一種預製件及採用該預製件的大高爐擺動流嘴的製作方法

2023-05-30 01:08:11 2

專利名稱：一種預製件及採用該預製件的大高爐擺動流嘴的製作方法
一種預製件及採用該預製件的大高爐擺動流嘴
技術領域：
本發明涉及高爐煉鐵用耐火材料領域，尤其是一種大高爐擺動流嘴落鐵部(或稱落鐵點部位)結構及配方的改進。
背景技術：
近年來，為響應國家有關節能減排要求，新建高爐在向大型化、自動化發展的同時，減少有害氣體的排放、降低爐前工勞動強度、提高生產現場安全狀況也得到廣泛關注。 這就使得，對包括擺動流嘴在內的各項生產、施工工藝流程提出了更高的要求。現階段擺動流嘴主要施工工藝是採用搗打料或者澆注料整體澆注，出鐵時，擺動流嘴內儲存一定量的鐵水，對鐵水下落至擺動流嘴內起到一定的緩衝作用。使用後需修補時，將擺動流嘴內渣鐵清理乾淨，再對擺動流嘴進行整體修補。由於落鐵點部位是擺動流嘴磨損的主要部位，而其他部位磨損很少，因此大大限制了擺動流嘴的整體使用壽命，且需對擺動流嘴進行整體修補，造成修補頻繁，工人勞動強度大，耐材消耗多。修補完成後如果烘烤不當，容易形成裂紋，給高爐正常出鐵帶來了安全隱患。現階段市場上也有廠家製作擺動流嘴整體預製件，其特點是更換時間短，但由於體積太大，安裝更換不方便，且落鐵點位置修補時，需對擺動流嘴進行整體修補維護或者更換，沒有從根源上解決擺動流嘴落鐵點部位使用時間過短的弊端，且材料浪費較大。因此，如何開發一種擺動流嘴落鐵點部位製作施工和修補技術，妥善解決擺動流嘴落鐵點部位磨損過快弊端，從而延長擺動流嘴整體使用壽命，解決修補和高爐生產的矛盾，是當前擺動流嘴產品技術升級改造、節能減排的關鍵所在。

發明內容本發明的目的就是解決現有技術中的問題，提出一種預製件及採用該預製件的大高爐擺動流嘴，能夠降低耐火材料的消耗及工人的勞動強度，且能夠延長擺動流嘴整體的使用壽命，提高鋼廠的經濟效益。為實現上述目的，本發明提出了一種用於大高爐擺動流嘴落鐵部的預製件，包括以下組分且各組分質量比例為緻密剛玉或棕剛玉50-55份，碳化矽20-25份，白剛玉 8_12份，a-Al2O3微粉6_12份,娃微粉1-3份,純招酸韓水泥2_4份,球狀浙青1_5份， 金屬娃粉2-4份,納米娃招凝I父粉1-1. 5份,氣化砸0. 5-0. 8份,氧化乾1_1.2份,氧化鋯0. 5-0. 8份，複合添加劑2-2. 5份，複合防爆劑0. 3-0. 5份。作為優選，所述複合添加劑由減水劑、緩凝劑、分散劑、抗氧化劑和硬化劑組成，各組分質量百分比為減水劑8% -10%，緩凝劑15-20%，高效分散劑15-20%，抗氧化劑 42-50%，硬化劑8% -10%。作為優選，所述減水劑採用聚羧酸減水劑，緩凝劑採用磷酸鹽或者硼砂，分散劑採用聚丙烯酸鈉，抗氧化劑採用碳化硼，硬化劑採用四乙烯五胺。作為優選，所述複合防爆劑由有機纖維和金屬鋁粉組成，各組分質量百分比為有機特種纖維=40% -50%，金屬鋁粉50% -60%。作為優選，各組分質量比例為緻密剛玉或棕剛玉50份，碳化矽20份，白剛玉 8份，a -Al2O3微粉6份，矽微粉3份，純鋁酸鈣水泥2. 5份，球狀浙青1. 4份，金屬矽粉 3份，納米矽鋁凝膠粉1. 5份，氮化硼0. 8份，氧化釔I份，氧化鋯0. 5份，複合添加劑2 份，複合防爆劑0. 3份。為實現上述目的，本發明還提出了一種大高爐擺動流嘴，包括鋼模、磚層、工作層和預製件，所述鋼模和磚層均具有兩個側面和一個底部，磚層鋪設在鋼模內，磚層的兩個側面的內側澆注有工作層，磚層的底部上方放置有預製件。作為優選，所述預製件包括以下組分且各組分質量比例為緻密剛玉或棕剛玉 50-55份，碳化矽20-25份，白剛玉8_12份，a -Al2O3微粉6_12份，矽微粉1_3份，純鋁酸鈣水泥2-4份，球狀浙青1-5份，金屬矽粉2-4份，納米矽鋁凝膠粉1-1. 