专利名称：耐火材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及冶炼领域。具体地，涉及耐火材料及其制备方法。
背景技术：
过程强化技术的发展对钢铁和有色金属冶金所使用的高温炉窑的内衬造成了严重的损伤。目前，高温炉窑的内壁都砌筑有价格昂贵的高级耐火砖，并且高温炉窑还必须镶嵌多层价格更加昂贵的纯铜水冷壁或纯铜水套，这大大地增加了高温炉窑的制造成本。此外，纯铜的导热性能虽然良好，但是熔点仅为1083°C。而高温炉窑内的温度高达 1000 1600°C。因此，如果冷却水的供应稍有不慎，纯铜水冷壁或纯铜水套必然迅速熔化， 这是高温炉窑的纯铜水冷壁或纯铜水套发生漏水事故的重要原因。因而，目前的炉窑的内衬材料有待改进。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种导热性能良好的耐火材料。为了实现上述目的，根据本发明的实施例，提供了一种耐火材料，其特征在于，所述耐火材料中含有导热纤维。根据本发明实施例的耐火材料能够借助其所含有的导热纤维，快速导热，显著提高耐火材料的导热性能。进而，在将根据本发明实施例的耐火材料应用于炉窑时，能够借助其所含有的导热纤维，快速传导炉窑内衬层与冷却元件之间的热量， 避免炉窑内衬层过热，并在炉窑内衬层炉内一侧的表面形成稳定的挂渣层，达到双重保护炉窑内衬层和显著提高炉窑寿命的目的。另外，根据本发明实施例的耐火材料可以具有如下附加的技术特征根据本发明的一个实施例，所述导热纤维的熔点高于1000摄氏度。由此，根据本发明实施例的耐火材料能够经受高温，即使在1000摄氏度以上的高温下，导热纤维材料也不会发生熔化，从而不会影响耐火材料的耐火性能，可以用于制造冶金行业的炉窑的内衬层。根据本发明的一个实施例，所述导热纤维由选自铁、铜、锰、镍、铬、铝、钛、锆及其合金，或碳纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维的至少一种制成。根据本发明的一个具体示例，所述导热纤维的长度为5-15mm。由此，由此，可以进一步提高耐火砖的导热性能，并且能够提高耐火材料的强度和耐急冷急热性能。根据本发明的一个实施例，所述导热纤维均勻地分布在所述耐火材料中。由此，导热纤维不会发生相互缠绕或结球地分布在所述耐火材料中，可以进一步提高耐火材料的导热性能。根据本发明的一个实施例，所述导热纤维呈选自直角形、弧形的至少一种。由此， 可以进一步提高导热纤维与耐火材料的结合强度。根据本发明的一个实施例，所述导热纤维的表面为非光滑面。由此，可以进一步提高导热纤维与耐火材料的结合强度。根据本发明的一个实施例，所述耐火材料为选自镁质耐火材料、镁铬质耐火材料、 高铝质耐火材料的至少一种。由此，可以进一步提高耐火材料的耐火性能。根据本发明的一些示例，所述耐火材料为耐火砖或非定形耐火材料。在本发明的另一个方面，根据本发明的实施例，还提供了一种制备上述耐火材料的方法，其特征在于，包括提供导热纤维，该导热纤维的长度不大于预定的长度；将所述导热纤维添加到预制耐火材料中；以及对添加有导热纤维的预制耐火材料进行搅拌，以获得所述耐火材料。由此，可以通过传统的制备耐火材料的方法，制备其中含有导热纤维的耐火材料。关于该耐火材料的优点，前面已经进行了描述，在此不再赘述。在本发明的另外一个方面，根据本发明的实施例，提供了一种炉窑，其特征在于， 包括炉窑壳体；淋水器，所述淋水器设置在所述炉窑壳体的外壁，所述淋水器向所述炉窑壳体的外壁喷射冷却水以冷却所述炉窑壳体；以及耐火内衬层，所述耐火内衬层设置在所述炉窑壳体的内壁上。根据本发明实施例的炉窑通过在所述炉窑壳体的内壁设置所述耐火泥内衬层来对所述炉窑壳体进行保护、并通过在所述炉窑壳体的外侧设置所述淋水器来对所述炉窑壳体进行冷却，这样可以避免采用价格昂贵的高级耐火砖和纯铜水冷壁或纯铜水套，从而极大地降低了所述炉窑的制造成本。