一種有色金屬冶煉用高溫耐熱管的製造方法與流程
2023-10-04 03:03:39 1
本發明涉及冶金行業，具體涉及一種有色金屬冶煉用高溫耐熱管的製造方法。
背景技術：
在銅、鉛、鋅等有色金屬的冶煉過程中，需要向高溫熔體中吹入壓縮風及還原劑等反應介質，隨著冶煉技術的強化，原使用耐熱鋼管及耐熱不鏽鋼管作為反應介質的輸送通道已不能適應強化冶煉的需要，耐熱鋼管及耐熱不鏽鋼管使用壽命短，不能較長時間深入到高溫熔體中，由此造成輸送的反應介質在高溫熔體中分散性差，縮小了反應接觸面，延長冶煉爐時並且影響產品質量。
現有技術中，通常採用在金屬管上塗抹耐火泥製品形成耐火層，該方法對金屬管抗高溫熔體燒損起到一定保護作用，但由於耐火泥抗高溫熔體侵蝕性差，造成產品消耗大。現有高溫耐熱管用耐火材料選擇耐高溫性能優良的材質，如剛玉、SiC等。但由於鋼材熱膨脹率大約是耐火材料熱膨脹率的1.5～3倍，在1250～1300℃冶煉溫度下，耐火材料很容易由於鋼管膨脹而開裂，甚至脫落。現檢查使用後的高溫耐熱管的耐火材料多數出現裂縫，只是有的材質選擇較好，受損後的耐火材料和鋼管粘結強度還較好，沒有出現大面積脫落。有的產品採取用防火布包裹在鋼管和耐火材料中間，抵消兩者膨脹不一致造成的損壞，但由於高溫耐熱管受熱升溫有時間跨度，鋼管膨脹速度和防火布燒損速度很難達到同步。防火布厚度小，作用不明顯，厚度大時易先燒損防火布，高溫熔體侵入燒損鋼管。
技術實現要素：
本發明針對現有技術的不足設計了一種具有良好的材料性能且質量穩定，滿足高溫使用環境下的有色金屬冶煉用高溫耐熱管的製造方法。
本發明為實現以上目的，採用如下方案：一種有色金屬冶煉用高溫耐熱管的製造方法，包括如下步驟：
(1)配製耐火澆注料，所述耐火澆注料由如下重量配比的原料製成：規格為3～5mm高鋁骨料15～20份、規格為1～3mm高鋁骨料33～37份、規格為0～1mm高鋁骨料10～15份、規格為小於0.088mm鎂鉻粉14～18份、鋁酸鈣水泥10～15份、α-Al2O3粉5～10份，將上述原料充分混合後加入佔混合原料總重量7％的水，充分攪拌；
(2)將步驟(1)中配置的耐火澆注料在30分鐘內加入擠壓設備中與鋼管外表面壓合成型並緊密結合，形成耐火層；
(3)將步驟(2)中製成的高溫耐熱管放置在鋼架上自然晾曬30天，使耐火層中的水分蒸發。
進一步的，所述耐火澆注料由如下重量配比的原料製成：規格為3～5mm高鋁骨料17份、規格為1～3mm高鋁骨料35份、規格為0～1mm高鋁骨料13份、規格為小於0.088mm鎂鉻粉16份、鋁酸鈣水泥12份、α-Al2O3粉7份。
進一步的，所述各規格的高鋁骨料的化學成分為：Al2O3>75％，Fe2O375％，Fe2O3<1.5％，所述鎂鉻粉的化學成分為：MgO﹥85％，Cr2O3﹥5％。
對於製造結構簡單的直形高溫耐熱管，採用的擠壓設備可以為螺旋擠壓機，擠壓強度為12Mpa，鋼管和耐火材料從不同方向進入擠壓腔，在擠壓腔內完成粘合，用擠壓腔出口直徑控制包裹鋼管的耐火材料層厚度，可實現連續作業，效率高，生產出的高溫耐熱管結構強度高，耐火材料厚度均勻光滑。
對於製造結構複雜的彎形高溫耐熱管，採用的擠壓設備可以為液壓壓注機，擠壓強度為18Mpa，使耐火材料受力均勻壓附結合到鋼管上。
另外，對於鋼管的選材無特殊要求，無須使用耐熱鋼管等特種鋼材，進一步降低了成本。
該高溫耐熱管使用時間長，以實際生產統計，對比普通耐熱鋼管或耐熱不鏽鋼管，從每爐使用15～20根減少到2～5根，每根成本僅為耐熱不鏽鋼管的1/5。以2016年度的平均材料成本計算，每爐可節約冶煉成本3000～3200元，每天按生產2.5爐計，全年可節約冶煉加工成本費200餘萬元，大大降低了生產成本。
實施例2：
一種有色金屬冶煉用高溫耐熱管的製造方法，包括如下步驟：
(1)配製耐火澆注料，所述耐火澆注料由如下重量配比的原料製成：規格為3～5mm高鋁骨料15份、規格為1～3mm高鋁骨料33份、規格為0～1mm高鋁骨料10份、規格為小於0.088mm鎂鉻粉14份、鋁酸鈣水泥10份、α-Al2O3粉5份，將上述原料充分混合後加入佔混合原料總重量7％的水，充分攪拌；
(2)將步驟(1)中配置的耐火澆注料在30分鐘內加入擠壓設備中與鋼管外表面壓合成型並緊密結合，形成耐火層；
(3)將步驟(2)中製成的高溫耐熱管放置在鋼架上自然晾曬30天，使耐火層中的水分蒸發。
按上述步驟製成的高溫耐熱管可直接提供給有色金屬冶煉廠使用。
實施例3：
一種有色金屬冶煉用高溫耐熱管的製造方法，包括如下步驟：
(1)配製耐火澆注料，所述耐火澆注料由如下重量配比的原料製成：規格為3～5mm高鋁骨料20份、規格為1～3mm高鋁骨料37份、規格為0～1mm高鋁骨料15份、規格為小於0.088mm鎂鉻粉18份、鋁酸鈣水泥15份、α-Al2O3粉10份，將上述原料充分混合後加入佔混合原料總重量7％的水，充分攪拌；
(2)將步驟(1)中配置的耐火澆注料在30分鐘內加入擠壓設備中與鋼管外表面壓合成型並緊密結合，形成耐火層；
(3)將步驟(2)中製成的高溫耐熱管放置在鋼架上自然晾曬30天，使耐火層中的水分蒸發。
按上述步驟製成的高溫耐熱管可直接提供給有色金屬冶煉廠使用。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發明的保護範圍。