5份，氮化硼0. 5-0. 8份，氧化釔1-1. 2份，氧化鋯0. 5-0. 8份，複合添加劑2_2. 5份，複合防爆劑 O. 3-0. 5 份。作為優選，所述預製件的上端面為內凹的弧形結構。本發明的有益效果本發明通過結構的改進，解決了流嘴落鐵部磨損過快而導致頻繁修補的問題，預製件在生產車間預製成型後，運抵現場可直接安裝使用，節省了現場澆注修補時間和烘烤時間，相對於原先工藝整體修補，原來修補一次需耗時6-8小時(還不包括烘烤時間)，現在只需更換落鐵點部位預製件，時間只需2小時左右，且不需烘烤，大大縮短了擺動流嘴維護修補時間，保證了高爐正點出鐵，無需對擺動流嘴進行整體修補，大大降低了材料的消耗。更換完成後無需烘烤即可使用，避免了施工現場因烘烤不當形成裂紋而造成安全隱患。降低了工人勞動強度，高爐爐前可減員1-2人左右，每次可節約用料5-8 噸，一年節約用料在70噸左右，預計年節約成本60萬左右，大大提高了擺動流嘴整體使用壽命，降低了修補頻率，降低了鋼廠生產成本，提高了鋼廠經濟效益。本發明預製件具有更好的抗衝刷、抗渣侵蝕和抗氧化性能，大大延長了擺動流嘴落鐵點部位使用壽命。本發明的特徵及優點將通過實施例結合附圖進行詳細說明。

圖I是本發明一種大高爐擺動流嘴的結構示意圖。
具體實施方式如圖I所示，一種大高爐擺動流嘴，包括鋼模I、磚層2、工作層4和預製件3，所述鋼模I和磚層2均具有兩個側面和一個底部，磚層2鋪設在鋼模I內，磚層2的兩個側面的內側澆注有工作層4，磚層2的底部上方放置有預製件3。因為落鐵點部位磨損較快，而其他部位磨損較慢，原來的整體澆注結構需要頻繁地進行整體修補，時間及材料成本浪費嚴重，而整體採用預製件3的話，不但搬運安裝不方便，而且還是需要整體更換，材料浪費嚴重。本發明將落鐵點部位改進為預製件3，而側面採用澆注結構，預製件3在生產車間預製成型，運抵現場可直接安裝使用，節省了現場澆注修補時間和烘烤時間，相對於原先工藝整體修補，原來修補一次需耗時6-8小時(不包括烘烤時間)，現在只需更換落鐵點部位預製件3，時間只需2小時左右，且不需烘烤，大大縮短了擺動流嘴維護修補時間，保證了高爐正點出鐵，無需對擺動流嘴進行整體修補，大大降低了材料的消耗。更換完成後無需烘烤即可使用，避免了施工現場因烘烤不當形成裂紋而造成安全隱患，本發明預製件3的上端面為內凹的弧形結構，加寬加厚設計，增加了擺動流嘴儲鐵量，增大了鐵水下落緩衝作用，可顯著降低鐵水對溝底的衝刷和磨損，延長了擺動流嘴落鐵點部位使用壽命，通鐵量比原先提高2-3萬噸，且每次修補基本只需更換擺動流嘴落鐵點部位預製件3，無需對擺動流嘴進行整體修補，降低了工人勞動強度，高爐爐前可減員 1-2人左右，每次可節約用料5-8噸，一年節約用料在70噸左右，預計年節約成本60萬左右，大大提高了擺動流嘴整體使用壽命，降低了修補頻率，降低了鋼廠生產成本，提高了鋼廠經濟效益。用於大高爐擺動流嘴落鐵部的預製件3，包括以下組分且各組分質量百分比為 緻密剛玉或棕剛玉50-55份，碳化矽20-25份，白剛玉8_12份，a -Al2O3微粉6_12份，矽微粉1-3份，純鋁酸鈣水泥2-4份，球狀浙青1-5份，金屬矽粉2-4份，納米矽鋁凝膠粉