而且，由于是向所述炉窑壳体的外壁喷射冷却介质(例如水)，因此无需对所述冷却介质进行净化处理，从而大大地降低了所述炉窑的运行成本。根据本发明的实施例，所述耐火内衬层包括多个耐火泥内衬件，所述耐火泥内衬件彼此相邻设置且分别通过多个钉爪而设置在所述炉窑壳体的内壁上，所述钉爪固定至所述炉窑壳体的内壁，其中所述耐火泥内衬件由前述的耐火材料制成。根据本发明实施例的炉窑，耐火材料制成的耐火内衬层具有优秀的导热性能，从而提高了冷却效果，炉窑可以安全运行。另外可以尽可能地避免采用价格昂贵的冷却系统，从而极大地降低了所述炉窑的制造成本。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1是根据本发明实施例的闪速熔炼炉的结构示意图；图2是图1中圈示A部的剖视图，即炉窑的剖面示意图；图3显示了根据本发明的一个实施例的供水控制回路示意图；图4显示了根据本发明的一个实施例的耐火砖的剖面示意图；以及图5显示了根据本发明的一个实施例的非定形耐火材料的剖面示意图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、 “左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所
示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、 “连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。耐火材料本发明是基于发明人的下列发现而完成的高温炉窑的内衬通常需要水冷元件保护，由于普通的耐火材料导热性能差，致使炉窑内衬表面不能得到水冷元件的有效保护，因而掛渣不稳固，加快了炉窑内衬的损伤。为此，为了提高炉窑的安全性能，需要提高耐火材料的导热性能。根据本发明的实施例，提供了一种耐火材料，该耐火材料中可以含有导热纤维。根据本发明实施例的耐火材料能够中含有导热纤维，因而导热纤维可以提高耐火材料的到导热性能，耐急冷急热性能和机械强度。从而，当将该耐火材料应用于炉窑时，在炉窑内衬的表面容易形成稳固的挂渣层，从而使炉窑内衬得到可靠的保护，延长炉窑的使用寿命，生产作业率提高，维修费用降低。在本发明中使用的术语“耐火材料”是指在工业中能够抵抗高温、有较好的抗热冲击和化学侵蚀的能力、导热系数低和膨胀系数低的非金属材料，例如根据本发明的实施例， 耐火材料的耐火度不低于1000摄氏度。这里所使用的术语“耐火度”是指耐火材料在没有荷重情况下，抵抗高温作用而不软化的摄氏温度。根据本发明的实施例，耐火材料的成分不受特别限制。根据本发明的具体示例，耐火材料可以为选自镁质耐火材料、镁铬质耐火材料、高铝质耐火材料的至少一种。由此，可以进一步提高耐火材料的耐火性能，并且这些耐火材料的成本低，利用这些耐火材料可以降低炉窑的生产成本。根据本发明进一步的一些示例，耐火材料可以为耐火砖或非定形耐火材料，可以容易地利用耐火砖制备炉窑的内衬层，例如可以通过常规手段将耐火砖进行堆砌而制备炉窑的耐火内衬层。在本发明中所使用的术语，“非定形耐火材料”是一种没有经过煅烧的耐火材，其由耐火骨料和粉料、结合剂或另掺外加剂一定比例组成的混合料，可以直接使用或加适当的液体调配后使用。因而，可以通过常规方法，将非定形耐火材料涂抹在炉窑壳体上后，直接形成耐火内衬层。在本发明中所使用的术语“导热纤维”应作广义理解，是指任何能够提高耐火材料的热传导性能的材料。根据本发明的一些实施例，导热纤维的熔点可以高于耐火材料的耐火度，例如高于1000摄氏度。由此，根据本发明的实施例的耐火材料能够经受高温，导热纤维不会先于耐火材料在高温下熔化，因而导热纤维不会影响耐火材料的耐火性能，因而可以用于制造冶金行业的炉窑的内衬层。