及底板(7)均设置于工作台上,所述泵注机(8)与进料口(6)之间连接有泵注管(9)。
10.一种耐火材料泵注实验方法,其特征在于,使用权利要求1至9中任一项所述的耐火材料泵注实验模具,包括以下步骤:
S1、调整活动挡板(2)与固定挡板(3)之间的缝隙宽度;
S2、将耐火材料搅拌混合均匀后放入泵注机(8)中;
S3、启动泵注机(8)进行所述缝隙宽度条件下耐火材料的泵注实验;
S4、调整所述缝隙宽度并且重复步骤S3直至实验结束。
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