专利名称：一种预制件及采用该预制件的大高炉摆动流嘴的制作方法
一种预制件及采用该预制件的大高炉摆动流嘴
技术领域：
本发明涉及高炉炼铁用耐火材料领域，尤其是一种大高炉摆动流嘴落铁部(或称落铁点部位)结构及配方的改进。
背景技术：
近年来，为响应国家有关节能减排要求，新建高炉在向大型化、自动化发展的同时，减少有害气体的排放、降低炉前工劳动强度、提高生产现场安全状况也得到广泛关注。 这就使得，对包括摆动流嘴在内的各项生产、施工工艺流程提出了更高的要求。现阶段摆动流嘴主要施工工艺是采用捣打料或者浇注料整体浇注，出铁时，摆动流嘴内储存一定量的铁水，对铁水下落至摆动流嘴内起到一定的缓冲作用。使用后需修补时，将摆动流嘴内渣铁清理干净，再对摆动流嘴进行整体修补。由于落铁点部位是摆动流嘴磨损的主要部位，而其他部位磨损很少，因此大大限制了摆动流嘴的整体使用寿命，且需对摆动流嘴进行整体修补，造成修补频繁，工人劳动强度大，耐材消耗多。修补完成后如果烘烤不当，容易形成裂纹，给高炉正常出铁带来了安全隐患。现阶段市场上也有厂家制作摆动流嘴整体预制件，其特点是更换时间短，但由于体积太大，安装更换不方便，且落铁点位置修补时，需对摆动流嘴进行整体修补维护或者更换，没有从根源上解决摆动流嘴落铁点部位使用时间过短的弊端，且材料浪费较大。因此，如何开发一种摆动流嘴落铁点部位制作施工和修补技术，妥善解决摆动流嘴落铁点部位磨损过快弊端，从而延长摆动流嘴整体使用寿命，解决修补和高炉生产的矛盾，是当前摆动流嘴产品技术升级改造、节能减排的关键所在。
发明内容本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种预制件及采用该预制件的大高炉摆动流嘴，能够降低耐火材料的消耗及工人的劳动强度，且能够延长摆动流嘴整体的使用寿命，提高钢厂的经济效益。为实现上述目的，本发明提出了一种用于大高炉摆动流嘴落铁部的预制件，包括以下组分且各组分质量比例为致密刚玉或棕刚玉50-55份，碳化硅20-25份，白刚玉 8_12份，a-Al2O3微粉6_12份,娃微粉1-3份,纯招酸韩水泥2_4份,球状浙青1_5份， 金属娃粉2-4份,纳米娃招凝I父粉1-1. 5份,氣化砸0. 5-0. 8份,氧化乾1_1.2份,氧化锆0. 5-0. 8份，复合添加剂2-2. 5份，复合防爆剂0. 3-0. 5份。作为优选，所述复合添加剂由减水剂、缓凝剂、分散剂、抗氧化剂和硬化剂组成，各组分质量百分比为减水剂8% -10%，缓凝剂15-20%，高效分散剂15-20%，抗氧化剂 42-50%，硬化剂8% -10%。作为优选，所述减水剂采用聚羧酸减水剂，缓凝剂采用磷酸盐或者硼砂，分散剂采用聚丙烯酸钠，抗氧化剂采用碳化硼，硬化剂采用四乙烯五胺。作为优选，所述复合防爆剂由有机纤维和金属铝粉组成，各组分质量百分比为有机特种纤维=40% -50%，金属铝粉50% -60%。作为优选，各组分质量比例为致密刚玉或棕刚玉50份，碳化硅20份，白刚玉 8份，a -Al2O3微粉6份，硅微粉3份，纯铝酸钙水泥2. 5份，球状浙青1. 4份，金属硅粉 3份，纳米硅铝凝胶粉1. 5份，氮化硼0. 8份，氧化钇I份，氧化锆0. 