專利名稱：一種預(yù)制件及采用該預(yù)制件的大高爐擺動(dòng)流嘴的制作方法
一種預(yù)制件及采用該預(yù)制件的大高爐擺動(dòng)流嘴
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高爐煉鐵用耐火材料領(lǐng)域，尤其是一種大高爐擺動(dòng)流嘴落鐵部(或稱落鐵點(diǎn)部位)結(jié)構(gòu)及配方的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，為響應(yīng)國(guó)家有關(guān)節(jié)能減排要求，新建高爐在向大型化、自動(dòng)化發(fā)展的同時(shí)，減少有害氣體的排放、降低爐前工勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)安全狀況也得到廣泛關(guān)注。 這就使得，對(duì)包括擺動(dòng)流嘴在內(nèi)的各項(xiàng)生產(chǎn)、施工工藝流程提出了更高的要求?，F(xiàn)階段擺動(dòng)流嘴主要施工工藝是采用搗打料或者澆注料整體澆注，出鐵時(shí)，擺動(dòng)流嘴內(nèi)儲(chǔ)存一定量的鐵水，對(duì)鐵水下落至擺動(dòng)流嘴內(nèi)起到一定的緩沖作用。使用后需修補(bǔ)時(shí)，將擺動(dòng)流嘴內(nèi)渣鐵清理干凈，再對(duì)擺動(dòng)流嘴進(jìn)行整體修補(bǔ)。由于落鐵點(diǎn)部位是擺動(dòng)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(dòng)流嘴的整體使用壽命，且需對(duì)擺動(dòng)流嘴進(jìn)行整體修補(bǔ)，造成修補(bǔ)頻繁，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，耐材消耗多。修補(bǔ)完成后如果烘烤不當(dāng)，容易形成裂紋，給高爐正常出鐵帶來(lái)了安全隱患?，F(xiàn)階段市場(chǎng)上也有廠家制作擺動(dòng)流嘴整體預(yù)制件，其特點(diǎn)是更換時(shí)間短，但由于體積太大，安裝更換不方便，且落鐵點(diǎn)位置修補(bǔ)時(shí)，需對(duì)擺動(dòng)流嘴進(jìn)行整體修補(bǔ)維護(hù)或者更換，沒有從根源上解決擺動(dòng)流嘴落鐵點(diǎn)部位使用時(shí)間過短的弊端，且材料浪費(fèi)較大。因此，如何開發(fā)一種擺動(dòng)流嘴落鐵點(diǎn)部位制作施工和修補(bǔ)技術(shù)，妥善解決擺動(dòng)流嘴落鐵點(diǎn)部位磨損過快弊端，從而延長(zhǎng)擺動(dòng)流嘴整體使用壽命，解決修補(bǔ)和高爐生產(chǎn)的矛盾，是當(dāng)前擺動(dòng)流嘴產(chǎn)品技術(shù)升級(jí)改造、節(jié)能減排的關(guān)鍵所在。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提出一種預(yù)制件及采用該預(yù)制件的大高爐擺動(dòng)流嘴，能夠降低耐火材料的消耗及工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，且能夠延長(zhǎng)擺動(dòng)流嘴整體的使用壽命，提高鋼廠的經(jīng)濟(jì)效益。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種用于大高爐擺動(dòng)流嘴落鐵部的預(yù)制件，包括以下組分且各組分質(zhì)量比例為致密剛玉或棕剛玉50-55份，碳化硅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，復(fù)合添加劑2-2. 5份，復(fù)合防爆劑0. 3-0. 5份。作為優(yōu)選，所述復(fù)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(zhì)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(yōu)選，所述減水劑采用聚羧酸減水劑，緩凝劑采用磷酸鹽或者硼砂，分散劑采用聚丙烯酸鈉，抗氧化劑采用碳化硼，硬化劑采用四乙烯五胺。