專利名稱：高溫箱式電爐爐襯預(yù)制體及其預(yù)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高溫爐爐襯的結(jié)構(gòu)及其砌筑方法，特別是一種高溫箱式電爐爐襯預(yù)制體及其預(yù)制方法。
背景技術(shù)：
目前隨著高溫箱式電爐爐容及使用溫度的增加，高溫箱式電爐爐襯用結(jié)構(gòu)耐火材料已經(jīng)成為制約高溫箱式電爐生產(chǎn)和使用的重要因素。傳統(tǒng)箱式電爐爐襯采用剛玉質(zhì)或剛玉莫來石質(zhì)輕質(zhì)隔熱耐火材料搭接或?qū)拥姆绞狡鲋?。由于定形耐火材料與電爐的結(jié)構(gòu)存在差距，一般需要人工切割，爐體結(jié)構(gòu)的整體性較差，尤其對于大容量、高爐溫的箱式電爐，爐襯耐火材料容易出現(xiàn)龜裂、掉角、結(jié)構(gòu)剝落，導(dǎo)致爐體溫度過高，熱量損失嚴(yán)重的情況發(fā)生。 經(jīng)檢索專利文獻(xiàn)得知中國專利公開號101863674涉及到一種剛玉空心球結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚及制備方法，以致密高鋁礬土作為重質(zhì)支撐層，以剛玉空心球?yàn)檩p質(zhì)隔熱層，將兩者采用振動加壓或機(jī)壓成型方法復(fù)合形成復(fù)合磚；中國專利公開號101857451涉及到一種堿性結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚及制備方法，以致密的堿性磚作為重質(zhì)支撐層，以氧化鋁空心球作為輕質(zhì)隔熱層，將兩者采用振動加壓或機(jī)壓成型方式復(fù)合形成復(fù)合磚；中國專利公開號101429044涉及一種含氧化鎂的氧化鋁空心球制品，制品以氧化鋁空心球作為骨料，以氧化鋁微粉和氧化鎂微粉作為基質(zhì)，氧化鎂引入可以降低制品的熱導(dǎo)率，提高制品的熱震穩(wěn)定性，并且不影響制品的高溫性能。因此，尚未有高溫箱式電爐爐襯預(yù)制塊及其預(yù)制方法的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種高溫箱式電爐爐襯預(yù)制體及其預(yù)制方法，對高溫箱式電爐爐襯耐火材料，尤其爐頂、爐壁耐火材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用爐頂、爐壁耐火材料預(yù)制砌筑方式對高溫箱式電爐爐襯進(jìn)行砌筑，以提高高溫箱式電爐結(jié)構(gòu)整體性、穩(wěn)定性和安全性。本發(fā)明提供的高溫箱式電爐爐襯預(yù)制體，其結(jié)構(gòu)是爐頂、爐壁分別預(yù)制。爐頂采用凝膠結(jié)合氧化鋁空心球澆注料澆注預(yù)制塊，爐頂采用弧頂形狀，以減少爐頂?shù)膲毫?，延長使用壽命。高溫區(qū)爐頂預(yù)制三塊凝膠結(jié)合氧化鋁空心球耐火材料預(yù)制塊，預(yù)制塊帶有加熱體插孔。中間預(yù)制塊的中心位置有一個(gè)熱電偶插孔，兩側(cè)位置有四個(gè)加熱體插孔，由于此預(yù)制塊承受溫度最高，并且弧頂設(shè)置熱電偶插孔，容易在熱電偶插孔位置出現(xiàn)龜裂或斷裂，因此單獨(dú)設(shè)計(jì)和預(yù)制，便于更換。高溫區(qū)兩端兩聯(lián)體預(yù)制塊兩側(cè)位置設(shè)置八個(gè)加熱體插孔。爐口低溫區(qū)設(shè)置一塊低水泥結(jié)合氧化鋁空心球澆注料預(yù)制塊。爐壁采用凝膠結(jié)合氧化鋁空心球澆注料澆注預(yù)制塊。爐壁為五對加熱體嵌入式結(jié)構(gòu)，提高了高溫箱式電爐爐容。爐壁與加熱體距離大于5-20mm。每座高溫箱式電爐安裝一對對稱爐壁，高溫區(qū)與爐口低溫區(qū)采用整體澆注預(yù)制成型。由于高溫箱式電爐底部及后端爐襯對耐火材料機(jī)械強(qiáng)度要求不高并且結(jié)構(gòu)簡單，依然采用定形耐火材料砌筑。爐口爐襯耐火材料活動性強(qiáng)，采用傳統(tǒng)爐門鑲嵌襯磚方式封堵爐門。本發(fā)明生產(chǎn)的高溫箱式電爐爐襯預(yù)制體的預(yù)制方法為(a) 一號高溫區(qū)爐頂預(yù)制塊預(yù)制兩塊，每塊預(yù)制塊預(yù)留八個(gè)加熱體插孔。以5-0. 2mm氧化鋁空心球作為骨料，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量55-65 % ;以氧化鋁微粉作為基質(zhì)，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量35-40% ;以二氧化硅微粉作為結(jié)合劑，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量3% ;以質(zhì)量百分比計(jì)外加0. 1-0. 2%的三聚磷酸鈉作為減水劑；以質(zhì)量百分比計(jì)外加