5份，复合添加剂2 份，复合防爆剂0. 3份。为实现上述目的，本发明还提出了一种大高炉摆动流嘴，包括钢模、砖层、工作层和预制件，所述钢模和砖层均具有两个侧面和一个底部，砖层铺设在钢模内，砖层的两个侧面的内侧浇注有工作层，砖层的底部上方放置有预制件。作为优选，所述预制件包括以下组分且各组分质量比例为致密刚玉或棕刚玉 50-55份，碳化硅20-25份，白刚玉8_12份，a -Al2O3微粉6_12份，硅微粉1_3份，纯铝酸钙水泥2-4份，球状浙青1-5份，金属硅粉2-4份，纳米硅铝凝胶粉1-1. 5份，氮化硼0. 5-0. 8份，氧化钇1-1. 2份，氧化锆0. 5-0. 8份，复合添加剂2_2. 5份，复合防爆剂 O. 3-0. 5 份。作为优选，所述预制件的上端面为内凹的弧形结构。本发明的有益效果本发明通过结构的改进，解决了流嘴落铁部磨损过快而导致频繁修补的问题，预制件在生产车间预制成型后，运抵现场可直接安装使用，节省了现场浇注修补时间和烘烤时间，相对于原先工艺整体修补，原来修补一次需耗时6-8小时(还不包括烘烤时间)，现在只需更换落铁点部位预制件，时间只需2小时左右，且不需烘烤，大大缩短了摆动流嘴维护修补时间，保证了高炉正点出铁，无需对摆动流嘴进行整体修补，大大降低了材料的消耗。更换完成后无需烘烤即可使用，避免了施工现场因烘烤不当形成裂纹而造成安全隐患。降低了工人劳动强度，高炉炉前可减员1-2人左右，每次可节约用料5-8 吨，一年节约用料在70吨左右，预计年节约成本60万左右，大大提高了摆动流嘴整体使用寿命，降低了修补频率，降低了钢厂生产成本，提高了钢厂经济效益。本发明预制件具有更好的抗冲刷、抗渣侵蚀和抗氧化性能，大大延长了摆动流嘴落铁点部位使用寿命。本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
图I是本发明一种大高炉摆动流嘴的结构示意图。
具体实施方式如图I所示，一种大高炉摆动流嘴，包括钢模I、砖层2、工作层4和预制件3，所述钢模I和砖层2均具有两个侧面和一个底部，砖层2铺设在钢模I内，砖层2的两个侧面的内侧浇注有工作层4，砖层2的底部上方放置有预制件3。因为落铁点部位磨损较快，而其他部位磨损较慢，原来的整体浇注结构需要频繁地进行整体修补，时间及材料成本浪费严重，而整体采用预制件3的话，不但搬运安装不方便，而且还是需要整体更换，材料浪费严重。本发明将落铁点部位改进为预制件3，而侧面采用浇注结构，预制件3在生产车间预制成型，运抵现场可直接安装使用，节省了现场浇注修补时间和烘烤时间，相对于原先工艺整体修补，原来修补一次需耗时6-8小时(不包括烘烤时间)，现在只需更换落铁点部位预制件3，时间只需2小时左右，且不需烘烤，大大缩短了摆动流嘴维护修补时间，保证了高炉正点出铁，无需对摆动流嘴进行整体修补，大大降低了材料的消耗。更换完成后无需烘烤即可使用，避免了施工现场因烘烤不当形成裂纹而造成安全隐患，本发明预制件3的上端面为内凹的弧形结构，加宽加厚设计，增加了摆动流嘴储铁量，增大了铁水下落缓冲作用，可显著降低铁水对沟底的冲刷和磨损，延长了摆动流嘴落铁点部位使用寿命，通铁量比原先提高2-3万吨，且每次修补基本只需更换摆动流嘴落铁点部位预制件3，无需对摆动流嘴进行整体修补，降低了工人劳动强度，高炉炉前可减员 1-2人左右，每次可节约用料5-8吨，一年节约用料在70吨左右，预计年节约成本60万左右，大大提高了摆动流嘴整体使用寿命，降低了修补频率，降低了钢厂生产成本，提高了钢厂经济效益。