CN111879112A - 一种用于竖炉的预制导风墙耐磨砖 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于竖炉的预制导风墙耐磨砖，属于耐火材料技术领域，其技术方案要点包括砖体，所述砖体为矩形结构，所述砖体的边侧设置有防护边框，所述防护边框的两侧为向外凸起的弧形面，所述防护边框的内侧对称设置有至少两个固定耳，所述砖体上开设有与固定耳相嵌合的固定槽，所述固定槽内壁嵌设有与固定耳磁性相吸的磁铁，本发明具有良好的耐磨性能，可适应恶劣的环境。
Description
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，更具体地说它涉及一种用于竖炉的预制导风墙耐磨砖。
背景技术
目前，我国较大型钢铁厂冶炼高炉所用原料球团全部用机械竖炉生产。因其具有产量高、质量好，并能利用高炉自身在冶炼生产中产生的废气做燃料等几大优点，近年来已逐步取代了陈旧式烧结方式。
在现有技术中，竖炉内的导风墙由大水梁和梁上的墙体组成，导风墙长期受高温高速含尘气流冲刷，加上大水梁受热下挠影响，大水梁及墙体均易出现通洞、开裂等问题，影响竖炉生产及炉况稳定，严重时必须停炉处理。其中，大水梁每侧由6根水管上下焊接在一起，由于每两根水管间存在弧形焊接凹面，此处易形成气流涡流，加速了此面的磨损，使水管易通，导致冷却水流出；左右两侧大水梁的间隙内设置有等高度的导风隔板，导风隔板将间隙分隔成互不相通的若干块，加之导风隔板较薄，隔板在高温情况下容易变形，导致大水梁的变形；另外，墙体所用墙砖的材质为刚玉砖，墙体下部与大水梁连接部分的紧密性和耐磨性较差，在大水梁发生下挠时会导致导风墙开裂、通洞。
此外，导风墙是解决冷却风对竖炉生产的干扰、提高竖炉球团产量和质量的有效措施。但是，现有导风墙的工作条件恶劣，内侧承受高温气流的冲刷，外侧受到球团矿巨大的侧压力及磨损，导风墙一旦倒塌，就必须重新砌筑，不仅影响生产，而且检修环境恶劣、检修强度大。
基于上述技术问题，提供一种使用寿命高的预制导风墙耐磨砖，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
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用于竖炉的预制导风墙耐磨砖，其优点在于耐磨性好，可适应恶劣的环境。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种用于竖炉的预制导风墙耐磨砖，包括砖体，所述砖体为矩形结构，所述砖体的边侧设置有防护边框，所述防护边框的两侧为向外凸起的弧形面，所述防护边框的内侧对称设置有至少两个固定耳，所述砖体上开设有与固定耳相嵌合的固定槽，所述固定槽内壁嵌设有与固定耳磁性相吸的磁铁。
通过采用上述技术方案，将防护边框贴合在砖体的外侧，并使固定耳嵌入固定槽内，再利用磁铁与固定耳的磁性相吸作用，即可实现防护边框的安装，而通过防护边框可大大提高砖体的耐磨性能。另外，由于防护边框的两侧为向外凸起的弧形面，因此不仅可减缓竖炉内侧的高温气流对砖体表面的冲刷，且可分散外侧球团矿对砖体产生的侧压力，延长砖体的使用寿命，满足恶劣环境下的使用。
本发明进一步设置为：所述砖体的上下两端设置有相互配合的连接凹槽和连接凸起。
通过采用上述技术方案，连接凸起和连接凹槽的设置，可使上下相邻的两个砖体的连接更为方便、稳定。
本发明进一步设置为：所述砖体上设置有开口槽，所述连接凸起置于所述开口槽内且上端超出所述开口槽的开口所在平面，所述连接凸起与开口槽的内壁之间形成环形空间，所述环形空间内设置有若干连接所述开口槽内壁与连接凸起外壁的钢制骨架。
通过采用上述技术方案，钢制骨架的设置，可使连接凸起在高温下不易产生断裂，有助于提高两个砖体连接时的稳定性。
