CN113666720B - 一种连续超高温炉炉盖及其浇注料 - Google Patents
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Abstract
本发明特别涉及一种连续超高温炉炉盖及其浇注料，属于超高温炉技术领域，浇注料包括混合料和溶剂，以质量计，所述混合料的成分包括：骨料85％‑90％、氧化铝结合剂8％‑13％、高效减水剂0.1％‑0.2％和添加剂3％‑8％；所述溶剂占所述混合料的2％‑4％；采用该浇注料能有效减少有害气体对炉盖砖体腐蚀，减少因炉盖损坏导致的停炉，延长炉盖使用寿命5倍以上，提高了超高温炉运行时间。
Description
技术领域
本发明属于超高温炉技术领域，特别涉及一种连续超高温炉炉盖及其浇注料。
背景技术
连续超高温炉是一种炭素生产用冶金炉，为煅后石油焦、残极、废阴极等炭质材料高温热处理的主要设备。炭质材料在炉内经超高温热处理，可得到高值的炭素制品。
连续超高温炉主要由布料设备、炉体、正负极发热装置、烟气集中引流装置、冷却装置、排料装置等结构组成。物料经由布料设备加入炉体内，经正负极发热装置超高温加热，炭质材料中的杂质升华为气态,并与炭质材料有效解离，实现炭质材料的高纯化和石墨化,杂质升华后的烟气与进入炉内的空气进行混合后，经烟气集中引流装置引至烟道排出炉内，超高温物料经冷却装置冷却后经排料装置排出。
因炭质材料中含有腐蚀性成分，且超高温炉炉盖处于高温有氧环境下，导致炉盖氧化(空气)、腐蚀严重的问题，以及氧化腐蚀后更换造成停炉等问题，急需开发严密封、耐腐蚀、抗氧化超高温炉盖，解决超高温炉盖使用寿命短，影响炉子整体运行时间的问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种连续超高温炉炉盖及其浇注料，以解决目前由于腐蚀导致的超高温炉盖使用寿命短，炉子整体运行时间短的问题。
本发明实施例提供了一种连续超高温炉炉盖的浇注料，所述浇注料包括混合料和溶剂，以质量计，所述混合料的成分包括：骨料85％-90％、氧化铝结合剂8％-13％、高效减水剂0.1％-0.2％和添加剂5％-8％；所述溶剂占所述混合料的2％-4％。
可选的，所述骨料包括刚玉和/或刚玉粉等。
可选的，所述氧化铝结合剂包括铝溶胶等。
可选的，所述添加剂包括氧化钛和滑石粉等。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种连续超高温炉炉盖，所述炉盖包括：
金属炉盖壳，所述金属炉盖壳包括炉盖顶板和炉盖侧板，炉盖顶板开设有正极安装孔；
楔形耐火砖，所述楔形耐火砖绕所述正极安装孔安装于所述炉盖顶板，用以形成所述正极安装孔的延伸段，所述楔形耐火砖与所述金属炉盖壳形成一侧开放的浇注空间；
浇注料，所述浇注料填充于所述浇注空间内；所述浇注料所述浇注料包括混合料和溶剂，以质量计，所述混合料的成分包括：骨料85％-90％、氧化铝结合剂8％-13％、高效减水剂0.1％-0.2％和添加剂5％-8％；所述溶剂占所述混合料的2％-4％；
锚固砖，所述锚固砖分布于所述浇注料中。
可选的，所述金属炉盖壳和所述浇注料之间设有隔热缓冲层。
可选的，所述隔热缓冲层为保温棉。
可选的，沿所述正极安装孔的中心轴线方向，所述锚固砖设有至少一个变径段。
可选的，所述正极安装孔边沿设有绝缘层。
可选的，所述骨料包括刚玉和/或刚玉粉等。
可选的，所述氧化铝结合剂包括铝溶胶等。