根据本发明的实施例，导热纤维的长度不受特别限制，根据具体的示例，导热纤维的长度可以为5-15mm。申请人发明人发现，利用长度为 5-15mm的导热纤维，优选10mm，能够进一步提高耐火材料的导热性能，并且能够实现导热纤维与耐火材料的结合强度。并且发明人发现，利用5-15mm的导热纤维，容易混合均勻，不会发生该导热纤维相互缠绕或结球，能够进一步提高耐火材料的导热性能，能够提高耐火材料的强度和耐急冷急热性能。根据本发明的实施例，导热纤维的材料不受特别限制，根据具体的示例，导热纤维由选自铁、铜、锰、镍、铬、铝、钛、锆及其合金，或碳纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维的至少一种制成。由此，可以获得高导热性能，另外，这些金属均具有高熔点，因而可以实现金属丝的高熔点。根据本发明的实施例，金属丝可以由一种金属制成，也可以有至少两种金属制成。根据本发明的实施例，金属丝的长径比不受特别限制。根据本发明的实施例，导热纤维在耐火材料中的设置并不受到特别限制。根据本发明的一些示例，导热纤维均勻度的分布在耐火材料中，发明人发现，这样能够进一步提高耐火材料的导热性能。另外，导热纤维的形状也不受特别限制，可以将导热纤维制成任意形状。根据本发明的实施例，导热纤维呈直角形或者弧形，优选直角形，由此，可以提高导热纤维与耐火材料的结合强度，即使导热纤维具有光滑的表面，从而进一步提高耐火材料的导热性能。另外，还可以将导热纤维制成直线形，为了提高导热纤维与耐火材料的结合强度， 可以在导热纤维的表面形成螺纹。根据本发明的实施例，可以通过传统的方式制备上述耐火材料，只需要在制备过程中添加导热纤维即可，从而降低了耐火材料的生产成本。例如，根据本发明的一个实施例，可以提供一种制备如上所述的耐火材料的方法。该方法可以包括提供导热纤维，该导热纤维的长度不大于预定的长度；将所述导热纤维添加到预制耐火材料中；以及对添加有导热纤维的预制耐火材料进行搅拌，以获得所述耐火材料。这里所使用的术语“预定的长度”的具体数值，可以由技术人员根据具体情况进行选择，例如预定的长度指15mm，导热纤维的长度为5-15mm，优选10mm，由此，能够进一步提高耐火材料的导热性能，并且能够实现导热纤维与耐火材料的结合强度。根据本发明的实施例，可以将所得到的耐火材料进一步成型处理，从而得到耐火砖，例如可以采用高温煅烧或者熔铸。进一步地，对于耐火砖，可以通过将常规的耐火材料的原料例如氧化镁、粘土混合并加入水调成糊状，然后加入导热纤维例如金属丝，在模具中成型，经过自然干燥，将成型的耐火砖经过在高温下例如在1300-1600摄氏度下烧结，得到耐火砖。对于非定形耐火材料，可以通过将常规的耐火材料的原料例如氧化锆、固化剂例如轻烧氧化镁充分混合，然后加入结合剂例如酚醛树脂，搅拌，混合均勻，并向其中加入导热纤维即可。参考图4，根据本发明的实施例，提供了一种耐火砖600，该耐火砖600具有耐火砖本体601以及导热纤维602。其中，导热纤维602设置在耐火砖本体601的内部。参考图 5，根据本发明的实施例，提供了一种无定形耐火材料700，该无定形耐火材料700具有本体 701以及导热纤维702。其中，导热纤维702设置在耐火砖本体701的内部。由此，根据本发明实施例的耐火砖600和无定形耐火材料700可以具有良好的导热性能，并且可以被容易地应用于炉窑中制备炉窑的内衬，例如通过常规的堆砌的方法在炉窑的内部制备内衬。根据本发明的实施例的耐热材料的应用广泛，适用各种炉窑，包括但不限于炼铁用高炉、各种有色冶金工艺中所使用的炉窑。根据本发明的实施例，可以将耐火材料应用于闪速熔炼炉，并且可以进一步将耐火材料应用于冶炼系统。为了方便理解，下面参考附图对具有上述耐火材料内衬的炉窑、闪速熔炼炉以及冶炼系统进行详细描述。