1-1. 5份，氮化硼0. 5-0. 8份，氧化釔1-1. 2份，氧化鋯0. 5-0. 8份，複合添加劑2_2. 5 份，複合防爆劑0. 3-0. 5份。該澆注料的高溫強度比原先提高了 15% -20%，抗渣侵蝕性能提高了 20% -30%，綜合使用壽命提高了 30%。複合添加劑由減水劑、緩凝劑、分散劑、 抗氧化劑和硬化劑組成，各組分質量百分比為減水劑8% -10%，緩凝劑15-20%，高效分散劑15-20%，抗氧化劑42-50%，硬化劑:8% -10%。所述減水劑採用聚羧酸減水劑， 緩凝劑採用磷酸鹽或者硼砂，分散劑採用聚丙烯酸鈉，抗氧化劑採用碳化硼，硬化劑採用四乙烯五胺。所述複合防爆劑由有機纖維和金屬鋁粉組成，各組分質量百分比為有機特種纖維40% -50%，金屬鋁粉50% -60%。高效減水劑同時具有增加混凝土強度和流動性的作用。摻高效減水劑的混凝土坍落度損失一般較快，施工時最好採用後摻法，這樣可提高高效減水劑減水作用，使混凝土的流動性增加。在溫度低於8 10°C時，高效減水劑雖能增加和易性，但增加強度的作用大大降低，所以高效減水劑宜在春秋季節使用。高效緩凝減水劑有利於控制水泥的早期水化，使混凝土拌和物坍落度損失小。一般來說，摻量大時凝結時間相應增長，但摻量過大會降低早期強度，通常根據施工季節調整摻量。高效緩凝減水劑宜在夏季或結構複雜、配筋密集的構件中使用，這樣可避免形成冷縫，方便施工的安排。 高效早強減水劑一般在冬季使用，能提高混凝土的早期強度，使用時要慎重，因為高效早強減水劑能加快早期強度的發展，但混凝土的後期強度一般會降低。試配時要認真做好驗證工作。通過顆粒級配理論的研究，採用顆粒多級匹配，適當增加碳化矽加入量，提高了材料的抗渣性能和抗衝刷性能；加入一小部分氧化釔、氮化硼，氧化鋯，以提高材料的高溫抗渣侵蝕性能，引入納米矽鋁凝膠粉代替一部分純鋁酸鈣水泥，以提高材料的高溫強度，加入一小部分有機特種纖維和金屬鋁粉作複合防爆劑，本發明採用的有機纖維採用細度為7微米左右、熔點為80°C左右的有機特種纖維，比一般用普通纖維細度(30微米-40微米)、熔點 (130°C -150°C )更細更低，且分散性更好，與金屬鋁粉預先分散均勻，使材料獲得更加優異防爆性能的同時，降低水的加入量，從而提高材料的高溫強度，解決了材料防爆性能和使用性能的矛盾，通過研究減水劑、高效分散劑、抗氧化劑等相關外加劑的加入機理，選用高效硬化劑和高效減水劑，根據其抑制澆注料返鹼粉化原理和加快核沉澱過程，提高澆注料水化速度，降低材料加水量，改善流動性能，提高材料早期強度。採用這種配方製作的擺動流嘴落鐵點預製件3具有更好的抗衝刷，抗渣侵蝕和抗氧化性能，大大延長了擺動流嘴落鐵點部位使用壽命。配方實施例一用於大高爐擺動流嘴落鐵部的預製件3，包括以下組分且各組分質量百分比為 緻密剛玉或棕剛玉50份，碳化矽20份，白剛玉8份，a -Al2O3微粉6份，矽微粉3份， 純鋁酸鈣水泥2. 5份，球狀浙青1. 4份，金屬矽粉3份，納米矽鋁凝膠粉1. 5份，氮化硼 O. 8份，氧化釔1份，氧化鋯0. 5份，複合添加劑2份，複合防爆劑0. 3份，本實施例為最佳實施例。配方實施例二 用於大高爐擺動流嘴落鐵部的預製件3，包括以下組分且各組分質量百分比為 緻密剛玉或棕剛玉52份，碳化矽21份，白剛玉9份，a -Al2O3微粉7份，矽微粉1份， 純鋁酸鈣水泥2. 5份，球狀浙青1. 2份，金屬矽粉2份，納米矽鋁凝膠粉1. 2份，氮化硼 O. 7份，氧化釔1. I份，氧化鋯0. 7份，複合添加劑2. 2份，複合防爆劑0. 4份，該配方成本更低。配方實施例三用於大高爐擺動流嘴落鐵部的預製件3，包括以下組分且各組分質量百分比為 緻密剛玉或棕剛玉51份，碳化矽21份，白剛玉9. 3份，a -Al2O3微粉8. 3份，矽微粉1 份，純鋁酸鈣水泥3份，球狀浙青1份，金屬矽粉2份，納米矽鋁凝膠粉1份，氮化硼0. 5 份，氧化釔1份，氧化鋯0. 6份，複合添加劑2份，複合防爆劑0. 3份，該配方效果更佳。上述實施例是對本發明的說明，不是對本發明的限定，任何對本發明簡單變換後的方案均屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種用於大高爐擺動流嘴落鐵部的預製件，其特徵在於包括以下組分且各組分質量比例為緻密剛玉或棕剛玉50-55份，碳化矽20-25份，白剛玉8_12份，a -Al2O3微粉6-12份，矽微粉1-3份，純鋁酸鈣水泥2-4份，球狀浙青1-5份，金屬矽粉2-4份，納米矽鋁凝膠粉1-1. 5份，氮化硼0. 5-0. 8份，氧化釔1-1. 2份，氧化鋯0. 5-0. 8份，複合添加劑2-2. 5份，複合防爆劑0. 3-0. 5份。