可选的，所述添加剂包括氧化钛和滑石粉等。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供的连续超高温炉炉盖的浇注料，所述浇注料包括混合料和溶剂，以质量计，所述混合料的成分包括：骨料85％-90％、氧化铝结合剂8％-13％、高效减水剂0.1％-0.2％和添加剂5％-8％；所述溶剂占所述混合料的2％-4％；采用该浇注料能有效减少有害气体对炉盖砖体腐蚀，减少因炉盖损坏导致的停炉，延长炉盖使用寿命5倍以上，提高了超高温炉运行时间。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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它的附图。
图1是本发明实施例提供的炉盖结构示意图；
图2是本发明实施例提供的锚固砖的结构示意图1；
图3是本发明实施例提供的锚固砖的结构示意图2；
附图标记：1-金属炉盖壳，11-炉盖顶板，111-正极安装孔，12-炉盖侧板，2-楔形耐火砖，3-浇注料，4-锚固砖，5-隔热缓冲层，6-阳极。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
根据本发明一种典型的实施方式，提供了一种连续超高温炉炉盖的浇注料，所述浇注料包括混合料和溶剂，具体而言，溶剂可以选自水；以质量计，所述混合料的成分包括：骨料85％-90％，包括但不限于85％、86％、87％、88％、89％、90％、氧化铝结合剂8％-13％，包括但不限于8％、9％、10％、11％、12％、13％、高效减水剂0.1％-0.2％和添加剂3％-8％，包括但不限于3％、4％、5％、6％、7％、8％；所述水占所述混合料的2％-4％，包括但不限于2％、3％、4％。
作为一种可选的实施方式，骨料包括刚玉和/或刚玉粉等。
作为一种可选的实施方式，氧化铝结合剂包括铝溶胶等。
骨料选用刚玉和/或刚玉粉，是一种优质的高温材料，可以抵抗一些酸性和碱性有害气体的侵蚀，控制骨料的质量分数为85％-90％既能保证砌体的抗侵蚀性能，同时又保证其施工性能，该质量分数取值过大会影响材料的施工性能，取值过小会影响产品的高温性能；
氧化铝结合剂的作用是把各种不同粒径的刚玉及其它的一些原料有机的结合起来，保证坯体在各个温度段都有较高的强度，并且不带进杂质，控制氧化铝结合剂的质量分数为8％-13％，在施工性能、坯体质量和烧结质量间取得一个平衡；
高效减水剂的作用是用来分散物料里的超细粉或微粉，用来减少加水量，提高流动性，进而提高坯体强度，控制高效减水剂的质量分数为0.1％-0.2％的原因是可使施工性能优异、毛坯强度可以达到120MPa，该质量分数取值过大或过小将影响毛坯强度和施工性能；具体而言，高效减水剂可以选自三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、萘系、三聚氰胺系和由它们复配而成的减水剂等。
添加剂主要包括氧化钛、滑石粉等，其作用是调整凝固时间，控制重烧线变化以及提高高温抗侵蚀性能。
根据本发明另一种典型的实施方式，提供了一种连续超高温炉炉盖，所述炉盖包括：
金属炉盖壳，所述金属炉盖壳包括炉盖顶板和炉盖侧板，炉盖顶板开设有正极安装孔；
金属炉盖壳采用耐高温耐腐蚀的钢材制作而成，一般而言炉盖顶板和炉盖侧板是一体成型的，且两者的连接角度根据对应的炉体确定，炉盖顶板开设的正极安装孔可以是圆形，也可以是方形。
楔形耐火砖，所述楔形耐火砖绕所述正极安装孔安装于所述炉盖顶板，用以形成所述正极安装孔的延伸段，所述楔形耐火砖与所述金属炉盖壳形成一侧开放的浇注空间；