0.1-0. 2%的纖維作為防爆劑；以質(zhì)量百分比計(jì)外加8-12%水，形成自流態(tài)澆注料澆注到模具中，振動成型，振動時(shí)間3-10分鐘。振動后預(yù)制塊在模具中常溫養(yǎng)護(hù)12-24小時(shí)脫模，預(yù)制塊在110°C干燥12-24小時(shí)，冷卻后備用。(b) 二號高溫區(qū)爐頂預(yù)制塊預(yù)制一塊，預(yù)留四個(gè)加熱體插孔，一個(gè)熱電偶插孔。以5-0. 2mm氧化鋁空心球作為骨料，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量55-65 % ;以氧化鋁微粉作為基 質(zhì)，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量35-40% ；以二氧化硅微粉作為結(jié)合劑，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量2. 5-3. 5% ;以質(zhì)量百分比計(jì)外加0. 1-0. 2%的三聚磷酸鈉作為減水劑；以質(zhì)量百分比計(jì)外加0. 1-0. 2%的纖維作為防爆劑；以質(zhì)量百分比計(jì)外加8-12%水，形成自流態(tài)澆注料澆注到模具中，振動成型，振動時(shí)間3-10分鐘。振動后預(yù)制塊在模具中常溫養(yǎng)護(hù)12-24小時(shí)脫模，預(yù)制塊在110°C干燥12-24小時(shí)，冷卻后備用。(C)三號爐口低溫區(qū)爐頂預(yù)制塊預(yù)制一塊。以5-0. 2mm氧化鋁空心球作為骨料，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量55-65% ;以氧化鋁微粉作為基質(zhì)，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量30-35% ;以水泥作為結(jié)合劑，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量5-7% ;以質(zhì)量百分比計(jì)外加0. 1-0. 2%的三聚磷酸鈉作為減水劑；以質(zhì)量百分比計(jì)外加0. 1-0. 2%的纖維作為防爆劑；以質(zhì)量百分比計(jì)外加5-8%水，形成自流態(tài)澆注料澆注到模具中，振動成型，振動時(shí)間3-10分鐘。振動后預(yù)制塊在模具中常溫養(yǎng)護(hù)12-24小時(shí)脫模，預(yù)制塊在110°C干燥12-24小時(shí)，冷卻后備用。(d)四號爐壁預(yù)制塊預(yù)制兩塊。以5-0. 2_氧化鋁空心球作為骨料，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量55-65% ;以氧化鋁微粉作為基質(zhì)，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量35-40% ;以硅灰作為結(jié)合劑，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量2. 5-3. 5% ;以質(zhì)量百分比計(jì)外加0. 1-0. 2%的三聚磷酸鈉作為減水劑；以質(zhì)量百分比計(jì)外加0. 1-0. 2%的纖維作為防爆劑；以質(zhì)量百分比計(jì)外加8-12%水，形成自流態(tài)澆注料澆注到爐壁專用模具中，振動成型，振動時(shí)間5-15分鐘。振動后預(yù)制塊在模具中常溫養(yǎng)護(hù)18-24小時(shí)脫模，預(yù)制塊在110°C干燥18-24小時(shí)，冷卻后備用。本發(fā)明與傳統(tǒng)高溫箱式電爐爐襯相比其顯著的有益效果體現(xiàn)在(I)本發(fā)明的高溫箱式電爐爐襯預(yù)制體經(jīng)實(shí)際應(yīng)用后證明能夠適應(yīng)1700°C高溫箱式電爐的使用要求。(2)本發(fā)明的高溫箱式電爐爐襯預(yù)制體具有施工方便的優(yōu)點(diǎn)，預(yù)制的爐頂、爐壁預(yù)制塊預(yù)制了熱電偶插孔和加熱體插孔等，無需人工鉆孔和切割，減輕工人勞動強(qiáng)度。(3)本發(fā)明的高溫箱式電爐爐襯預(yù)制體具有整體性好、保溫性好的優(yōu)點(diǎn)，能夠降低高溫箱式電爐爐殼的溫度。(4)本發(fā)明的高溫箱式電爐爐頂預(yù)制塊采用弧頂設(shè)計(jì)，減少了爐頂壓力。同時(shí)爐壁采用嵌入式加熱體安裝結(jié)構(gòu)，增加了高溫箱式電爐的爐容。(5)本發(fā)明的高溫箱式電爐爐頂預(yù)制塊干燥后即可安裝，安裝后隨爐升溫即可，無需預(yù)先燒制，降低了高溫箱式電爐爐襯的制造成本。