作為優(yōu)選，所述復(fù)合防爆劑由有機(jī)纖維和金屬鋁粉組成，各組分質(zhì)量百分比為有機(jī)特種纖維=40% -50%，金屬鋁粉50% -60%。作為優(yōu)選，各組分質(zhì)量比例為致密剛玉或棕剛玉50份，碳化硅20份，白剛玉 8份，a -Al2O3微粉6份，硅微粉3份，純鋁酸鈣水泥2. 5份，球狀浙青1. 4份，金屬硅粉 3份，納米硅鋁凝膠粉1. 5份，氮化硼0. 8份，氧化釔I份，氧化鋯0. 5份，復(fù)合添加劑2 份，復(fù)合防爆劑0. 3份。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出了一種大高爐擺動(dòng)流嘴，包括鋼模、磚層、工作層和預(yù)制件，所述鋼模和磚層均具有兩個(gè)側(cè)面和一個(gè)底部，磚層鋪設(shè)在鋼模內(nèi)，磚層的兩個(gè)側(cè)面的內(nèi)側(cè)澆注有工作層，磚層的底部上方放置有預(yù)制件。作為優(yōu)選，所述預(yù)制件包括以下組分且各組分質(zhì)量比例為致密剛玉或棕剛玉 50-55份，碳化硅20-25份，白剛玉8_12份，a -Al2O3微粉6_12份，硅微粉1_3份，純鋁酸鈣水泥2-4份，球狀浙青1-5份，金屬硅粉2-4份，納米硅鋁凝膠粉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，復(fù)合添加劑2_2. 5份，復(fù)合防爆劑 O. 3-0. 5 份。作為優(yōu)選，所述預(yù)制件的上端面為內(nèi)凹的弧形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明通過結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，解決了流嘴落鐵部磨損過快而導(dǎo)致頻繁修補(bǔ)的問題，預(yù)制件在生產(chǎn)車間預(yù)制成型后，運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)可直接安裝使用，節(jié)省了現(xiàn)場(chǎng)澆注修補(bǔ)時(shí)間和烘烤時(shí)間，相對(duì)于原先工藝整體修補(bǔ)，原來(lái)修補(bǔ)一次需耗時(shí)6-8小時(shí)(還不包括烘烤時(shí)間)，現(xiàn)在只需更換落鐵點(diǎn)部位預(yù)制件，時(shí)間只需2小時(shí)左右，且不需烘烤，大大縮短了擺動(dòng)流嘴維護(hù)修補(bǔ)時(shí)間，保證了高爐正點(diǎn)出鐵，無(wú)需對(duì)擺動(dòng)流嘴進(jìn)行整體修補(bǔ)，大大降低了材料的消耗。更換完成后無(wú)需烘烤即可使用，避免了施工現(xiàn)場(chǎng)因烘烤不當(dāng)形成裂紋而造成安全隱患。降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，高爐爐前可減員1-2人左右，每次可節(jié)約用料5-8 噸，一年節(jié)約用料在70噸左右，預(yù)計(jì)年節(jié)約成本60萬(wàn)左右，大大提高了擺動(dòng)流嘴整體使用壽命，降低了修補(bǔ)頻率，降低了鋼廠生產(chǎn)成本，提高了鋼廠經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明預(yù)制件具有更好的抗沖刷、抗渣侵蝕和抗氧化性能，大大延長(zhǎng)了擺動(dòng)流嘴落鐵點(diǎn)部位使用壽命。本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