用于大高炉摆动流嘴落铁部的预制件3，包括以下组分且各组分质量百分比为 致密刚玉或棕刚玉50-55份，碳化硅20-25份，白刚玉8_12份，a -Al2O3微粉6_12份，硅微粉1-3份，纯铝酸钙水泥2-4份，球状浙青1-5份，金属硅粉2-4份，纳米硅铝凝胶粉
1-1. 5份，氮化硼0. 5-0. 8份，氧化钇1-1. 2份，氧化锆0. 5-0. 8份，复合添加剂2_2. 5 份，复合防爆剂0. 3-0. 5份。该浇注料的高温强度比原先提高了 15% -20%，抗渣侵蚀性能提高了 20% -30%，综合使用寿命提高了 30%。复合添加剂由减水剂、缓凝剂、分散剂、 抗氧化剂和硬化剂组成，各组分质量百分比为减水剂8% -10%，缓凝剂15-20%，高效分散剂15-20%，抗氧化剂42-50%，硬化剂:8% -10%。所述减水剂采用聚羧酸减水剂， 缓凝剂采用磷酸盐或者硼砂，分散剂采用聚丙烯酸钠，抗氧化剂采用碳化硼，硬化剂采用四乙烯五胺。所述复合防爆剂由有机纤维和金属铝粉组成，各组分质量百分比为有机特种纤维40% -50%，金属铝粉50% -60%。高效减水剂同时具有增加混凝土强度和流动性的作用。掺高效减水剂的混凝土坍落度损失一般较快，施工时最好采用后掺法，这样可提高高效减水剂减水作用，使混凝土的流动性增加。在温度低于8 10°C时，高效减水剂虽能增加和易性，但增加强度的作用大大降低，所以高效减水剂宜在春秋季节使用。高效缓凝减水剂有利于控制水泥的早期水化，使混凝土拌和物坍落度损失小。一般来说，掺量大时凝结时间相应增长，但掺量过大会降低早期强度，通常根据施工季节调整掺量。高效缓凝减水剂宜在夏季或结构复杂、配筋密集的构件中使用，这样可避免形成冷缝，方便施工的安排。 高效早强减水剂一般在冬季使用，能提高混凝土的早期强度，使用时要慎重，因为高效早强减水剂能加快早期强度的发展，但混凝土的后期强度一般会降低。试配时要认真做好验证工作。通过颗粒级配理论的研究，采用颗粒多级匹配，适当增加碳化硅加入量，提高了材料的抗渣性能和抗冲刷性能；加入一小部分氧化钇、氮化硼，氧化锆，以提高材料的高温抗渣侵蚀性能，引入纳米硅铝凝胶粉代替一部分纯铝酸钙水泥，以提高材料的高温强度，加入一小部分有机特种纤维和金属铝粉作复合防爆剂，本发明采用的有机纤维采用细度为7微米左右、熔点为80°C左右的有机特种纤维，比一般用普通纤维细度(30微米-40微米)、熔点 (130°C -150°C )更细更低，且分散性更好，与金属铝粉预先分散均匀，使材料获得更加优异防爆性能的同时，降低水的加入量，从而提高材料的高温强度，解决了材料防爆性能和使用性能的矛盾，通过研究减水剂、高效分散剂、抗氧化剂等相关外加剂的加入机理，选用高效硬化剂和高效减水剂，根据其抑制浇注料返碱粉化原理和加快核沉淀过程，提高浇注料水化速度，降低材料加水量，改善流动性能，提高材料早期强度。