需要说明的是，下面描述的炉窑、闪速熔炼炉以及冶炼系统仅是作为耐火材料的应用实例提供的，而不应理解为对本发明耐火材料应用范围的限制。炉窑下面参照图1和图2描述根据本发明实施例的炉窑100。根据本发明实施例的炉窑100包括炉窑壳体110、淋水器和耐火内衬层130。如图 1和图2所示，淋水器设置在炉窑壳体110的外壁，所述淋水器向炉窑壳体110的外壁的上部喷射冷却水以冷却炉窑壳体110。所述耐火内衬层130设置在炉窑壳体110的内壁上。根据本发明实施例的炉窑100，通过在炉窑壳体110的内壁设置所述耐火内衬层 130来对炉窑壳体110进行保护、并通过在炉窑壳体110的外壁设置所述淋水器来对炉窑壳体110进行冷却，这样可以避免采用价格昂贵的高级耐火砖和纯铜水冷壁或纯铜水套，从而极大地降低了炉窑100的制造成本。而且，由于是向炉窑壳体110的外壁喷射冷却水，因此无需对所述冷却进行净化处理，从而大大地降低了炉窑100的运行成本。淋水器可以包括至少一圈淋水管120，所述淋水管120可以围绕炉窑壳体110设置以向炉窑壳体110的外壁喷洒冷却水以冷却炉窑壳体。在本发明的一些实施例中，淋水管120至少设置在炉窑壳体110的上部，且朝向炉窑壳体110的外壁的上部均勻地喷射冷却水以在炉窑壳体110的外壁上形成均布且连续的冷却水膜。在本发明的另外一些实施例中，如图2所示，在炉窑壳体110的外周面上具有从上到下彼此间隔开的至少一个凹部，其中至少一圈淋水管120分别围绕设置凹部处。也就是说，由于炉窑壳体110的外周面可能具有非规则性而存在多个凹部，其中凹部即炉窑壳体110的外周面上外周周长最小的部分。可选地，在每个凹部处，淋水管120可设置一圈或多于一圈。关于淋水管120的安装，具体地，可以在炉窑壳体110的外壁上固定至少一个淋水管安装架(图未示出)，其中至少一圈淋水管120可以分别一一对应地安装在淋水管安装架上。可选地，在每圈淋水管120上间隔开地安装多个喷嘴，多个喷嘴可将冷却水喷射到炉窑壳体110的外壁上。进一步可选地，多个喷嘴可等间隔地安装在每圈淋水管120上，以便向炉窑壳体110的外壁更均勻地喷射冷却水。在本发明的一些示例中，炉窑100还可以进一步包括至少一个承水槽140，承水槽 140可以设置在炉窑壳体110上，用于承接淋水管120所喷射出的冷却水。通过设置承水槽140，可以将喷射到炉窑壳体110的外壁上的冷却水收集起来，并可以通过输送装置(例如泵)将承水槽140收集的冷却水输送回到淋水管120中以重复利用冷却水，从而进一步降低炉窑100的运行成本。具体地，承水槽140可围绕炉窑壳体110设置。可选地，承水槽 140分别一一对应地设置在淋水管120的下方，即在每个凹部上设置的淋水管120的下方均设置有承水槽140，以便尽可能地循环更多的冷却水。炉窑壳体110可由钢板、铸钢或者铸铁等材料形成。如图2所示，在本发明的一些实施例中，耐火内衬层130可以包括多个耐火泥内衬件132，耐火泥内衬件132彼此相邻设置且分别通过多个钉爪131支撑并固定在炉窑壳体 110的内壁上，其中钉爪131固定至炉窑壳体110的内壁上。通过在炉窑壳体110的内壁上形成多个钉爪131，从而不仅可以利用多个钉爪131将耐火泥内衬件132支撑并固定在炉窑壳体110的内壁上，而且可以利用多个钉爪131冷却耐火泥内衬件132。此外，通过在炉窑壳体110的内壁上形成多个钉爪131还可以在炉窑100运行后在耐火泥内衬件132的表面形成挂渣层，从而可以进一步地保护耐火泥内衬132。在本发明的一个具体示例中，耐火泥内衬132中可以设置有导热部件1321，从而可以进一步增加耐火泥内衬132的导热性能。具体地，导热部件1321可以是具有较好导热性能的高熔点金属丝或纤维材料，由此，通过导热部件1321可使热量充分地传递到钉爪 131上，并通过钉爪131传递到炉窑壳体110然后被冷却，使得冷却速度更快。