CN112646278A - 炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法，通过添加改性材料吸收渗透入橡胶中的水分，避免主体材料因为吸水导致的水解变色而造成的老化，从而提高输水橡胶管耐水性能，延长冷却机组橡胶管寿命，通过纤维层包覆来增强橡胶管，减少外胶管层弯折时的损伤。由于胶管经挤出机挤出内胶层后，直接进行纤维线缠绕，无需挂浆和干燥工序，缠绕线直接与内胶层粘合，再经过挤出机直接在纤维增强层上挤出外胶层，直接达到粘合的效果，因此简化了生产工艺，节约了成本，同时粘合牢固，产品质量好；胶料采用逆向混合的方法混合，是防止胶料过热焦烧。
Description
技术领域
本发明属于橡胶的技术领域，具体涉及炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法。
背景技术
在现代钢铁生产中，为强化冶炼提高生产率，普遍采用向炉内吹氧的技术，气输送氧气的碳素钢管为吹氧管。所述吹氧管为一空心薄壁钢管，是冶金行业中一种常用 的器具，其内部介质一般为氧气，故称之为“吹氧管”。利用吹氧管可向炉内钢水吹入氧气进行富氧作业，或者利用钢水或刚结晶的钢壳作为引燃物，以其钢管自身作为燃烧体进行自燃对钢壳进行吹烧作业，以达到特定的冶炼工艺要求。
现有的吹氧胶管，主要以市场上出售的普通输、吸水胶管来代替。它由内胶层、增强层、骨架层、中胶层、外胶层所组成。连接在转炉氧枪与氧源之间，悬吊于转炉的上方，当转炉工作时，胶管随氧枪下降，其氧枪的端部从转炉的上口处通入炉内，高压吹送氧气。当转炉停止工作时，胶管随氧枪升起，悬吊于转炉的上方。但是，这种胶管在使用过程中有这样的问题：它的增强层均采用以棉织物擦胶为主要材料，分别粘结在内胶层与骨架层之间和中胶层与外胶层之间，因此，耐压强度较低，工作压力超过10kg／cm2就易爆破或损坏，管体需经常作机械运动，弯曲疲劳性能也很差。该胶管还因两端没有法兰接头，因而固定困难。再说转炉炼钢与出钢时其辐射温度经常高达250℃以上，现有的胶管既不抗氧、不耐热、不耐燃，工作中又不安全，需经常更换，很不方便，寿命短，影响工作效率或炼钢质量。因此，该胶管代替吹氧胶管使用缺点很多。
传统的冷却水管通常是由胶管制成，其胶层所使用的材料一般为三元乙丙橡胶，硫化物为硫磺。但是这种胶料如果用于钢铁生产的冷却系统中，就存在缺乏耐冷却液。因此，胶料内壁容易开裂或胶料容易分离后变成小颗粒，从而造成冷却系统的堵塞。
另外，现有的冷却水管的生产工艺流程是：交配合好的胶料热炼→经挤出机挤出内胶层 →送入硫化罐内进行半硫化→在进行纤维缠绕的同时挂胶浆→送干燥室干燥→经T型挤出机 套上外胶层→再次送入硫化罐内进行硫化→清洗→切割→检验包装入库。但是这种生产工艺流程复杂，工序较多，相应地增加生产成本；同时，在进行纤维缠绕的同时挂胶浆这种工艺得到的产品，其外胶与纤维层的粘合不牢固，从而导致产品质量差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种避免出现胶层开裂或分离产生微波颗粒赞成系统的堵塞现象，并且橡胶管内层输送流体时橡胶管容易发生不可逆变形的炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
本发明提供炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法，包括橡胶制成的冷却水管，所述纤维线增强层是芳纶线层，所述冷却水管的一端具有塑料制成的快速接头，所述快速接头。所述冷却水管由内向外依次为内管橡胶层、纤维线增强层和外管橡胶层，所述外管橡胶层的两侧边设有纵向的波纹状褶皱，所述外管橡胶层的横截面呈两侧有褶皱的椭圆形，所述内管橡胶层为套设在外管橡胶层内部的圆管，所述纤维线增强层填充满外层管和内层管之间的缝隙，所述冷却水管的端部还设有快速接头且与所述冷却水管为一体，所述快速接头为波纹管扩口部，所述快速接头是二通接头或三通接头。
上述的炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法，所述快速接头用厚金属板和厚壁金属管加工制成，组装嵌固，喷砂除垢，与内管橡胶层的端部内表面相粘接，所述外管橡胶层用纤维线密缠而成，所述增强层采用帘布贴胶。
上述的炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法，所述内外管橡胶层包括下列组分：三元乙丙橡胶80—120份、炭黑50—60份、石蜡油3—8份、分散剂2—7份、氧化锌2—6份、凡士林3—7份、促进剂CZ1—2份、过氧化物硫化剂3—6份、交联剂TAIC1—3份、防老剂RD1—3份、补强剂76—84份、增塑剂9—13份、硬脂酸1—3份。
