本发明涉及一种功能性材料
技术领域：
，更具体地说，它涉及一种装煤孔盖夹层保温材料及其应用。
背景技术：
：目前，装煤孔盖为焦炉直接影响耗能的重要设备，也是焦炉护炉铁较大的消耗件之一，装机量大，一座焦炉装机量基本为440件。设备出现故障或寿命短更换时，会大量逸散热能及煤气，造成能耗高和环保事件。目前钢铁企业焦炉装煤孔盖的使用结构形式分为三种，第一种最早整体铸造成型底部直接浇筑耐材，耐材直接与炉内气体接触。第二种为整体铸造成型，浇注料在其空腔，通过上部预留孔浇筑。第三种为分体式，下部与上部通过螺栓或螺钉连接机构。耐材有普通耐高温浇注料和陶瓷类两种。第一种为最老式结构，耐材直接受气流冲刷容易直接脱落至炉内，炉内热能逸散快，寿命短。尤其目前钢铁行业基本要求高产顺产，配套焦化生产工艺产量基本达到顶峰，生产紧张产能大，实践证明三种结构形式使用寿命基本在4-6个月，提高设备性能和寿命，降低设备故障率，保证环保，减少更换次数，降低工人劳动强度，降低生产成本至关重要。技术实现要素：针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种装煤孔盖夹层保温材料，可以填充到装煤孔盖中作为夹层，起到保温隔热的作用，降低了设备故障率，提高了焦炉碳化室的热效率利用，降低了炉顶温度。本发明的第二个目的在于提供一种装煤孔盖夹层保温材料的应用，将装煤孔盖夹层保温材料用于制备装煤孔盖，得到耐用度高的装煤孔盖。本发明的上述技术的第一个目的是通过以下技术方案得以实现的：一种装煤孔盖夹层保温材料，包括按重量份计的以下有效成分：在其中一个实施例中，包括按重量份计的以下有效成分：在其中一个实施例中，所述骨料为氧化铝含量43wt％的轻质骨料，粒径为0.5-8mm。在其中一个实施例中，所述氧化铝为α-氧化铝。在其中一个实施例中，所述水泥为ca-70铝酸盐水泥。在其中一个实施例中，所述助剂为六偏磷酸钠。本发明的上述技术的第二个目的是通过以下技术方案得以实现的：一种装煤孔盖夹层保温材料的应用，将装煤孔盖夹层保温材料用于制备装煤孔盖，包括以下步骤：备件步骤：准备装煤孔盖的上盖和下盖，在下盖处设置空腔；保温材料制备步骤：将骨料、60铝矾土、二氧化硅、氧化铝、水泥和助剂加水在常温下搅拌混合，使得混合物的流动度为漏斗粘度计测1725ml浆体流出时间20-40s，得到装煤孔盖夹层保温材料；烘烧步骤：将装煤孔盖夹层保温材料注入下盖的空腔，然后分三级进行烘烧：第一级的烘烧时间为10-15h，温度从室温升至200-300℃，然后保温5-10h；第二级的烘烧时间为10-20h，的温度升至500-600℃，然后保温12-15h；第三级的烘烧时间为10-20h，温度升至650-1000℃，然后保温20-35h；形成夹层；安装步骤：将上盖与下盖对应安装紧固，得到装煤孔盖。在其中一个实施例中，备件步骤中，在上盖开设堆焊孔，在下盖处设置空腔，且在下盖处，与堆焊孔对应的位置预埋圆钢；安装步骤中，将上盖与下盖对应安装，在堆焊孔处堆焊使得上盖和下盖紧固，得到装煤孔盖。在其中一个实施例中，烘烧步骤中，第一级的烘烧时间为13h，温度从室温升至250℃，然后保温8h；第二级的烘烧时间为18h，的温度升至550℃，然后保温14h；第三级的烘烧时间为18h，温度升至980℃，然后保温33h。综上所述，本发明具有以下有益效果：1、本发明装煤孔盖夹层保温材料，可以填充到装煤孔盖中作为夹层，起到保温隔热的作用，降低了设备故障率，提高了焦炉碳化室的热效率利用，降低了炉顶温度；2、本发明装煤孔盖夹层保温材料中的成分经过进一步的研究，其在使用时，加水混合，能够达到良好的流动性，达到均匀的填充效果，使得在装煤孔盖中形成均匀的隔热层，防止局部受热不均膨胀开裂；避免装煤孔盖逸散热能及煤气，同时保证能耗低，实现节能环保；3、本发明装煤孔盖夹层保温材料的应用，将装煤孔盖夹层保温材料用于制备装煤孔盖，将其调配至适合的流动度并结合烘烧程序，在装煤孔盖中形成隔热层，微膨胀率与收缩率相抵，成型度好，使得热量不容易散发。具体实施方式下面结合具体实施方式和实施例，对本发明进行详细描述。一种装煤孔盖夹层保温材料，其特征在于包括按重量份计的以下有效成分：其中，骨料为氧化铝含量43wt％的轻质骨料，粒径为0.5-8mm。其中，所述二氧化硅为200目。其中，所述氧化铝为α-氧化铝。其中，所述水泥为ca-70铝酸盐水泥。其中，所述助剂为六偏磷酸钠。装煤孔盖夹层保温材料的应用，其特征在于，将装煤孔盖夹层保温材料用于制备装煤孔盖，包括以下步骤：备件步骤：准备装煤孔盖的上盖和下盖，在上盖开设堆焊孔，在下盖处设置空腔，且在下盖处，与堆焊孔对应的位置预埋圆钢；保温材料制备步骤：将骨料、60铝矾土、二氧化硅、氧化铝、水泥和助剂加水在常温下搅拌混合，使得混合物的流动度为漏斗粘度计测1725ml浆体流出时间20-40s，得到装煤孔盖夹层保温材料；烘烧步骤：将装煤孔盖夹层保温材料注入下盖的空腔，然后分三级进行烘烧：第一级的烘烧时间为10-15h，温度从室温升至200-300℃，然后保温5-10h；第二级的烘烧时间为10-20h，的温度升至500-600℃，然后保温12-15h；第三级的烘烧时间为10-20h，温度升至650-1000℃，然后保温20-35h；形成夹层；安装步骤：将上盖与下盖对应安装，在堆焊孔处堆焊使得上盖和下盖紧固，得到装煤孔盖。