具体地，耐火泥内衬132可由根据前述本发明实施例的耐火材料制成。在本发明中，耐火泥内衬件132可以由上述耐火材料形成，且该耐火泥内衬件132 的形状可以根据炉窑100的内壁形状来构造，例如方形、菱形等。在本发明的一个实施例中，钉爪131可拆卸地连接至炉窑壳体110的内壁。在本发明的另一个实施例中，钉爪131可以一体形成至炉窑壳体110的内壁，钉爪131的平行于炉窑壳体110的内壁的截面可以是方形截面、多边形截面、椭圆形截面或者圆形截面。在本发明的一个具体示例中，钉爪131外表面可以是形成有螺纹或者凹凸结构的表面，这样可以增加钉爪131的导热面积。可选地，钉爪131的长度可以是30-150mm，以方便固定耐火泥内衬132。在本发明的一些示例中，多个钉爪131可以均勻地分布在炉窑壳体110的内壁上， 即炉窑壳体110的横向上的相邻的两个钉爪131的间距可以相同，炉窑壳体110的竖向上的相邻的两个钉爪131的间距可以相同，且炉窑壳体110的横向上的相邻的两个钉爪131 的间距可以等于炉窑壳体110的竖向上的相邻的两个钉爪131的间距。具体地，当炉窑壳体 110为圆柱形时，炉窑壳体110的横向为炉窑壳体110的周向，炉窑壳体110的竖向为炉窑壳体Iio的轴向。例如，分布在炉窑壳体110的内壁上的钉爪131的间距可以是60-300mm， 即炉窑壳体110的横向上的相邻的两个钉爪131的间距可以是60-300mm，炉窑壳体110的竖向上的相邻的两个钉爪131的间距可以是60-300mm。在本发明的一个实施例中，炉窑壳体110可以由钢板、铸钢或者铸铁形成，钉爪 131可以由导热材料形成，耐火泥内衬132可以由镁铬质耐火材料制成。具体地，炉窑壳体 110可以一体地形成，也可以分块连接而成，还可以分层形成。在本发明的一些实施例中，淋水管120和承水槽140中可以分别设置有水温检测器和水压检测器，用于检测其中的水温和水压。也就是说，每圈淋水管120中可以设置有水温检测器和水压检测器以检测每圈淋水管120中的冷却水的温度和压力，承水槽140中可以设置有水温检测器和水压检测器以检测承水槽140中的冷却水的温度和压力。图3显示了根据本发明的一个实施例的供水控制回路示意图。如图3中所示，炉窑100可以进一步包括供水控制器200，供水控制器可以根据淋水管120和承水槽140中设置的水温检测器201、202和水压检测器203、204的检测值控制淋水管120喷射的冷却水的量，以将淋水管120的进水温度控制为3-30度，且将承水槽140的排水温度控制为不高于 65度。也就是说，供水控制器200可以根据水温检测器201、202和水压检测器203、204检测到的淋水管120和承水槽140中的冷却水的温度和压力来改变淋水管120喷射的冷却水的量，从而可以将进入淋水管120中的冷却水的温度控制为3-30度，且将承水槽140中的冷却水的温度控制为不高于65度。由此，在整个冷却循环中，不会产生水蒸气，从而不会造成水源的浪费和对环境的污染。通过设置供水控制器200、水温检测器201、202和水压检测器203、204，不仅可以防止进入淋水管120中的冷却水的温度过低或过高(冷却水的温度过低会因结冰而堵塞淋水管120的开孔，冷却水的温度过高不能对炉窑壳体110进行有效地冷却)，而且可以防止承水槽140收集的冷却水的温度过高(承水槽140中的冷却水的温度过高不仅降低冷却效果，而且可以导致输送冷却水的管路和炉窑壳体110的外侧结垢，并可能产生过多的水蒸汽，影响环境)。在本发明的一些示例中，炉窑100还可以包括额外的供水源205，额外的供水源 205用于可选择地向淋水器中供给冷却水。