上述的炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法，所述内外管橡胶层包括：三元乙丙橡胶100份、炭黑60份、石蜡油6份、分散剂5份、氧化锌3份、凡士林5份、促进剂CZ1份、过氧化物硫化剂5份、交联剂TAIC2.5份、防老剂RD2份、补强剂80份、增塑剂12份、硬脂酸1.5份。
上述的炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法，所述制作方法包括以下步骤：
步骤A，采用二段混炼，按下列组分将胶料送入密炼机混炼，所述胶料的组分为：三元乙丙橡胶100份、炭黑60份、石蜡油6份、分散剂5份、氧化锌3份、凡士林5份、促进剂CZ1份、过氧化物硫化剂5份、交联剂TAIC2.5份、防老剂RD2份、补强剂80份、增塑剂12份、硬脂酸1.5份；
步骤B，将胶料放入压延机的压延机包覆内胶层；
步骤C，根据管子的内径和外径选择相应的针数的针织机在挤出的内管橡胶层上针织纤维线增强层，得到半成品；
步骤D，在挤出机上用T型机头在所述半成品外挤出外胶层；
步骤E，采用硫化罐直接蒸汽加热连续硫化，硫化温度设置150～160℃，压力为0.45～0.55Mpa；
步骤F，胶管洗涤、割头，得到胶管；
步骤G，在塑料注射机上将胶管端部内注塑上快速接头，得到成品。
如权利要求4所述的炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法，其特征在于，所述步骤A包括：
步骤A1，投料温度控制在80±5℃，先加入三元乙丙橡胶、炭黑、石蜡油氧化锌后混炼300～500秒，排料温度控制在170±5℃；
步骤A2，投料温度控制在60±5摄氏度，加入硬脂酸、凡士林、炭黑、、补强剂、增塑剂、促进剂CZ和防老剂RD，当温度上升至80℃时，加入过过氧化物硫化剂，混炼时间为150～200秒。
上述的炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法，所述步骤B中压延机的辊筒温度为50℃～60℃，所出的内管经冷却辊在15～20分钟内将温度快速降至30℃～40℃，然后在干燥洁净的空间内继续晾放2小时以上备用。
上述的炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法，所述步骤D中压延机的辊筒温度为60℃～70℃，所出的外管经冷却辊在15～20分钟内将温度快速降至30℃～40℃，然后在干燥洁净的空间内继续晾放2小时。
本发明这种炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法通过添加改性材料吸收渗透入橡胶中的水分，避免主体材料因为吸水导致的水解变色而造成的老化，从而提高输水橡胶管耐水性能，延长冷却机组橡胶管寿命，通过纤维层包覆来增强橡胶管，减少外胶管层弯折时的损伤。由于胶管经挤出机挤出内胶层后，直接进行纤维线缠绕，无需挂浆和干燥工序，缠绕 线直接与内胶层粘合，再经过挤出机直接在纤维增强层上挤出外胶层，直接达到粘合的效果， 因此简化了生产工艺，节约了成本，同时粘合牢固，产品质量好；胶料采用逆向混合的方法混合，是防止胶料过热焦烧，可以允许填料和助剂在转子的机械作用下先行混合，这样不会造成温度的上升；过氧化物硫化剂最后加入，是延长混炼时间来获得最佳的混炼效果，这样，密炼后的胶料具有良好的压缩应力释放性能，在多种油液中经过较长时间使用后保持良好的渗透性。
具体实施方式
以下将对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中所述的实施例，本领域普通技术人员在不需要创造性劳动的 前提下所得到的所有其它实施例，都在本发明所保护的范围内。
本发明提供炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法，包括橡胶制成的冷却水管，所述纤维线增强层是芳纶线层，所述冷却水管的一端具有塑料制成的快速接头，所述快速接头。所述冷却水管由内向外依次为内管橡胶层、纤维线增强层和外管橡胶层，所述外管橡胶层的两侧边设有纵向的波纹状褶皱，所述外管橡胶层的横截面呈两侧有褶皱的椭圆形，所述内管橡胶层为套设在外管橡胶层内部的圆管，所述纤维线增强层填充满外层管和内层管之间的缝隙，所述冷却水管的端部还设有快速接头且与所述冷却水管为一体，所述快速接头为波纹管扩口部，所述快速接头是二通接头或三通接头。
进一步地，本发明炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法的较佳实施例中，所述快速接头用厚金属板和厚壁金属管加工制成，组装嵌固，喷砂除垢，与内管橡胶层的端部内表面相粘接，所述外管橡胶层用纤维线密缠而成，所述增强层采用帘布贴胶。