圖I是本發(fā)明一種大高爐擺動(dòng)流嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式如圖I所示，一種大高爐擺動(dòng)流嘴，包括鋼模I、磚層2、工作層4和預(yù)制件3，所述鋼模I和磚層2均具有兩個(gè)側(cè)面和一個(gè)底部，磚層2鋪設(shè)在鋼模I內(nèi)，磚層2的兩個(gè)側(cè)面的內(nèi)側(cè)澆注有工作層4，磚層2的底部上方放置有預(yù)制件3。因?yàn)槁滂F點(diǎn)部位磨損較快，而其他部位磨損較慢，原來(lái)的整體澆注結(jié)構(gòu)需要頻繁地進(jìn)行整體修補(bǔ)，時(shí)間及材料成本浪費(fèi)嚴(yán)重，而整體采用預(yù)制件3的話，不但搬運(yùn)安裝不方便，而且還是需要整體更換，材料浪費(fèi)嚴(yán)重。本發(fā)明將落鐵點(diǎn)部位改進(jìn)為預(yù)制件3，而側(cè)面采用澆注結(jié)構(gòu)，預(yù)制件3在生產(chǎn)車間預(yù)制成型，運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)可直接安裝使用，節(jié)省了現(xiàn)場(chǎng)澆注修補(bǔ)時(shí)間和烘烤時(shí)間，相對(duì)于原先工藝整體修補(bǔ)，原來(lái)修補(bǔ)一次需耗時(shí)6-8小時(shí)(不包括烘烤時(shí)間)，現(xiàn)在只需更換落鐵點(diǎn)部位預(yù)制件3，時(shí)間只需2小時(shí)左右，且不需烘烤，大大縮短了擺動(dòng)流嘴維護(hù)修補(bǔ)時(shí)間，保證了高爐正點(diǎn)出鐵，無(wú)需對(duì)擺動(dòng)流嘴進(jìn)行整體修補(bǔ)，大大降低了材料的消耗。更換完成后無(wú)需烘烤即可使用，避免了施工現(xiàn)場(chǎng)因烘烤不當(dāng)形成裂紋而造成安全隱患，本發(fā)明預(yù)制件3的上端面為內(nèi)凹的弧形結(jié)構(gòu)，加寬加厚設(shè)計(jì)，增加了擺動(dòng)流嘴儲(chǔ)鐵量，增大了鐵水下落緩沖作用，可顯著降低鐵水對(duì)溝底的沖刷和磨損，延長(zhǎng)了擺動(dòng)流嘴落鐵點(diǎn)部位使用壽命，通鐵量比原先提高2-3萬(wàn)噸，且每次修補(bǔ)基本只需更換擺動(dòng)流嘴落鐵點(diǎn)部位預(yù)制件3，無(wú)需對(duì)擺動(dòng)流嘴進(jìn)行整體修補(bǔ)，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，高爐爐前可減員 1-2人左右，每次可節(jié)約用料5-8噸，一年節(jié)約用料在70噸左右，預(yù)計(jì)年節(jié)約成本60萬(wàn)左右，大大提高了擺動(dòng)流嘴整體使用壽命，降低了修補(bǔ)頻率，降低了鋼廠生產(chǎn)成本，提高了鋼廠經(jīng)濟(jì)效益。用于大高爐擺動(dòng)流嘴落鐵部的預(yù)制件3，包括以下組分且各組分質(zhì)量百分比為 致密剛玉或棕剛玉50-55份，碳化硅20-25份，白剛玉8_12份，a -Al2O3微粉6_12份，硅微粉1-3份，純鋁酸鈣水泥2-4份，球狀浙青1-5份，金屬硅粉2-4份，納米硅鋁凝膠粉
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，復(fù)合添加劑2_2. 5 份，復(fù)合防爆劑0. 3-0. 5份。該澆注料的高溫強(qiáng)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%。復(fù)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(zhì)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%。所述減水劑采用聚羧酸減水劑， 緩凝劑采用磷酸鹽或者硼砂，分散劑采用聚丙烯酸鈉，抗氧化劑采用碳化硼，硬化劑采用四乙烯五胺。所述復(fù)合防爆劑由有機(jī)纖維和金屬鋁粉組成，各組分質(zhì)量百分比為有機(jī)特種纖維40% -50%，金屬鋁粉50% -60%。高效減水劑同時(shí)具有增加混凝土強(qiáng)度和流動(dòng)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(shí)最好采用后摻法，這樣可提高高效減水劑減水作用，使混凝土的流動(dòng)性增加。在溫度低于8 10°C時(shí)，高效減水劑雖能增加和易性，但增加強(qiáng)度的作用大大降低，所以高效減水劑宜在春秋季節(jié)使用。