当原有的供水源因故障(例如停电)不能向淋水管120提供冷却水时，额外的供水源205可以在供水控制器200的控制下向淋水管120提供冷却水，以确保淋水管120可以不间断地向炉窑壳体110的外壁喷射冷却水。具体地，可以设置至少一个高位水箱作为该供水源205，高位水箱205内容纳有冷却水且与淋水管120 相连，从而可以利用高位水箱205内的冷却水的自身重力将冷却水输送到淋水管120中。在本发明的一个示例中，炉窑壳体110的一部分上可以设置有冷却水套(未示出)，且冷却水通入冷却水套以对炉窑壳体110的一部分进行冷却。具体地，冷却水套可以设在炉窑壳体110的与炉窑100内温度最高的区域相对应的部分上。闪谏熔炼炉下面将以利用该炉窑的闪速熔炼炉来描述该炉窑的应用，但是需要说明的是，本发明不限于此，例如高铁熔炼炉、有色金属熔炼炉等中均可以应用本发明的炉窑，由此下述对闪速熔炼炉的说明只是出于示例的目的，而不是为了限制本发明的保护范围。图1描述根据本发明实施例的闪速熔炼炉500。如图1所示，根据本发明实施例的闪速熔炼炉500包括上述的炉窑100、沉淀池300和烟道400。沉淀池300设置在炉窑100 的下部，用于容纳从炉窑100中反应后落下的熔体。烟道400与炉窑100、沉淀池300相连通，用于排出炉窑100中所产生的烟气。根据本发明实施例的闪速熔炼炉500通过利用上述的炉窑100，从而可以极大地降低闪速熔炼炉500的制造成本，且整个冶炼过程运行非常稳定。冶炼系统本发明还提供了一种冶炼系统，冶炼系统包括上述的炉窑100。根据本发明实施例的冶炼系统通过利用上述的炉窑100，从而可以极大地降低冶炼系统的制造成本，且整个系统可以非常稳定地运行。用于炉窑的冷却方法下面将描述根据本发明的一个实施例的用于炉窑的冷却方法。该方法可以包括A)在炉窑100的炉窑壳体110的内壁上设置耐火内衬层130以保护炉窑壳体110 的内壁；以及B)向炉窑壳体110的外壁喷射冷却水以在炉窑壳体110的外壁上形成有冷却水膜，其中冷却水的喷射速度控制成将炉窑壳体110的内壁的温度冷却至预定的温度之下。可选地，步骤B)进一步包括通过设置在炉窑壳体的外周上的淋水管向所述炉窑壳体的外壁喷射冷却水，以在所述炉窑壳体的外壁上形成均布且连续的水膜。根据本发明实施例的炉窑100的冷却方法通过在炉窑壳体110的内壁设置耐火内衬层130来对炉窑壳体110进行保护、并通过向炉窑壳体110的外壁喷射冷却水来对炉窑壳体110进行冷却，这样可以避免利用价格昂贵的高级耐火砖和纯铜水冷壁或纯铜水套， 从而极大地降低了炉窑100的制造成本。而且，由于是向炉窑壳体110的外壁喷射冷却水， 因此无需对冷却水进行净化处理，即该冷却水可以采用普通的水质，而无需进行任何水处理，从而大大地降低了炉窑100的运行成本。在根据本发明的一个实施例的冷却方法中，耐火内衬层130可以包括多个耐火泥内衬件132，耐火泥内衬件132彼此相邻设置且分别通过多个钉爪131支撑并固定在炉窑壳体110的内壁上，其中钉爪131固定至炉窑壳体110的内壁上。通过在炉窑壳体110的内壁上形成多个钉爪131，从而不仅可以利用多个钉爪131将耐火泥内衬件132支撑并固定在炉窑壳体110的内壁上，而且可以利用多个钉爪131冷却耐火泥内衬件132。此外，通过在炉窑壳体110的内壁上形成多个钉爪131还可以在炉窑100运行后在耐火泥内衬件132的表面形成挂渣层，从而可以进一步地保护耐火泥内衬132。在本发明的一个实施例中，钉爪131可以由导热材料形成，且耐火泥内衬件132 中可以设置有导热部件1321，从而可以进一步增加耐火泥内衬件132的导热性能，且可以通过将炉窑内的热通过该导热部件1321传递至钉爪131，由于钉爪131与炉窑壳体110具有良好的导热接触，从而可以通过形成在炉窑壳体110的外表面上的水膜迅速地将热量带走，从而进一步地提高冷却效率。具体地，导热部件1321可以是具有较好导热性能的高熔点金属丝或纤维材料。