本发明进一步设置为：所述钢制骨架呈“X”形。
通过采用上述技术方案，钢筋骨架在环形空间内的结构更为稳定，可提高钢筋骨架自身的抗形变能力。
本发明进一步设置为：所述连接凸起上设置有填料槽，所述填料槽内填充有硅质密实剂。
通过采用上述技术方案，硅胶密实剂可与砖体中掺杂的混凝土发生化学反应，生成结晶体和凝胶体，凝胶体在生长过程中，将水泥石中的孔隙填充和堵塞，切断毛细管道的连通，使混凝土内部的孔隙率变小，密实度和抗渗性提高，这样能够有效防止水分子渗透，确保相邻两个砖体连接时的稳定性。
本发明进一步设置为：所述砖体由轻质保温层、重质耐火层和SiC陶瓷耐磨层复合而成。
通过采用上述技术方案，轻质保温材料、重质耐火材料和SiC陶瓷耐磨层结合强度高，抗热震和抗冲击性能好，同时抗磨损，使用寿命增加3倍以上，大大减少了停机维修更换次数，降低了维修成本和生产成本，提高了生产效益。
本发明进一步设置为：所述轻质保温层和重质耐火层以锯齿面相结合，所述SiC陶瓷耐磨层包裹于所述轻质保温层和重质耐火层的外侧。
通过采用上述技术方案，轻质保温层和重质耐火层以锯齿面相结合，有助于增加两者的结合表面积，提高使用寿命，防止断裂；而将SiC陶瓷耐磨层包裹于轻质保温层和重质耐火层的外侧，可使制得的砖体具有良好的耐磨性。
本发明进一步设置为：所述SiC陶瓷耐磨层采用棕刚玉碳化硅耐磨浇注料制备而成。
本发明进一步设置为：所述棕刚玉碳化硅耐磨浇注料包括按重量份计的以下组分：
0.5-1mm的瓷粒 15-25份；
1.5-5mm的瓷粒 10-20份；
1-5mm的棕刚玉 35-52份；
1000目的氧化铝微粉 4-6份；
碳化硅粉料 3-5份；
氧化铁粉料 2-3份；
纯铝酸钙水泥 4-5份；
硅酸盐类减水剂 0.1-0.3份；
水 5-7份。
通过采用上述技术方案，采用废旧陶瓷和棕刚玉作为主料，并使该浇注料的Fe2O3含量降至0.4％以下，耐碱、氯性能大大增强，浇注料受到高温后在表面产生游离碳，并与生料形成隔膜，当生料产生一定自重后自动滑落，表面不产生结皮，耐磨性大大增强，从而延长了浇注料的使用寿命。
碳化硅在高温烧制作用下会在砖体表皮生成致密的SiO2保护层，该保护层有效的对砖体起到保护作用，当表层SiO2被侵蚀后，砖体内部源源不断的会有新的碳化硅分解生成保护层，这样的理化过程极大的增强其耐碱蚀性。另外，碳化硅的硬度9.5，仅次于金刚石，耐磨性能极佳。
本发明进一步设置为：所述棕刚玉碳化硅耐磨浇料的制备方法包括如下步骤：
S1、先将废旧陶瓷破碎至规定颗粒、细粉的瓷粒；
S2、将棕刚玉1400℃高温煅烧，经粗破、细破、细磨后筛分，再经酸洗、烘干，得到棕刚玉颗粒；
S3、按照原料配比比例称取瓷粒、棕刚玉颗粒、碳化硅粉料以及氧化铁粉料，并依次加入球磨机中，混合共磨30～35分钟后，得到共磨混合粉；
S4、将纯铝酸钙水泥、硅酸盐类减水剂以及水加入到共磨混合粉，在混合机中进行混合搅拌，搅拌5～8分钟后，得到棕刚玉碳化硅耐磨浇料。
通过采用上述技术方案，所制备的棕刚玉碳化硅耐磨浇料具有高强度及良好的耐磨性，同时能够更好的适应温度变化，可以在温度变化较大的使用环境使用。
综上所述，本发明具有以下优点：
1、通过安装在砖体外侧的防护边框，可大大提高砖体的耐磨性能；其次，由于防护边框的两侧为向外凸起的弧形面，因此不仅可减缓竖炉内侧的高温气流对砖体表面的冲刷，且可分散外侧球团矿对砖体产生的侧压力，延长砖体的使用寿命，满足恶劣环境下的使用；
2、硅胶密实剂可与砖体中掺杂的混凝土发生化学反应，生成结晶体和凝胶体，凝胶体在生长过程中，将水泥石中的孔隙填充和堵塞，切断毛细管道的连通，使混凝土内部的孔隙率变小，密实度和抗渗性提高，这样能够有效防止水分子渗透，确保相邻两个砖体连接时的稳定性；