优选的，所述快速接头为圆筒状并设置在冷却水管的首端，冷却水管的尾端由所述内管橡胶层向外延伸形成一段和所述快速接头适配的内接头，所述快速接头内壁上设有内螺纹，所述内接头的外壁上设有与内螺纹适配的外螺纹。
优选的，所述褶皱是通过在模具上设置对应的褶皱纹理，在缓冲层成型时通过模具合起使纤维线增强层包覆在内管橡胶层的同时一起形成。
优选的，波纹状的褶皱和外管橡胶层的管体一体成型，该褶皱轴向贯穿整个外管橡胶层侧壁，在外管橡胶层上设置褶皱可以在外管橡胶层受到挤压的时候通过褶皱部位通过应力的缓解提供了缓冲作用，使这个外管橡胶层能在一定的压力下实现弹性下压和弹起，具有一定的弹性。
进一步地，本发明炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法的较佳实施例中，所述内外管橡胶层包括下列组分：三元乙丙橡胶80—120份、炭黑50—60份、石蜡油3—8份、分散剂2—7份、氧化锌2—6份、凡士林3—7份、促进剂CZ1—2份、过氧化物硫化剂3—6份、交联剂TAIC1—3份、防老剂RD1—3份、补强剂76—84份、增塑剂9—13份、硬脂酸1—3份。
进一步地，本发明炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法的较佳实施例中，所述内外管橡胶层包括：三元乙丙橡胶100份、炭黑60份、石蜡油6份、分散剂5份、氧化锌3份、凡士林5份、促进剂CZ1份、过氧化物硫化剂5份、交联剂TAIC2.5份、防老剂RD2份、补强剂80份、增塑剂12份、硬脂酸1.5份。
进一步地，本发明炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法的较佳实施例中，所述制作方法包括以下步骤：
步骤A，采用二段混炼，按下列组分将胶料送入密炼机混炼，所述胶料的组分为：三元乙丙橡胶100份、炭黑60份、石蜡油6份、分散剂5份、氧化锌3份、凡士林5份、促进剂CZ1份、过氧化物硫化剂5份、交联剂TAIC2.5份、防老剂RD2份、补强剂80份、增塑剂12份、硬脂酸1.5份；
步骤B，将胶料放入压延机的压延机包覆内胶层；
步骤C，根据管子的内径和外径选择相应的针数的针织机在挤出的内管橡胶层上针织纤维线增强层，得到半成品；
步骤D，在挤出机上用T型机头在所述半成品外挤出外胶层；
步骤E，采用硫化罐直接蒸汽加热连续硫化，硫化温度设置150～160℃，压力为0.45～0.55Mpa；
步骤F，胶管洗涤、割头，得到胶管；
步骤G，在塑料注射机上将胶管端部内注塑上快速接头，得到成品。
进一步地，本发明炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法的较佳实施例中，所述步骤A包括：
步骤A1，投料温度控制在80±5℃，先加入三元乙丙橡胶、炭黑、石蜡油氧化锌后混炼300～500秒，排料温度控制在170±5℃；
步骤A2，投料温度控制在60±5摄氏度，加入硬脂酸、凡士林、炭黑、、补强剂、增塑剂、促进剂CZ和防老剂RD，当温度上升至80℃时，加入过过氧化物硫化剂，混炼时间为150～200秒。
进一步地，本发明炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法的较佳实施例中，所述步骤B中压延机的辊筒温度为50℃～60℃，所出的内管经冷却辊在15～20分钟内将温度快速降至30℃～40℃，然后在干燥洁净的空间内继续晾放2小时以上备用。
进一步地，本发明炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法的较佳实施例中，所述步骤D中压延机的辊筒温度为60℃～70℃，所出的外管经冷却辊在15～20分钟内将温度快速降至30℃～40℃，然后在干燥洁净的空间内继续晾放2小时。
进一步地，本发明炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法的较佳实施例中，所述步骤G包括法兰接头表面处理：
步骤G1，喷砂后用丙酮等净化处理，涂刷胶黏剂；先涂CH205后涂CH220，每遍常温干燥30~40分钟，
步骤G2，埋置静电导线，导线端头链接在管接头支钉螺丝上，与螺旋钢丝链接。
所述步骤G还包括管端到管体1.4-1.6米为光平面，增加2-3道水布。
进一步地，本发明炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法的较佳实施例中，所述步骤F包括步骤F1，胶管内壁用洗涤剂清水清洗，清洗后用风吹干，两端法兰加盖堵头，胶管外采用聚丙烯编织带或布缠包。
