CN115353398B - 一种焦炉炉门再生密封泥料配方的确定方法及密封泥料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种焦炉炉门再生密封泥料配方的确定方法及密封泥料，涉及焦炉炼焦技术领域，包括：选择骨架泥料并对所述骨架泥料进行预处理；根据预处理后的骨架泥料中不同等级粒度的泥料占比，初步制定密封泥料产品的工艺配方；对初步制定密封泥料产品的工艺配方进行泥料核心指标符合性审核；若符合所述泥料核心指标，则将所述初步制定密封泥料产品的工艺配方确定为最终的泥料配方。所述密封泥料包括黄泥、黏土火泥和细煤灰；其中，94%≤黄泥≤100%，2%≤黏土火泥≤6%，1%≤细煤灰≤3%。本发明可实现一次密封达到防止炉门泄漏的密封效果，其密封用耐火泥料可循环利用，阶段性补充部分损失料即可，具有密封效果好、成本低及劳动强度低等优势。
Description
技术领域
本发明涉及焦炉炼焦技术领域，尤其涉及到一种焦炉炉门再生密封泥料配方的确定方法及密封泥料。
背景技术
为满足工业焦炉生产的焦炭质量稳定，在配煤之前，需对相关煤种开展CSR、M40等指标的结焦性试验。为此，国内各焦化企业常配置200kg、300kg及以上不同型号的试验焦炉，这类试验焦炉的炉门包括炉门底座、炉门框、炉门砖槽、炉门砖槽内衬砖、炉门托架及平移机构等设备，炉门上设置手动压紧装置，焦炉本体包括护炉保护板等铁件。为延长炉体使用寿命，需保证无空气进入炭化室内，要求每次试验期间或空炉闷炉时，均需对炉门进行密封处置。传统工艺是通过炉门上的手动压紧装置，实现炉门框与炉体保护板的机械密封，受炉门框及炉体保护板变形、粘结石墨等影响，炉门密封性能较差，试验过程中常出现炉门冒烟、冒火或空气进入炭化室等现象发生，为此还需用石墨绳再次进行二次密封，且在试验过程中还需对泄漏冒烟、冒火处再次用石墨绳密封，传统密封工艺存在密封工艺差、密封次数多、耐材耗量大及人工劳动强度高等问题。
CN101134676A，公开了一种焦炉炉门用耐火材料，其组分重量百分比为(Wt％)：莫来石42～63；堇青石20～30；硅微粉5～10；活性氧化铝微粉4～8；兰晶石3～7；高铝水泥3～5；复合聚磷酸盐+0.2～0.5。其中，莫来石为M60莫来石，其化学成分为：Al2O3≥60％；堇青石，其化学成分为：Al2O333～35％，MgO 13～15％；硅微粉，其化学成分为：SiO2≥92％；活性氧化铝微粉，其化学成分为：Al2O3＞98％；高铝水泥，其化学成分为：Al2O3≥46％，CaO≤40％，SiO2≤10％。
CN107674689A，公开了一种焦炉炉门烟密封料，包括主料和添加料；主料的组分按重量百分数计算包括：粘土火泥88～92％；微硅粉8～12％；添加料以上述主料的总重量为基准计算包括：水玻璃7～12％；石棉绒15～25％；促凝剂0.1～0.2％。其中，粘土火泥的化学组成为Al2O3≥45％，Fe2O3≤2.00％，密封料的粒度＜0.077mm为68～70％，粒度＜0.1mm为84～88％。粒度＜0.5mm为≤98％。
CN 111434752A，公开了一种焦炉炉门框冒烟封堵密封料，包括树脂A组分和固化剂B组分，其中，树脂A组分包括如下质量百分比的组分：液态环氧树脂或有机硅改性液体环氧树脂20～50％，填料50～80％；固化剂B组分包括如下质量百分比的组分：固化剂15～40％，填料60～85％。
CN114516760A，公开了一种焦炉炉墙热态抹补耐火泥料及其制备方法和用途，按质量百分比计，该焦炉炉墙热态抹补耐火泥料的原料包括：焦炉耐火抹补粘结剂45～55％，高铝质火泥15～20％和粘土砖渣骨料30～35％。其中，焦炉耐火抹补粘结剂中Al2O3的质量含量≥48％；其荷重软化温度≥1650℃；其粘结时间≤35s；其体积密度为300～2600kg/m3。高铝质火泥中Al2O3的质量含量≥75％；其耐火度≥1790℃；其粘结时间为1～3min。粘土砖渣骨料中Al2O3的质量含量≥38％；其耐火度≥1690℃；其粒径≥2mm。