高效緩凝減水劑有利于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(lái)說(shuō)，摻量大時(shí)凝結(jié)時(shí)間相應(yīng)增長(zhǎng)，但摻量過大會(huì)降低早期強(qiáng)度，通常根據(jù)施工季節(jié)調(diào)整摻量。高效緩凝減水劑宜在夏季或結(jié)構(gòu)復(fù)雜、配筋密集的構(gòu)件中使用，這樣可避免形成冷縫，方便施工的安排。 高效早強(qiáng)減水劑一般在冬季使用，能提高混凝土的早期強(qiáng)度，使用時(shí)要慎重，因?yàn)楦咝г鐝?qiáng)減水劑能加快早期強(qiáng)度的發(fā)展，但混凝土的后期強(qiáng)度一般會(huì)降低。試配時(shí)要認(rèn)真做好驗(yàn)證工作。通過顆粒級(jí)配理論的研究，采用顆粒多級(jí)匹配，適當(dāng)增加碳化硅加入量，提高了材料的抗渣性能和抗沖刷性能；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，引入納米硅鋁凝膠粉代替一部分純鋁酸鈣水泥，以提高材料的高溫強(qiáng)度，加入一小部分有機(jī)特種纖維和金屬鋁粉作復(fù)合防爆劑，本發(fā)明采用的有機(jī)纖維采用細(xì)度為7微米左右、熔點(diǎn)為80°C左右的有機(jī)特種纖維，比一般用普通纖維細(xì)度(30微米-40微米)、熔點(diǎn) (130°C -150°C )更細(xì)更低，且分散性更好，與金屬鋁粉預(yù)先分散均勻，使材料獲得更加優(yōu)異防爆性能的同時(shí)，降低水的加入量，從而提高材料的高溫強(qiáng)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(guān)外加劑的加入機(jī)理，選用高效硬化劑和高效減水劑，根據(jù)其抑制澆注料返堿粉化原理和加快核沉淀過程，提高澆注料水化速度，降低材料加水量，改善流動(dòng)性能，提高材料早期強(qiáng)度。采用這種配方制作的擺動(dòng)流嘴落鐵點(diǎn)預(yù)制件3具有更好的抗沖刷，抗渣侵蝕和抗氧化性能，大大延長(zhǎng)了擺動(dòng)流嘴落鐵點(diǎn)部位使用壽命。配方實(shí)施例一用于大高爐擺動(dòng)流嘴落鐵部的預(yù)制件3，包括以下組分且各組分質(zhì)量百分比為 致密剛玉或棕剛玉50份，碳化硅20份，白剛玉8份，a -Al2O3微粉6份，硅微粉3份， 純鋁酸鈣水泥2. 5份，球狀浙青1. 4份，金屬硅粉3份，納米硅鋁凝膠粉1. 5份，氮化硼 O. 8份，氧化釔1份，氧化鋯0. 5份，復(fù)合添加劑2份，復(fù)合防爆劑0. 3份，本實(shí)施例為最佳實(shí)施例。配方實(shí)施例二 用于大高爐擺動(dòng)流嘴落鐵部的預(yù)制件3，包括以下組分且各組分質(zhì)量百分比為 致密剛玉或棕剛玉52份，碳化硅21份，白剛玉9份，a -Al2O3微粉7份，硅微粉1份， 純鋁酸鈣水泥2. 5份，球狀浙青1. 2份，金屬硅粉2份，納米硅鋁凝膠粉1. 2份，氮化硼 O. 7份，氧化釔1. I份，氧化鋯0. 7份，復(fù)合添加劑2. 2份，復(fù)合防爆劑0. 4份，該配方成本更低。配方實(shí)施例三用于大高爐擺動(dòng)流嘴落鐵部的預(yù)制件3，包括以下組分且各組分質(zhì)量百分比為 致密剛玉或棕剛玉51份，碳化硅21份，白剛玉9. 3份，a -Al2O3微粉8. 3份，硅微粉1 份，純鋁酸鈣水泥3份，球狀浙青1份，金屬硅粉2份，納米硅鋁凝膠粉1份，氮化硼0. 5 份，氧化釔1份，氧化鋯0. 6份，復(fù)合添加劑2份，復(fù)合防爆劑0. 3份，該配方效果更佳。上述實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明，不是對(duì)本發(fā)明的限定，任何對(duì)本發(fā)明簡(jiǎn)單變換后的方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于大高爐擺動(dòng)流嘴落鐵部的預(yù)制件，其特征在于包括以下組分且各組分質(zhì)量比例為致密剛玉或棕剛玉50-55份，碳化硅20-25份，白剛玉8_12份，a -Al2O3微粉6-12份，硅微粉1-3份，純鋁酸鈣水泥2-4份，球狀浙青1-5份，金屬硅粉2-4份，納米硅鋁凝膠粉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，復(fù)合添加劑2-2. 5份，復(fù)合防爆劑0. 3-0. 5份。