3、碳化硅在高温烧制作用下会在砖体表皮生成致密的SiO2保护层，该保护层有效的对砖体起到保护作用，当表层SiO2被侵蚀后，砖体内部源源不断的会有新的碳化硅分解生成保护层，这样的理化过程极大的增强其耐碱蚀性。另外，碳化硅的硬度9.5，仅次于金刚石，耐磨性能极佳。
附图说明
图1是本实施例的剖视结构示意图；
图2是本实施例凸显连接凸起与连接凹槽的剖视示意图；
图3是本实施例砖体的结构示意图。
附图标记说明：1、砖体；2、防护边框；3、固定耳；4、固定槽；5、磁铁；6、连接凹槽；7、连接凸起；8、开口槽；9、环形空间；10、钢制骨架；11、填料槽；12、轻质保温层；13、重质耐火层；14、SiC陶瓷耐磨层。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
一种用于竖炉的预制导风墙耐磨砖，如图1所示，包括砖体1，该砖体1为矩形结构，砖体1的边侧贴合有钢制的防护边框2，防护边框2的两侧为向外凸起的弧形面，防护边框2的内侧对称设置有固定耳3，固定耳3共设置有四个，四个固定耳3分别安装在防护边框2的四个边，且固定耳3防护边框2设置为一体结构，砖体1上开设有与固定耳3相嵌合的固定槽4，固定槽4内壁嵌设有与固定耳3磁性相吸的磁铁5。
如图2所示，砖体1的上下两端设置有相互配合的连接凹槽6和连接凸起7，通过连接凸起7和连接凹槽6的配合，可使上下相邻的两个砖体1的连接更为方便、稳定。
进一步地，结合图1所示，砖体1上设置有开口槽8，连接凸起7置于开口槽8内且上端超出开口槽8的开口所在平面，连接凸起7与开口槽8的内壁之间形成环形空间9，环形空间9内安装有若干连接开口槽8内壁与连接凸起7外壁的钢制骨架10，该钢制骨架10呈“X”形，通过钢制骨架10可使连接凸起7在高温下不易产生断裂，有助于提高两个砖体1连接时的稳定性。
连接凸起7上设置有填料槽11，填料槽11内填充有硅质密实剂，硅胶密实剂可与砖体1中掺杂的混凝土发生化学反应，生成结晶体和凝胶体，凝胶体在生长过程中，将水泥石中的孔隙填充和堵塞，切断毛细管道的连通，使混凝土内部的孔隙率变小，密实度和抗渗性提高，这样能够有效防止水分子渗透，确保相邻两个砖体1连接时的稳定性。
值得一提的是，如图3所示，本实施例中砖体1由轻质保温层12、重质耐火层13和SiC陶瓷耐磨层14复合而成，轻质保温层12和重质耐火层13以锯齿面相结合，SiC陶瓷耐磨层14复合包裹于轻质保温层12和重质耐火层13的外侧。
SiC陶瓷耐磨层14采用棕刚玉碳化硅耐磨浇注料制备而成。
棕刚玉碳化硅耐磨浇注料由以下重量份的原料制成：1mm的瓷粒25份、5mm的瓷粒20份、5mm的棕刚玉52份、1000目的氧化铝微粉6份、碳化硅粉料5份、氧化铁粉料3份、纯铝酸钙水泥5份、硅酸盐类减水剂0.3份、水7份。
棕刚玉碳化硅耐磨浇料的制备方法包括如下步骤：
S1、先将废旧陶瓷破碎至规定颗粒、细粉的瓷粒；
S2、将棕刚玉1400℃高温煅烧，经粗破、细破、细磨后筛分，再经酸洗、烘干，得到棕刚玉颗粒；
S3、按照原料配比比例称取瓷粒、棕刚玉颗粒、碳化硅粉料以及氧化铁粉料，并依次加入球磨机中，混合共磨35分钟后，得到共磨混合粉；
S4、将纯铝酸钙水泥、硅酸盐类减水剂以及水加入到共磨混合粉，在混合机中进行混合搅拌，搅拌8分钟后，得到棕刚玉碳化硅耐磨浇料。
上述采用废旧陶瓷和棕刚玉作为主料，并使该浇注料的Fe2O3含量降至0.4％以下，耐碱、氯性能大大增强，浇注料受到高温后在表面产生游离碳，并与生料形成隔膜，当生料产生一定自重后自动滑落，表面不产生结皮，耐磨性大大增强，从而延长了浇注料的使用寿命。
其次，碳化硅在高温烧制作用下会在砖体1表皮生成致密的SiO2保护层，该保护层有效的对砖体1起到保护作用，当表层SiO2被侵蚀后，砖体1内部源源不断的会有新的碳化硅分解生成保护层，这样的理化过程极大的增强其耐碱蚀性。另外，碳化硅的硬度9.5，仅次于金刚石，耐磨性能极佳。