本发明这种炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法通过添加改性材料吸收渗透入橡胶中的水分，避免主体材料因为吸水导致的水解变色而造成的老化，从而提高输水橡胶管耐水性能，延长冷却机组橡胶管寿命，通过纤维层包覆来增强橡胶管，减少外胶管层弯折时的损伤。由于胶管经挤出机挤出内胶层后，直接进行纤维线缠绕，无需挂浆和干燥工序，缠绕 线直接与内胶层粘合，再经过挤出机直接在纤维增强层上挤出外胶层，直接达到粘合的效果， 因此简化了生产工艺，节约了成本，同时粘合牢固，产品质量好；胶料采用逆向混合的方法混合，是防止胶料过热焦烧，可以允许填料和助剂在转子的机械作用下先行混合，这样不会造成温度的上升；过氧化物硫化剂最后加入，是延长混炼时间来获得最佳的混炼效果，这样，密炼后的胶料具有良好的压缩应力释放性能，在多种油液中经过较长时间使用后保持良好的渗透性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法，包括橡胶制成的冷却水管，其特征在于，所述纤维线增强层是芳纶线层，所述冷却水管的一端具有金属制成的快速接头，所述冷却水管由内向外依次为内管橡胶层、纤维线增强层和外管橡胶层，所述外管橡胶层的两侧边设有纵向的波纹状褶皱，所述外管橡胶层的横截面呈两侧有褶皱的椭圆形，所述内管橡胶层为套设在外管橡胶层内部的圆管，所述纤维线增强层填充满外层管和内层管之间的缝隙，所述冷却水管的端部还设有快速接头且与所述冷却水管为一体，所述快速接头为波纹管扩口部，所述快速接头是二通接头或三通接头。
2.如权利要求1所述的炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法，其特征在于，所述快速接头用厚金属板和厚壁金属管加工制成，组装嵌固，喷砂除垢，与内管橡胶层的端部内表面相粘接，所述外管橡胶层用纤维线密缠而成，所述增强层采用帘布贴胶。
3.如权利要求2所述的炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法，其特征在于，所述内外管橡胶层包括下列组分：三元乙丙橡胶80—120份、炭黑50—60份、石蜡油3—8份、分散剂2—7份、氧化锌2—6份、凡士林3—7份、促进剂CZ1—2份、过氧化物硫化剂3—6份、交联剂TAIC1—3份、防老剂RD1—3份、补强剂76—84份、增塑剂9—13份、硬脂酸1—3份。
4.如权利要求3所述的炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法，其特征在于，所述内外管橡胶层包括：三元乙丙橡胶100份、炭黑60份、石蜡油6份、分散剂5份、氧化锌3份、凡士林5份、促进剂CZ1份、过氧化物硫化剂5份、交联剂TAIC2.5份、防老剂RD2份、补强剂80份、增塑剂12份、硬脂酸1.5份。
5.如权利要求4所述的炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法，其特征在于，所述制作方法包括以下步骤：
步骤A，采用二段混炼，按下列组分将胶料送入密炼机混炼，所述胶料的组分为：三元乙丙橡胶100份、炭黑60份、石蜡油6份、分散剂5份、氧化锌3份、凡士林5份、促进剂CZ1份、过氧化物硫化剂5份、交联剂TAIC2.5份、防老剂RD2份、补强剂80份、增塑剂12份、硬脂酸1.5份；
步骤B，将胶料放入压延机的压延机包覆内胶层；
步骤C，根据管子的内径和外径选择相应的针数的针织机在挤出的内管橡胶层上针织纤维线增强层，得到半成品；
步骤D，在挤出机上用T型机头在所述半成品外挤出外胶层；
步骤E，采用硫化罐直接蒸汽加热连续硫化，硫化温度设置150～160℃，压力为0.45～0.55Mpa；
步骤F，胶管洗涤、割头，得到胶管；
步骤G，在塑料注射机上将胶管端部内注塑上快速接头，得到成品。
6.如权利要求5所述的炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法，其特征在于，所述步骤A包括：
步骤A1，投料温度控制在80±5℃，先加入三元乙丙橡胶、炭黑、石蜡油氧化锌后混炼300～500秒，排料温度控制在170±5℃；
步骤A2，投料温度控制在60±5摄氏度，加入硬脂酸、凡士林、炭黑、、补强剂、增塑剂、促进剂CZ和防老剂RD，当温度上升至80℃时，加入过过氧化物硫化剂，混炼时间为150～200秒。
7.如权利要求5所述的炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法，其特征在于，所述步骤B中压延机的辊筒温度为50℃～60℃，所出的内管经冷却辊在15～20分钟内将温度快速降至30℃～40℃，然后在干燥洁净的空间内继续晾放2小时以上备用。
8.如权利要求5所述的炼钢转炉氧枪冷却水胶管硫化方法，其特征在于，所述步骤D中压延机的辊筒温度为60℃～70℃，所出的外管经冷却辊在15～20分钟内将温度快速降至30℃～40℃，然后在干燥洁净的空间内继续晾放2小时。
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