本发明针对200kg、300kg及以上不同型号试验焦炉炉门密封效果差、试验期间多次密封等问题，通过一种特殊耐火泥料的制作，可实现一次密封达到防止炉门泄漏的密封效果，其密封用耐火泥料可循环利用(阶段性补充部分损失料即可)，具有密封效果好、成本低及劳动强度低等优势，可以在国内试验焦炉中推广应用，具有广阔的推广前景。
发明内容
本发明目的在于提供一种焦炉炉门再生密封泥料配方的确定方法及密封泥料，可实现一次密封达到防止炉门泄漏的密封效果，其密封用耐火泥料可循环利用，阶段性补充部分损失料即可，具有密封效果好、成本低及劳动强度低等优势。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一方面，本发明公开了一种焦炉炉门再生密封泥料配方的确定方法，所述密封泥料配方的确定方法包括以下步骤：
选择骨架泥料并对所述骨架泥料进行预处理；
根据预处理后的骨架泥料中不同等级粒度的泥料占比，初步制定密封泥料产品的工艺配方；
对初步制定密封泥料产品的工艺配方进行泥料核心指标符合性审核；若符合所述泥料核心指标，则将所述初步制定密封泥料产品的工艺配方确定为最终的泥料配方。
进一步地，若所述初步制定密封泥料产品的工艺配方不符合所述泥料核心指标，则重新选择骨架泥料。
进一步地，所述选择骨架泥料包括：
根据骨架泥料的性能测试、骨架泥料的循环利用可行性和骨架泥料的密封效果选择骨架泥料。
进一步地，所述骨架泥料的性能测试包括：
骨架泥料的耐火度、冷态抗折粘结强度和粘结固化时间；
其中，要求耐火度≥600℃，冷态抗折粘结强度≥500Pa，粘结固化时间≥60s。
进一步地，所述骨架泥料的循环利用可行性包括：
骨架泥料循环使用后各组分质量百分比变化、冷态抗折粘结强度变化和粘结固化时间变化；
其中，需检测的各组分质量百分比包括：二氧化硅≥60％，三氧化二铝≥10％，三氧化二铁≤10％，氧化钙≤3％和氧化镁≤4％；
冷态抗折粘结强度≥500Pa，粘结时间≥60s。
进一步地，所述骨架泥料的密封效果包括：
焦炉炉门不冒烟、不冒火及不漏气。
进一步地，将所述骨架泥料进行预处理包括：
将骨架泥料通风晾干、除杂物、粉碎后筛分除杂物、筛上料用木棒研磨和再次筛分。
进一步地，所述骨架泥料通风晾干后要求水分≤10％。
进一步地，所述骨架泥料经过再次筛分后，要求骨架泥料中不同粒度分布及该粒度在骨架泥料中的占比分别为：
0mm＜粒度＜0.5mm，占比≥65％；
0.5mm≤粒度≤1.0mm，10％≤占比≤30％；
1.0mm＜粒度≤3.0mm，占比≤5％；
粒度＞3.00mm，占比≤5％。
另一方面，基于上述确定方法确定的密封泥料配方，本发明还公开了一种焦炉炉门再生密封泥料，其中，所述密封泥料配方包括黄泥、黏土火泥和细煤灰；
其中，94％≤黄泥≤100％，2％≤黏土火泥≤6％，1％≤细煤灰≤3％。
进一步地，所述黄泥、黏土火泥和细煤灰中：
二氧化硅含量为：70-75％，三氧化二铝含量为：13-18％，三氧化二铁含量为：6-8％，氧化钙含量为：1-2％，氧化镁含量为：2-3％，细煤灰含量为：1-2％。
本发明的技术效果和优点：
第一，解决了200kg、300kg及以上不同型号试验焦炉炉门密封效果差的问题；
第二，解决了200kg、300kg及以上不同型号试验焦炉炉门试验期间多次密封的技术问题；
第三，解决了200kg、300kg及以上不同型号试验焦炉炉门密封用特制耐火材料循环再利用的技术难题；
第四，解决了200kg、300kg及以上不同型号试验焦炉炉门密封用特制耐火材料的制备问题。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为本发明的一种焦炉炉门再生密封泥料配方的确定方法流程图；
图2为本发明的骨架泥料的选择方法示意图；
图3为本发明的骨架泥预处理工艺示意图；
图4为本发明的密封泥料产品的工艺配方进行泥料核心指标符合性审核示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为解决现有技术的不足，本发明公开了一种焦炉炉门再生密封泥料配方的确定方法，包括以下步骤：
选择骨架泥料并对所述骨架泥料进行预处理；