本发明的工作过程及有益效果如下：通过将防护边框2贴合在砖体1的外侧，并使固定耳3嵌入固定槽4内，再利用磁铁5与固定耳3的磁性相吸作用，可实现防护边框2的安装，而通过防护边框2可大大提高砖体1的耐磨性能。另外，由于防护边框2的两侧为向外凸起的弧形面，因此不仅可减缓竖炉内侧的高温气流对砖体1表面的冲刷，且可分散外侧球团矿对砖体1产生的侧压力，延长砖体1的使用寿命，满足恶劣环境下的使用。
除此之外，本实施例中砖体1由轻质保温层12、重质耐火层13和SiC陶瓷耐磨层14复合而成，结合强度高，抗热震和抗冲击性能好，同时抗磨损，使用寿命增加3倍以上，大大减少了停机维修更换次数，降低了维修成本和生产成本，提高了生产效益。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于竖炉的预制导风墙耐磨砖，包括砖体（1），所述砖体（1）为矩形结构，其特征在于：所述砖体（1）的边侧设置有防护边框（2），所述防护边框（2）的两侧为向外凸起的弧形面，所述防护边框（2）的内侧对称设置有至少两个固定耳（3），所述砖体（1）上开设有与固定耳（3）相嵌合的固定槽（4），所述固定槽（4）内壁嵌设有与固定耳（3）磁性相吸的磁铁（5）。
2.根据权利要求1所述的一种用于竖炉的预制导风墙耐磨砖，其特征在于：所述砖体（1）的上下两端设置有相互配合的连接凹槽（6）和连接凸起（7）。
3.根据权利要求2所述的一种用于竖炉的预制导风墙耐磨砖，其特征在于：所述砖体（1）上设置有开口槽（8），所述连接凸起（7）置于所述开口槽（8）内且上端超出所述开口槽（8）的开口所在平面，所述连接凸起（7）与开口槽（8）的内壁之间形成环形空间（9），所述环形空间（9）内设置有若干连接所述开口槽（8）内壁与连接凸起（7）外壁的钢制骨架（10）。
4.根据权利要求3所述的一种用于竖炉的预制导风墙耐磨砖，其特征在于：所述钢制骨架（10）呈“X”形。
5.根据权利要求1所述的一种用于竖炉的预制导风墙耐磨砖，其特征在于：所述连接凸起（7）上设置有填料槽（11），所述填料槽（11）内填充有硅质密实剂。
6.根据权利要求1所述的一种用于竖炉的预制导风墙耐磨砖，其特征在于：所述砖体（1）由轻质保温层（12）、重质耐火层（13）和SiC陶瓷耐磨层（14）复合而成。
7.根据权利要求6所述的一种用于竖炉的预制导风墙耐磨砖，其特征在于：所述轻质保温层（12）和重质耐火层（13）以锯齿面相结合，所述SiC陶瓷耐磨层（14）包裹于所述轻质保温层（12）和重质耐火层（13）的外侧。
8.根据权利要求6或7所述的一种用于竖炉的预制导风墙耐磨砖，其特征在于：所述SiC陶瓷耐磨层（14）采用棕刚玉碳化硅耐磨浇注料制备而成。
9.根据权利要求8所述的一种用于竖炉的预制导风墙耐磨砖，其特征在于：所述棕刚玉碳化硅耐磨浇注料包括按重量份计的以下组分：
5-1mm的瓷粒 15-25份；
5-5mm的瓷粒 10-20份；
1-5mm的棕刚玉 35-52份；
1000目的氧化铝微粉 4-6份；
碳化硅粉料 3-5份；
氧化铁粉料 2-3份；
纯铝酸钙水泥 4-5份；
硅酸盐类减水剂 0.1-0.3份；
水 5-7份。
10.根据权利要求9所述的一种用于竖炉的预制导风墙耐磨砖，其特征在于：所述棕刚玉碳化硅耐磨浇料的制备方法包括如下步骤：
S1、先将废旧陶瓷破碎至规定颗粒、细粉的瓷粒；
S2、将棕刚玉1400℃高温煅烧，经粗破、细破、细磨后筛分，再经酸洗、烘干，得到棕刚玉颗粒；
S3、按照原料配比比例称取瓷粒、棕刚玉颗粒、碳化硅粉料以及氧化铁粉料，并依次加入球磨机中，混合共磨30～35分钟后，得到共磨混合粉；
S4、将纯铝酸钙水泥、硅酸盐类减水剂以及水加入到共磨混合粉，在混合机中进行混合搅拌，搅拌5～8分钟后，得到棕刚玉碳化硅耐磨浇料。
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