2.如權(quán)利要求I所述的一種用于大高爐擺動(dòng)流嘴落鐵部的預(yù)制件，其特征在于所述復(fù)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(zhì)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(quán)利要求2所述的一種用于大高爐擺動(dòng)流嘴落鐵部的預(yù)制件，其特征在于所述減水劑采用聚羧酸減水劑，緩凝劑采用磷酸鹽或者硼砂，分散劑采用聚丙烯酸鈉，抗氧化劑采用碳化硼，硬化劑采用四乙烯五胺。
4.如權(quán)利要求I所述的一種用于大高爐擺動(dòng)流嘴落鐵部的預(yù)制件，其特征在于 所述復(fù)合防爆劑由有機(jī)纖維和金屬鋁粉組成，各組分質(zhì)量百分比為有機(jī)特種纖維 40% -50%，金屬鋁粉50% -60%。
5.如權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的一種用于大高爐擺動(dòng)流嘴落鐵部的預(yù)制件，其特征在于各組分質(zhì)量比例為致密剛玉或棕剛玉50份，碳化硅20份，白剛玉8份， a -Al2O3微粉6份，硅微粉3份，純鋁酸鈣水泥2. 5份，球狀浙青1. 4份，金屬硅粉3份， 納米硅鋁凝膠粉1. 5份，氮化硼0. 8份，氧化釔1份，氧化鋯0. 5份，復(fù)合添加劑2份， 復(fù)合防爆劑0. 3份。
6.一種大高爐擺動(dòng)流嘴，其特征在于包括鋼模、磚層、工作層和預(yù)制件，所述鋼模和磚層均具有兩個(gè)側(cè)面和一個(gè)底部，磚層鋪設(shè)在鋼模內(nèi)，磚層的兩個(gè)側(cè)面的內(nèi)側(cè)澆注有工作層，磚層的底部上方放置有預(yù)制件。
7.如權(quán)利要求6所述的一種大高爐擺動(dòng)流嘴，其特征在于所述預(yù)制件包括以下組分且各組分質(zhì)量比例為致密剛玉或棕剛玉50-55份，碳化硅20-25份，白剛玉8_12份， a -Al2O3微粉6-12份，硅微粉1-3份，純鋁酸鈣水泥2_4份，球狀浙青1_5份，金屬硅粉 2-4份，納米硅鋁凝膠粉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，復(fù)合添加劑2-2. 5份，復(fù)合防爆劑0. 3-0. 5份。
8.如權(quán)利要求6或7所述的一種大高爐擺動(dòng)流嘴，其特征在于所述預(yù)制件的上端面為內(nèi)凹的弧形結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種預(yù)制件及采用該預(yù)制件的大高爐擺動(dòng)流嘴，包括鋼模、磚層、工作層和預(yù)制件，所述鋼模和磚層均具有兩個(gè)側(cè)面和一個(gè)底部，磚層鋪設(shè)在鋼模內(nèi)，磚層的兩個(gè)側(cè)面的內(nèi)側(cè)澆注有工作層，磚層的底部上方放置有預(yù)制件，預(yù)制件包括以下組分且各組分質(zhì)量百分比為致密剛玉或棕剛玉50％-55％，碳化硅18％-22％，白剛玉8％-12％，α-Al2O3微粉6％-9％，硅微粉1％-3％，純鋁酸鈣水泥2％-4％，球狀瀝青1％-5％，金屬硅粉2％-4％，納米硅鋁凝膠粉1％-1.5％，氮化硼0.5％-0.8％，氧化釔1％-1.2％，氧化鋯0.5％-0.8％，復(fù)合添加劑2％-2.5％，復(fù)合防爆劑0.3％-0.5％。本發(fā)明降低了耐火材料的消耗及工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，且延長(zhǎng)了擺動(dòng)流嘴整體的使用壽命，提高了鋼廠的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C04B35/66GK102584304SQ20121006920
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者佘亞鋒, 佘成明 申請(qǐng)人:長(zhǎng)興明天爐料有限公司