2.如權利要求I所述的一種用於大高爐擺動流嘴落鐵部的預製件，其特徵在於所述複合添加劑由減水劑、緩凝劑、分散劑、抗氧化劑和硬化劑組成，各組分質量百分比為 減水劑8% _10%，緩凝劑:15-20%，高效分散劑15-20%，抗氧化劑42-50 %，硬化劑 8% -10%。
3.如權利要求2所述的一種用於大高爐擺動流嘴落鐵部的預製件，其特徵在於所述減水劑採用聚羧酸減水劑，緩凝劑採用磷酸鹽或者硼砂，分散劑採用聚丙烯酸鈉，抗氧化劑採用碳化硼，硬化劑採用四乙烯五胺。
4.如權利要求I所述的一種用於大高爐擺動流嘴落鐵部的預製件，其特徵在於 所述複合防爆劑由有機纖維和金屬鋁粉組成，各組分質量百分比為有機特種纖維 40% -50%，金屬鋁粉50% -60%。
5.如權利要求I 4中任一項所述的一種用於大高爐擺動流嘴落鐵部的預製件，其特徵在於各組分質量比例為緻密剛玉或棕剛玉50份，碳化矽20份，白剛玉8份， a -Al2O3微粉6份，矽微粉3份，純鋁酸鈣水泥2. 5份，球狀浙青1. 4份，金屬矽粉3份， 納米矽鋁凝膠粉1. 5份，氮化硼0. 8份，氧化釔1份，氧化鋯0. 5份，複合添加劑2份， 複合防爆劑0. 3份。
6.一種大高爐擺動流嘴，其特徵在於包括鋼模、磚層、工作層和預製件，所述鋼模和磚層均具有兩個側面和一個底部，磚層鋪設在鋼模內，磚層的兩個側面的內側澆注有工作層，磚層的底部上方放置有預製件。
7.如權利要求6所述的一種大高爐擺動流嘴，其特徵在於所述預製件包括以下組分且各組分質量比例為緻密剛玉或棕剛玉50-55份，碳化矽20-25份，白剛玉8_12份， a -Al2O3微粉6-12份，矽微粉1-3份，純鋁酸鈣水泥2_4份，球狀浙青1_5份，金屬矽粉 2-4份，納米矽鋁凝膠粉1-1. 5份，氮化硼0. 5-0. 8份，氧化釔1-1. 2份，氧化鋯0. 5-0. 8 份，複合添加劑2-2. 5份，複合防爆劑0. 3-0. 5份。
8.如權利要求6或7所述的一種大高爐擺動流嘴，其特徵在於所述預製件的上端面為內凹的弧形結構。
全文摘要
本發明公開了一種預製件及採用該預製件的大高爐擺動流嘴，包括鋼模、磚層、工作層和預製件，所述鋼模和磚層均具有兩個側面和一個底部，磚層鋪設在鋼模內，磚層的兩個側面的內側澆注有工作層，磚層的底部上方放置有預製件，預製件包括以下組分且各組分質量百分比為緻密剛玉或棕剛玉50％-55％，碳化矽18％-22％，白剛玉8％-12％，α-Al2O3微粉6％-9％，矽微粉1％-3％，純鋁酸鈣水泥2％-4％，球狀瀝青1％-5％，金屬矽粉2％-4％，納米矽鋁凝膠粉1％-1.5％，氮化硼0.5％-0.8％，氧化釔1％-1.2％，氧化鋯0.5％-0.8％，複合添加劑2％-2.5％，複合防爆劑0.3％-0.5％。本發明降低了耐火材料的消耗及工人的勞動強度，且延長了擺動流嘴整體的使用壽命，提高了鋼廠的經濟效益。
文檔編號C04B35/66GK102584304SQ20121006920
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月15日 優先權日2012年3月15日
發明者佘亞鋒, 佘成明 申請人:長興明天爐料有限公司