在本发明的一些示例中，在步骤B)中，淋水器可以设置成至少环绕炉窑壳体110 的上部的至少一圈淋水管120，该淋水管120将冷却水喷射到炉窑壳体110上，且沿着炉窑壳体110的外壁向下流动的冷却水通过围绕炉窑壳体110设置在相应的淋水管120下方的承水槽140排出。通过设置承水槽140可以将喷射到炉窑壳体110的外壁上的冷却水收集起来，并可以通过输送装置(例如泵)将承水槽140收集的冷却水输送回到淋水管120以重复利用冷却水，从而进一步降低炉窑100的运行成本。 在本发明的一个示例中，淋水管120的进水温度可以控制为3-30度，且承水槽140 的排水温度可以控制为不高于65度。这样，不仅可以防止进入淋水管120中的冷却水的温度过低或过高(冷却水的温度过低会因结冰而堵塞淋水管120的开孔，冷却水的温度过高不能对炉窑壳体110进行有效地冷却)，而且可以防止承水槽140收集的冷却水的温度过高(承水槽140中的冷却水的温度过高不仅降低冷却效果，而且可以导致输送冷却水的管路和炉窑壳体110的外侧结垢，并可能产生过多的水蒸汽，影响环境)。对于耐火泥内衬件的构造和形成材料，可以参见上述的说明，此处为简洁起见不再进行赘述。根据本发明实施例的炉窑100具有制造成本低且运行安全的优点。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种耐火材料，其特征在于，所述耐火材料中含有导热纤维。
2.根据权利要求1所述的耐火材料，其特征在于，所述导热纤维的熔点高于1000摄氏度。
3.根据权利要求1所述的耐火材料，其特征在于，所述导热纤维由选自铁、铜、锰、镍、 铬、铝、钛、锆及其合金，或碳纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维的至少一种制成。
4.根据权利要求3所述的耐火材料，其特征在于，所述导热纤维的长度为5-15mm。
5.根据权利要求1所述的耐火材料，其特征在于，所述导热纤维均勻地分布在所述耐火材料中。
6.根据权利要求1所述的耐火材料，其特征在于，所述导热纤维呈选自直角形、弧形的至少一种。
7.根据权利要求1所述的耐火材料，其特征在于，所述导热纤维的表面为非光滑面。
8.根据权利要求1所述的耐火材料，其特征在于，所述耐火材料为选自镁质耐火材料、 镁铬质耐火材料、高铝质耐火材料的至少一种。
9.根据权利要求8所述的耐火材料，其特征在于，所述耐火材料为耐火砖或非定形耐火材料。
10.一种制备如权利要求1-9任一项所述的耐火材料的方法，包括 提供导热纤维，该导热纤维的长度不大于预定的长度；将所述导热纤维添加到预制耐火材料中；以及对添加有导热纤维的预制耐火材料进行搅拌，以获得所述耐火材料。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述预定的长度为5-15mm。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述耐火材料进行成型处理得到耐火砖的步骤。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述成型处理为高温煅烧或者熔铸。
全文摘要
本发明公开了一种耐火材料，所述耐火材料中含有导热纤维。该耐火材料具有良好的导热性能。另外，本发明还提供了该耐火材料的制备方法、以及具有该耐火材料的炉窑、闪速熔炼炉和冶炼系统。
文档编号C04B35/66GK102351549SQ20111019425
公开日2012年2月15日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年7月8日
发明者刘庆华, 张文海, 徐平, 王志刚, 詹小青, 韦雯, 黄文华 申请人:中国瑞林工程技术有限公司