圖I是本發(fā)明高溫箱式電爐爐襯預(yù)制體結(jié)構(gòu)示意圖。I.一號高溫區(qū)爐頂預(yù)制塊；2.二號高溫區(qū)爐頂預(yù)制塊；3.三號低溫區(qū)爐頂預(yù)制塊；
4.四號爐壁預(yù)制塊；5.二號高溫區(qū)爐頂預(yù)制塊熱電偶插孔；6.一號高溫區(qū)爐頂預(yù)制塊加熱體插孔。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，高溫箱式電爐爐襯預(yù)制體結(jié)構(gòu)如下一號高溫區(qū)爐頂預(yù)制塊I ;二號高溫區(qū)爐頂預(yù)制塊2 ;三號低溫區(qū)爐頂預(yù)制塊3 ；四號爐壁預(yù)制塊4。其中二號高溫區(qū)爐頂預(yù)制塊中間設(shè)置熱電偶插孔，屬于易損壞區(qū)域，因此單獨(dú)設(shè)計(jì)。高溫區(qū)爐頂設(shè)計(jì)兩塊一號爐頂預(yù)制塊，屬于帶加熱體插孔的兩聯(lián)體預(yù)制塊。低溫區(qū)設(shè)計(jì)一塊無加熱體插孔的兩聯(lián)體三號爐頂預(yù)制塊。圖I中5為二號高溫區(qū)預(yù)制塊的熱電偶插孔，6為高溫區(qū)爐頂預(yù)制塊加熱體插孔位置。高溫箱式電爐爐襯預(yù)制體的預(yù)制方法為(a) 一號高溫區(qū)爐頂預(yù)制塊I預(yù)制兩塊，每塊預(yù)制塊預(yù)留八個(gè)加熱體插孔。以5-0. 2mm氧化鋁空心球作為骨料，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量60% ;以氧化鋁微粉作為基質(zhì)，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量37% ;以二氧化硅微粉作為結(jié)合劑，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量3% ;以質(zhì)量百分比計(jì)外加0. 1%的三聚磷酸鈉作為減水劑；以質(zhì)量百分比計(jì)外加0. 1% (質(zhì)的纖維作為防爆劑；以質(zhì)量百分比計(jì)外加10%水，形成自流態(tài)澆注料澆注到模具中，振動成型，振動時(shí)間3-10分鐘。振動后預(yù)制塊在模具中常溫養(yǎng)護(hù)24小時(shí)脫模，預(yù)制塊在110°C干燥24小時(shí)，冷卻后備用。(b) 二號高溫區(qū)爐頂預(yù)制塊2預(yù)制一塊，預(yù)留四個(gè)加熱體插孔，一個(gè)熱電偶插孔。以5-0. 2mm氧化鋁空心球作為骨料，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量60% ;以氧化鋁微粉作為基質(zhì)，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量37% ;以二氧化硅微粉作為結(jié)合劑，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量3% ;以質(zhì)量百分比計(jì)外加0. I %的三聚磷酸鈉作為減水劑；以質(zhì)量百分比計(jì)外加0. I %的纖維作為防爆劑；以質(zhì)量百分比計(jì)外加10%水，形成自流態(tài)澆注料澆注到模具中，振動成型，振動時(shí)間3-10分鐘。振動后預(yù)制塊在模具中常溫養(yǎng)護(hù)24小時(shí)脫模，預(yù)制塊在110°C干燥24小時(shí)，冷卻后備用。(c)三號爐口低溫區(qū)爐頂預(yù)制塊3預(yù)制一塊，以5-0. 2mm氧化鋁空心球作為骨料，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量60%;以氧化鋁微粉作為基質(zhì)，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量33%;以水泥作為結(jié)合劑，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量1% ;以質(zhì)量百分比計(jì)外加0. 1%的三聚磷酸鈉作為減水劑；以質(zhì)量百分比計(jì)外加0. 