本发明的流动度通过调整保温材料的成分，其在混合时，达到流动度20-40s，能够很好地按照装煤孔盖下盖空腔形状进行填充，使其隔热均匀且密封性好，而烘烧温度的分级设置，可以使得保温材料在固化的过程中，微膨胀率与收缩率抵消，成型度好，密封保密性强，使得上盖和下盖的契合度高，装煤孔盖整体性强，长时间使用不变形不松脱。实施例1-3：制备装煤孔盖夹层保温材料，包括按重量份计如表格1所示的以下有效成分：表格1实施例1-3有效成分的用量将实施例1-3通过以下方法制备装煤孔盖：备件步骤：准备装煤孔盖的上盖和下盖，在上盖开设堆焊孔，在下盖处设置空腔，且在下盖处，与堆焊孔对应的位置预埋圆钢；保温材料制备步骤：将骨料、60铝矾土、二氧化硅、氧化铝、水泥和助剂加水在常温下搅拌混合，使得混合物的流动度为漏斗粘度计测1725ml浆体流出时间30s，得到装煤孔盖夹层保温材料；烘烧步骤：将装煤孔盖夹层保温材料注入下盖的空腔，然后分三级进行烘烧：实施例1的烘烧参数：第一级的烘烧时间为13h，温度从室温升至250℃，然后保温8h；第二级的烘烧时间为18h，的温度升至550℃，然后保温14h；第三级的烘烧时间为18h，温度升至980℃，然后保温33h；实施例2的烘烧参数：第一级的烘烧时间为14h，温度从室温升至280℃，然后保温9h；第二级的烘烧时间为12h，的温度升至500℃，然后保温13h；第三级的烘烧时间为15h，温度升至900℃，然后保温30h；实施例3的烘烧参数：第一级的烘烧时间为11h，温度从室温升至260℃，然后保温6h；第二级的烘烧时间为15h，的温度升至580℃，然后保温12h；第三级的烘烧时间为12h，温度升至950℃，然后保温30h；安装步骤：将上盖与下盖对应安装紧固，得到装煤孔盖。对实施例1-3进行检测：烘烧步骤后，将下盖冷却至室温，对夹层进行膨胀率的检测，结果如表格2所示：表格2实施例1-3的膨胀率检测结果项目实施例1实施例2实施例3膨胀率(％)0.0020.0090.12对将实施例1-3用于制备的装煤孔盖进行使用检测：实施例1-3的装煤孔盖的使用寿命均达到2年以上，结焦周期内炉盖表面温度，与常规的整体铸造成型，浇注料在空腔，通过上部预留孔浇筑的装煤孔盖相比，降低实施例198℃，实施例292℃，实施例389℃，炉盖热损失均降低44％以上。在炉顶0.5m高度测量空气温度，结焦初期实施例1下降6℃，实施例2下降4.5℃，实施例3下降4.1℃，结焦末期实施例1下降8℃，实施例2下降7.4℃，实施例3下降7.1℃，大幅提高了焦炉碳化室热效率的利用，改善了炉顶作业环境，也避免了因漏气冒气造成的环境污染；设备故障率降低，也大大减少揭盖机电磁铁的消耗量，降低了工人的劳动强度，降低了备件消耗大幅降低企业生产成本。用实施例1制备的装煤孔盖进行成本计算：备件成本计算：原老焦装煤孔盖(不含浇筑)单价约385元，浇筑人工和耐材费用约600元，改进后单价约1243元；新焦装煤孔盖单价1750元，改进后单价约为1243元；焦炉盖电磁铁单价约10735元。老焦炉装机量770件，新焦炉装机量440件。(1)老焦装煤孔盖年节约费用＝改进前年消耗(装机量*12个月/使用寿命*改进前单价)-改进后年消耗(装机量*12个月/使用寿命*改进后单价)＝770*24/4*(385+600)-770*12/24*1243＝1318240元。(2)新焦装煤孔盖年节约费用＝改进前年消耗(装机量*12个月/使用寿命*改进前单价)-改进后年消耗(装机量*12个月/使用寿命*改进后单价)＝440*24/6*1750-440*12/24*1243＝993080元。(3)炉盖电磁铁年历史消耗量为20件，改进后消耗约5件，节省备件费用：15*10735＝161025元。共节省费用：1318240+993080+161025＝247.23万元。煤气节能费用计算：(1)1#、2#焦炉加热焦炉煤气年节约费用＝(改进前每小时流量-改进后每小时流量)*24*365*2座炉*焦炉煤气单价＝(13000-12876.5)*24*365*2*1.276元＝2760906元。(2)4#、5#焦炉加热焦炉煤气年节约费用＝(改进前每小时流量-改进后每小时流量)*24*365*2座炉*焦炉煤气单价＝(8500-8419.25)*24*365*2*1.276元＝1805208元。以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本
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的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12