根据预处理后的骨架泥料中不同等级粒度的泥料占比，初步制定密封泥料产品的工艺配方；
对所述初步制定密封泥料产品的工艺配方进行泥料核心指标符合性审核；若符合所述泥料核心指标，则将所述初步制定密封泥料产品的工艺配方确定为最终的泥料配方。
若所述初步制定密封泥料产品的工艺配方不符合所述泥料核心指标，则重新选择骨架泥料。
具体地，一种焦炉炉门再生密封泥料配方的确定方法，其具体控制技术包括“密封用骨架泥料的选择、骨架泥料的预处理、初步制定密封泥料产品的工艺配方和密封泥料产品性能测试”四个部分，该特殊泥料的制作方法，详见附图1。
步骤1：密封用骨架泥料的选择；
本发明专利中，所述的骨架泥料的选择，包括：骨架泥料的性能测试、骨架泥料的循环利用可行性及骨架泥料的密封效果三方面，详见附图2。
骨架泥料的性能测试，包括：耐火度、冷态抗折粘结强度及粘结固化时间。其中，冷态抗折粘结强度是指骨架泥料在经过110℃温度干燥后的抗折指标；骨架泥料的粘结固化时间指密封炉门时的固化时间。
不同炉型试验焦炉的炉门框密封处温度为350-500℃，为此选择骨架泥料的耐火度≥600℃即可满足基本要求。在较低的耐火度下，优先选择常见且价格低廉的黄泥(黄土)即可，黄泥的耐火度按YB/T5162耐火泥浆耐火度试验方法进行。
进一步的，选择深层新鲜的黄泥，其主要成分由二氧化硅，三氧化二铝，三氧化二铁，氧化钙和氧化镁构成。黄泥的主要成分及质量百分比需满足：二氧化硅≥60％，三氧化二铝≥10％，三氧化二铁≤10％，氧化钙≤3％，氧化镁≤4％，烧失量≤10％。
进一步的，黄泥的冷态抗折粘结强度，是指在经过110℃温度干燥后的抗压指标≥500Pa，远远超过试验焦炉炉门框密封处最大100Pa压力，可很好密封炉门，防止炉门冒烟、冒火及空气漏入等现象发生。
进一步的，黄泥粘结固化时间，指密封炉门时的固化时间≥60s即可。
进一步的，骨架泥料循环利用可行性测试，包括骨架泥料多次循环使用后各组分质量百分比变化、冷态抗折粘结强度变化及粘结固化时间变化。
骨架泥料的组分包括再次检测二氧化硅，三氧化二铝，三氧化二铁，氧化钙，氧化镁等物质的变化，要求其质量百分比的测定值在规定控制值范围内。因为在350-500℃的较低温度下使用，黄泥不会发生晶体等转化，黄泥成分及性能均不会发生变化，具备循环再次利用的基础。
进一步的，骨架泥料的密封效果，指骨架泥料在经过多次循环利用后，是否满足炉门不冒烟、不冒火及炉门不漏空气等功能。
步骤2：骨架泥料的预处理；
本发明专利中，所述骨架泥料的预处理的具体步骤为：将骨架泥料通风晾干、除杂物(肉眼直接可见的杂物)、粉碎后筛分去除杂物(包裹在物料中的杂物)、筛上料用木棒再次研磨、再次筛分，最后对骨架泥料的粒度分布进行分析，详见附图3。
进一步的，骨架泥料通风晾干后要求水分≤10％；粒度分布指粒度在＜0.5mm、0.5-1.0mm、1.0-3.0mm及＞3.00mm的占比。
进一步的，筛子筛孔尺寸为多层筛子，最上层筛孔直径(圆孔筛)3mm、第二层筛孔直径1.0mm、第三层筛孔直径0.5mm。两次筛分都用同样的筛子，分两步工艺开展。
进一步的，粒度占比，指通风晾干、除杂物、粉碎后再筛分除杂物、筛上料用木棒研磨和再次筛分后，骨架泥料的粒度组成，要求0mm＜粒度＜0.5mm，占比≥65％；0.5mm≤粒度≤1.0mm，10％≤占比≤35％；1.0＜粒度≤3.0mm，占比≤5％，粒度＞3.00mm，占比≤5％。
步骤3：初步制定密封泥料产品的工艺配方；
本发明实施例中，所述的工艺配方的确定，包括骨架泥料的占比确定，并在该工艺配方下进行密封泥料产品的耐火度、冷态抗折粘结强度、粘结固化时间、循环利用可行性及密封效果等指标测试。
进一步的，在完成步骤1和步骤2后，再进行泥料配方的制定，基础配方为优选后的黄泥、黏土火泥和细煤灰。
进一步的，94％≤优选后的黄泥占比≤100％，2％≤黏土火泥≤6％，1％≤细煤灰≤3％；
进一步的，0％≤细煤灰粒度≤3mm，占比≥95％，3mm＜细煤灰粒度＜5mm，占比≤5％。
步骤4：密封泥料产品性能测试；