1%的纖維作為防爆劑；以質(zhì)量百分比計(jì)外加7%水，形成自流態(tài)澆注料澆注到模具中，振動成型，振動時(shí)間3-10分鐘。振動后預(yù)制塊在模具中常溫養(yǎng)護(hù)24小時(shí)脫模，預(yù)制塊在110°C干燥24小時(shí)，冷卻后備用。(d)四號爐壁預(yù)制塊4預(yù)制兩塊。以5-0. 2_氧化鋁空心球作為骨料，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量60% ;以氧化鋁微粉作為基質(zhì)，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量37% ;以硅灰作為結(jié)合齊U，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量3% ;以質(zhì)量百分比計(jì)外加0. I %的三聚磷酸鈉作為減水劑；以質(zhì)量百分比計(jì)外加0. 1%的纖維作為防爆劑；以質(zhì)量百分比計(jì)外加7%水，形成自流態(tài)澆注料澆注到爐壁專用模具中，振動成型，振動時(shí)間5-15分鐘。振動后預(yù)制塊在模具中常溫養(yǎng)護(hù)24小時(shí)脫模，預(yù)制塊在110°C干燥24小時(shí)，冷卻后備用。高溫箱式電爐爐襯預(yù)制體安裝及其使用的具體步驟(I)按爐型要求預(yù)制一套高溫箱式電爐爐襯預(yù)制塊，其中包括如圖I所示一號高溫區(qū)爐頂預(yù)制塊二塊，二號高溫區(qū)爐頂預(yù)制塊一塊，三號爐口低溫區(qū)爐頂預(yù)制塊一塊，四號爐壁預(yù)制塊二塊，對稱放置。(2)按圖I所示，安裝爐頂、爐壁預(yù)制塊。砌筑其它保溫磚后，將出現(xiàn)的縫隙用石棉封堵。(3)預(yù)制塊燒成通過高溫箱式電爐隨爐升溫來實(shí)現(xiàn)，第一次升溫時(shí)，升溫速度控制 在2-5°C /min，直至升溫到1600°C，恒溫3小時(shí)后自然降溫至室溫。(4)第二次使用高溫箱式電爐即可按試樣要求制定升溫制度。每次使用前觀察爐頂、爐壁的破損情況，如出現(xiàn)龜裂、掉角等現(xiàn)象時(shí)，及時(shí)更換預(yù)制塊。如再次更換預(yù)制塊，按步驟⑶升溫即可。
權(quán)利要求
1.一種高溫箱式電爐爐襯預(yù)制體，其特征在于該預(yù)制體是爐頂、爐壁分別預(yù)制，爐頂采用凝膠結(jié)合氧化鋁空心球澆注料澆注預(yù)制塊，爐頂采用弧頂形狀，高溫區(qū)爐頂預(yù)制三塊凝膠結(jié)合氧化鋁空心球耐火材料預(yù)制塊，預(yù)制塊帶有加熱體插孔，中間預(yù)制塊的中心位置有一個(gè)熱電偶插孔，兩側(cè)位置有四個(gè)加熱體插孔；高溫區(qū)兩端的兩聯(lián)體預(yù)制塊兩側(cè)位置設(shè)置八個(gè)加熱體插孔，爐口低溫區(qū)設(shè)置一塊水泥結(jié)合氧化鋁空心球澆注料預(yù)制塊；爐壁采用凝膠結(jié)合氧化鋁空心球澆注料澆注預(yù)制塊，爐壁為五對加熱體嵌入式結(jié)構(gòu)，爐壁與加熱體距離5-20mm，每座高溫箱式電爐安裝一對對稱的爐壁，高溫區(qū)與爐口低溫區(qū)采用整體澆注預(yù)制成型，高溫箱式電爐底部及后端爐襯采用定形耐火材料砌筑，爐口爐襯采用傳統(tǒng)爐門鑲嵌襯磚。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述高溫箱式電爐爐襯預(yù)制體的預(yù)制方法，其特征在于該方法如下 (a)一號高溫區(qū)爐頂預(yù)制塊預(yù)制兩塊，每塊預(yù)制塊預(yù)留八個(gè)加熱體插孔，以5-0. 2mm氧化鋁空心球作為骨料，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量55-65% ;以氧化鋁微粉作為基質(zhì)，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量30-40%;以二氧化硅微粉作為結(jié)合劑，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量2. 5-3. 5%;以質(zhì)量百分比計(jì)外加0. 1-0. 2%的三聚磷酸鈉作為減水劑；以質(zhì)量百分比計(jì)外加0. 1-0.2%的纖維作為防爆劑；以質(zhì)量百分比計(jì)外加8-12%水，形成自流態(tài)澆注料澆注到模具中，振動成型，振動時(shí)間3-10分鐘，振動后預(yù)制塊在模具中常溫養(yǎng)護(hù)12-24小時(shí)脫模，預(yù)制塊在110°C干燥12-24小時(shí)，冷卻后備用； (b)二號高溫區(qū)爐頂預(yù)制塊預(yù)制一塊，預(yù)留四個(gè)加熱體插孔，以質(zhì)量百分比計(jì)一個(gè)熱電偶插孔，以5-0. 