正极安装孔在整个炉盖上延伸贯穿，该孔洞由锲形耐火砖砌筑而成，锲形耐火砖吊挂在金属炉盖壳的炉盖顶板上，该孔洞上表面边缘为一定厚度的耐火砖，与金属炉盖壳连接，耐火砖与金属炉盖壳和浇注料之间有绝缘套保护，确保炉盖的绝缘效果
浇注料，所述浇注料填充于所述浇注空间内；所述浇注料所述浇注料包括混合料和水，以质量计，所述混合料的成分包括：骨料85％-90％、氧化铝结合剂8％-13％、高效减水剂0.1％-0.2％和添加剂5％-8％；所述水占所述混合料的2％-4％；
浇注料一体浇筑成型，以便于整个炉盖的更换。
锚固砖，所述锚固砖分布于所述浇注料中。
锚固砖均匀分布固定在耐火砖砌体和金属炉盖壳之间的浇注空间内，锚固砖为圆柱体或长方体结构，沿锚固砖的长度方向上，分布有多个变径部分。
作为一种可选的实施方式，金属炉盖壳和所述浇注料之间设有隔热缓冲层，具体而言，隔热缓冲层为保温棉。
下面将结合实施例、对照例及实验数据对本申请的连续超高温炉炉盖及其浇注料进行详细说明。
实施例1
A企业采用连续超高温炉处置废阴极，其炉盖采用整体砌筑，更换时可直接将旧炉盖吊走，进行更换。金属炉盖壳上部为圆柱型结构，直径为3300mm，高度为500mm,采用耐高温耐腐蚀的钢材制作而成，作为炉盖耐火材料依附的主体，炉盖壳内表面铺10mm的保温棉，用来隔热和缓冲；炉盖中心为贯穿孔洞，孔洞直径为1100mm，由锲形耐火砖砌筑而成，锲形耐火砖吊挂在金属炉壳上，炉盖贯穿孔上表面边缘为20mm耐火砖，与金属炉盖壳连接，耐火砖与金属炉盖壳和浇注料之间有绝缘套保护，确保炉盖的绝缘效果。锚固砖均匀固定在耐火砖砌体和金属炉盖壳之间，锚固砖为圆柱体或长方体结构，高度为330mm沿锚固砖的长度方向上，分布有多个变径部分。金属炉盖壳、耐火砖、锚固砖等材料相互之间形成的空隙，采用耐腐蚀浇注料一体浇筑成型，浇注料高度为500-520mm。耐腐蚀浇注料由刚玉及刚玉粉86.4％，氧化铝结合剂10％，添加剂3.5％，外加高效减水剂0.1％，饮用水或自来水占以上混合料的3.5％。
实施例2
B企业采用连续超高温炉处置废阴极，其炉盖采用整体砌筑，更换时可直接将旧炉盖吊走，进行更换。金属炉盖壳上部为圆柱型结构，直径为3500mm，高度为520mm,采用耐高温耐腐蚀的钢材制作而成，作为炉盖耐火材料依附的主体，炉盖壳内表面铺8mm的保温棉，用来隔热和缓冲；炉盖中心为贯穿孔洞，孔洞直径为1000mm，由锲形耐火砖砌筑而成，锲形耐火砖吊挂在金属炉壳上，炉盖贯穿孔上表面边缘为30mm耐火砖，与金属炉盖壳连接，耐火砖与金属炉盖壳和浇注料之间有绝缘套保护，确保炉盖的绝缘效果。锚固砖均匀固定在耐火砖砌体和金属炉盖壳之间，锚固砖为圆柱体或长方体结构，高度为340mm沿锚固砖的长度方向上，分布有多个变径部分。金属炉盖壳、耐火砖、锚固砖等材料相互之间形成的空隙，采用耐腐蚀浇注料一体浇筑成型，浇注料高度为510-530mm。耐腐蚀浇注料由刚玉及刚玉粉88.6％，氧化铝结合剂8％，添加剂3.28％，外加高效减水剂0.12％，饮用水或自来水占以上混合料的3.1％。
对比例1
A企业采用连续超高温炉处置废阴极，其炉盖采用整体砌筑，更换时可直接将旧炉盖吊走，进行更换。金属炉盖壳上部为圆柱型结构，直径为3300mm，高度为500mm,采用耐高温耐腐蚀的钢材制作而成，作为炉盖耐火材料依附的主体，炉盖壳内表面铺10mm的保温棉，用来隔热和缓冲；炉盖中心为贯穿孔洞，孔洞直径为1100mm，由锲形耐火砖砌筑而成，锲形耐火砖吊挂在金属炉壳上，炉盖贯穿孔上表面边缘为20mm耐火砖，与金属炉盖壳连接，耐火砖与金属炉盖壳和浇注料之间有绝缘套保护，确保炉盖的绝缘效果。锚固砖均匀固定在耐火砖砌体和金属炉盖壳之间，锚固砖为圆柱体或长方体结构，高度为330mm沿锚固砖的长度方向上，分布有多个变径部分。金属炉盖壳、耐火砖、锚固砖等材料相互之间形成的空隙，采用耐腐蚀浇注料一体浇筑成型，浇注料高度为500-520mm。耐腐蚀浇注料由刚玉及刚玉粉74.4％，氧化铝结合剂22％，添加剂3.5％，外加高效减水剂0.1％，饮用水或自来水占以上混合料的3.5％。