本发明专利中，所述的密封泥料产品测试，包括密封泥料产品试用后耐火度、冷态抗折粘结强度、粘结固化时间、多次循环利用可行性及密封效果是否达到目标，并核对骨架泥料的占比，详见附图4。
进一步的，密封泥料相关性能指标的确定标准按步骤1核定。
进一步的骨架泥料的占比，需满足94％≤优选后的黄泥占比≤100％，2％≤黏土火泥占比≤6％，1％≤细煤灰占比≤3％的要求。
按以上步骤1-4开展配方PDCA循环改进，最终实现一种密封试验焦炉炉门循环再生耐火泥料的制作。
基于上述密封泥料配方的确定方法，本发明还公开了一种焦炉炉门再生密封泥料，所述密封泥料的组分及质量百分含量包括：
二氧化硅含量为：70-75％，三氧化二铝含量为：13-18％，三氧化二铁含量为：6-8％，氧化钙含量为：1-2％，氧化镁含量为：2-3％，煤灰含量为：1-2％。
进一步的，按相关流程确定工艺配方案后制作而成的密封泥料，在使用前，需将密封产品的泥料与生活水按一定比例混合，调制成粘稠球团状；球团状物最终揉制成具有“橡皮泥”软度和韧性，不粘手，表面光滑。
本发明专利创新点：是针对200kg、300kg及以上不同型号试验焦炉炉门密封效果差、试验期间多次密封等问题，通过一种特殊耐火泥料的制作，可实现一次密封达到防止炉门泄漏的密封效果，其密封用耐火泥料可循环利用(阶段性补充部分损失料即可)，具有密封效果好、成本低及劳动强度低等优势，可以在国内试验焦炉中推广应用，具有广阔的推广前景。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，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 (3)
1.一种焦炉炉门再生密封泥料配方的确定方法，其特征在于，所述密封泥料配方的确定方法包括以下步骤：
选择骨架泥料并对所述骨架泥料进行预处理；所述选择骨架泥料包括：根据骨架泥料的性能测试、骨架泥料的循环利用可行性和骨架泥料的密封效果选择骨架泥料；所述骨架泥料的性能测试包括：骨架泥料的耐火度、冷态抗折粘结强度和粘结固化时间；其中，要求耐火度≥600℃，冷态抗折粘结强度≥500Pa，粘结固化时间≥60s；所述骨架泥料的循环利用可行性包括：骨架泥料循环使用后各组分质量百分比变化、冷态抗折粘结强度变化和粘结固化时间变化；其中，需检测的各组分质量百分比包括：二氧化硅≥60%，三氧化二铝≥10%，三氧化二铁≤10%，氧化钙≤3%和氧化镁≤4%；冷态抗折粘结强度≥500Pa，粘结时间≥60s；所述骨架泥料的密封效果包括：焦炉炉门不冒烟、不冒火及不漏气；将所述骨架泥料进行预处理包括：将骨架泥料通风晾干、除杂物、粉碎后筛分除杂物、筛上料用木棒研磨和再次筛分；
根据预处理后的骨架泥料中不同等级粒度的泥料占比，初步制定密封泥料产品的工艺配方；
对初步制定密封泥料产品的工艺配方进行泥料核心指标符合性审核；若符合所述泥料核心指标，则将所述初步制定密封泥料产品的工艺配方确定为最终的密封泥料配方；若所述初步制定密封泥料产品的工艺配方不符合所述泥料核心指标，则重新选择骨架泥料；
所述密封泥料配方包括黄泥、黏土火泥和细煤灰；
其中，94%≤黄泥≤100%，2%≤黏土火泥≤6%，1%≤细煤灰≤2%；所述黄泥、黏土火泥和细煤灰的质量百分比总计为100%；
所述密封泥料的组分及质量百分含量包括：二氧化硅含量为：70-75%，三氧化二铝含量为：13-18%，三氧化二铁含量为：6-8%，氧化钙含量为：1-2%，氧化镁含量为：2-3%，细煤灰含量为：1-2%。
2.根据权利要求1所述的密封泥料配方的确定方法，其特征在于，所述骨架泥料通风晾干后要求水分≤10%。
3.根据权利要求1所述的密封泥料配方的确定方法，其特征在于，所述骨架泥料经过再次筛分后，要求骨架泥料中不同粒度分布及该粒度在骨架泥料中的占比分别为：
0mm＜粒度＜0.5mm，占比≥65%；
0.5mm≤粒度≤1.0mm，10%≤占比≤30%；
1.0mm＜粒度≤3.0mm，占比≤5%；
粒度＞3.00mm，占比≤5%；
上述各粒度范围的占比总计为100%。
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