2mm氧化鋁空心球作為骨料，加入量55-65% ;以氧化鋁微粉作為基質(zhì)，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量35-40% ;以二氧化硅微粉作為結(jié)合劑，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量2. 5-3. 5% ;以質(zhì)量百分比計(jì)外加0. 1-0. 2%的三聚磷酸鈉作為減水劑；以質(zhì)量百分比計(jì)外加0. 1-0. 2%的纖維作為防爆劑；以質(zhì)量百分比計(jì)外加8-12%水，形成自流態(tài)澆注料澆注到模具中，振動成型，振動時(shí)間3-10分鐘，振動后預(yù)制塊在模具中常溫養(yǎng)護(hù)12-24小時(shí)脫模，預(yù)制塊在110°C干燥12-24小時(shí)，冷卻后備用； (c)三號爐口低溫區(qū)爐頂預(yù)制塊預(yù)制一塊，以5-0.2_氧化鋁空心球作為骨料，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量55-65% ;以氧化鋁微粉作為基質(zhì)，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量30-35% ;以水泥作為結(jié)合劑，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量5-7% ;以質(zhì)量百分比計(jì)外加0. 1-0. 2%的三聚磷酸鈉作為減水劑；以質(zhì)量百分比計(jì)外加0. 1-0. 2%的纖維作為防爆劑；以質(zhì)量百分比計(jì)外加5-8%水，形成自流態(tài)澆注料澆注到模具中，振動成型，振動時(shí)間3-10分鐘，振動后預(yù)制塊在模具中常溫養(yǎng)護(hù)12-24小時(shí)脫模，預(yù)制塊在110°C干燥12-24小時(shí)，冷卻后備用； (d)四號爐壁預(yù)制塊預(yù)制兩塊，以5-0.2_氧化鋁空心球作為骨料，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量55-65% ;以氧化鋁微粉作為基質(zhì)，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量35-40% ;以硅灰作為結(jié)合齊U，以質(zhì)量百分比計(jì)加入量2. 5-3.5% ;以質(zhì)量百分比計(jì)外加0. 1-0. 2%的三聚磷酸鈉作為減水劑；以質(zhì)量百分比計(jì)外加0. 1-0. 2%的纖維作為防爆劑；以質(zhì)量百分比計(jì)外加8-12%水，形成自流態(tài)澆注料澆注到爐壁專用模具中，振動成型，振動時(shí)間5-15分鐘，振動后預(yù)制塊在模具中常溫養(yǎng)護(hù)18-24小時(shí)脫模，預(yù)制塊在110°C干燥18-24小時(shí)，冷卻后備用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高溫箱式電爐爐襯預(yù)制體及其預(yù)制方法，高溫箱式電爐爐襯預(yù)制體爐頂、爐壁分別預(yù)制。爐壁采用凝膠結(jié)合氧化鋁空心球澆注料澆注預(yù)制塊。高溫箱式電爐底部采用定形耐火材料砌筑。爐口采用爐門鑲嵌襯磚方式封堵爐門。高溫箱式電爐爐襯預(yù)制體的預(yù)制方法為一號高溫區(qū)爐頂預(yù)制塊預(yù)制兩塊，每塊預(yù)制塊預(yù)留八個(gè)加熱體插孔；二號高溫區(qū)爐頂預(yù)制塊預(yù)制一塊，預(yù)留四個(gè)加熱體插孔，一個(gè)熱電偶插孔；三號爐口低溫區(qū)爐頂預(yù)制塊預(yù)制一塊；四號爐壁預(yù)制塊預(yù)制兩塊。本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在適應(yīng)1700℃高溫箱式電爐的使用要求；預(yù)制體具有施工方便；預(yù)制體整體性好、保溫性好；增加了高溫箱式電爐的爐容，降低了高溫箱式電爐爐襯的制造成本。
文檔編號F27D1/10GK102767954SQ20111011441
公開日2012年11月7日 申請日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者劉海嘯, 張國棟, 欒旭, 羅旭東, 聶作振 申請人:遼寧科技大學(xué)