对比例2
A企业采用连续超高温炉处置废阴极，其炉盖采用整体砌筑，更换时可直接将旧炉盖吊走，进行更换。金属炉盖壳上部为圆柱型结构，直径为3300mm，高度为500mm,采用耐高温耐腐蚀的钢材制作而成，作为炉盖耐火材料依附的主体，炉盖壳内表面铺10mm的保温棉，用来隔热和缓冲；炉盖中心为贯穿孔洞，孔洞直径为1100mm，由锲形耐火砖砌筑而成，锲形耐火砖吊挂在金属炉壳上，炉盖贯穿孔上表面边缘为20mm耐火砖，与金属炉盖壳连接，耐火砖与金属炉盖壳和浇注料之间有绝缘套保护，确保炉盖的绝缘效果。锚固砖均匀固定在耐火砖砌体和金属炉盖壳之间，锚固砖为圆柱体或长方体结构，高度为330mm沿锚固砖的长度方向上，分布有多个变径部分。金属炉盖壳、耐火砖、锚固砖等材料相互之间形成的空隙，采用耐腐蚀浇注料一体浇筑成型，浇注料高度为500-520mm。耐腐蚀浇注料由刚玉及刚玉粉94.2％，氧化铝结合剂4％，添加剂1.7％，外加高效减水剂0.1％，饮用水或自来水占以上混合料的3.5％。
实施例1-2和对比例1-2炉盖的使用寿命结果如下：
| 炉盖寿命(月) | |
| 实施例1 | 14 |
| 实施例2 | 15 |
| 对比例1 | 3 |
| 对比例2 | 2 |
通过上表可得，采用本发明实施例提供的炉盖的腐蚀情况较轻微，大大的延长了炉盖的使用寿命，达到15个月，减少了停炉的发生，提高了超高温炉运行的时间；通过对比例和实施例数据的对比可得，当采用的浇注料的配比不在本申请提供的范围内时，炉盖的的寿命较低。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
(1)本发明实施例提供的炉盖能有效减少有害气体对炉盖砖体腐蚀，减少因炉盖损坏导致的停炉，延长炉盖使用寿命5倍以上，提高了超高温炉运行时间。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (2)
1.一种连续超高温炉炉盖，其特征在于，所述炉盖包括：
金属炉盖壳，所述金属炉盖壳包括炉盖顶板和炉盖侧板，炉盖顶板开设有正极安装孔；楔形耐火砖，所述楔形耐火砖绕所述正极安装孔安装于所述炉盖顶板，用以形成所述正极安装孔的延伸段，所述楔形耐火砖与所述金属炉盖壳形成一侧开放的浇注空间；
浇注料，所述浇注料填充于所述浇注空间内；所述浇注料由混合料和溶剂组成，以质量计，所述混合料的成分为骨料85％-87％、氧化铝结合剂8％-13％、高效减水剂0.1％-0.2％和添加剂3％-8％；所述混合料中各组分含量百分数之和为100％，所述溶剂占所述混合料的2％-4％，所述骨料为刚玉；所述氧化铝结合剂为铝溶胶；所述添加剂为氧化钛和滑石粉；
锚固砖，所述锚固砖分布于所述浇注料中；
沿所述正极安装孔的中心轴线方向，所述锚固砖设有至少一个变径段，所述正极安装孔边沿设有绝缘层，所述金属炉盖壳和所述浇注料之间设有隔热缓冲层。
2.根据权利要求1所述的连续超高温炉炉盖，其特征在于，所述隔热缓冲层为保温棉。
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