采用这种配方制作的摆动流嘴落铁点预制件3具有更好的抗冲刷，抗渣侵蚀和抗氧化性能，大大延长了摆动流嘴落铁点部位使用寿命。配方实施例一用于大高炉摆动流嘴落铁部的预制件3，包括以下组分且各组分质量百分比为 致密刚玉或棕刚玉50份，碳化硅20份，白刚玉8份，a -Al2O3微粉6份，硅微粉3份， 纯铝酸钙水泥2. 5份，球状浙青1. 4份，金属硅粉3份，纳米硅铝凝胶粉1. 5份，氮化硼 O. 8份，氧化钇1份，氧化锆0. 5份，复合添加剂2份，复合防爆剂0. 3份，本实施例为最佳实施例。配方实施例二 用于大高炉摆动流嘴落铁部的预制件3，包括以下组分且各组分质量百分比为 致密刚玉或棕刚玉52份，碳化硅21份，白刚玉9份，a -Al2O3微粉7份，硅微粉1份， 纯铝酸钙水泥2. 5份，球状浙青1. 2份，金属硅粉2份，纳米硅铝凝胶粉1. 2份，氮化硼 O. 7份，氧化钇1. I份，氧化锆0. 7份，复合添加剂2. 2份，复合防爆剂0. 4份，该配方成本更低。配方实施例三用于大高炉摆动流嘴落铁部的预制件3，包括以下组分且各组分质量百分比为 致密刚玉或棕刚玉51份，碳化硅21份，白刚玉9. 3份，a -Al2O3微粉8. 3份，硅微粉1 份，纯铝酸钙水泥3份，球状浙青1份，金属硅粉2份，纳米硅铝凝胶粉1份，氮化硼0. 5 份，氧化钇1份，氧化锆0. 6份，复合添加剂2份，复合防爆剂0. 3份，该配方效果更佳。上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种用于大高炉摆动流嘴落铁部的预制件，其特征在于包括以下组分且各组分质量比例为致密刚玉或棕刚玉50-55份，碳化硅20-25份，白刚玉8_12份，a -Al2O3微粉6-12份，硅微粉1-3份，纯铝酸钙水泥2-4份，球状浙青1-5份，金属硅粉2-4份，纳米硅铝凝胶粉1-1. 5份，氮化硼0. 5-0. 8份，氧化钇1-1. 2份，氧化锆0. 5-0. 8份，复合添加剂2-2. 5份，复合防爆剂0. 3-0. 5份。
2.如权利要求I所述的一种用于大高炉摆动流嘴落铁部的预制件，其特征在于所述复合添加剂由减水剂、缓凝剂、分散剂、抗氧化剂和硬化剂组成，各组分质量百分比为 减水剂8% _10%，缓凝剂:15-20%，高效分散剂15-20%，抗氧化剂42-50 %，硬化剂 8% -10%。
3.如权利要求2所述的一种用于大高炉摆动流嘴落铁部的预制件，其特征在于所述减水剂采用聚羧酸减水剂，缓凝剂采用磷酸盐或者硼砂，分散剂采用聚丙烯酸钠，抗氧化剂采用碳化硼，硬化剂采用四乙烯五胺。
4.如权利要求I所述的一种用于大高炉摆动流嘴落铁部的预制件，其特征在于 所述复合防爆剂由有机纤维和金属铝粉组成，各组分质量百分比为有机特种纤维 40% -50%，金属铝粉50% -60%。
5.如权利要求I 4中任一项所述的一种用于大高炉摆动流嘴落铁部的预制件，其特征在于各组分质量比例为致密刚玉或棕刚玉50份，碳化硅20份，白刚玉8份， a -Al2O3微粉6份，硅微粉3份，纯铝酸钙水泥2. 5份，球状浙青1. 4份，金属硅粉3份， 纳米硅铝凝胶粉1. 5份，氮化硼0. 8份，氧化钇1份，氧化锆0. 5份，复合添加剂2份， 复合防爆剂0. 3份。
6.一种大高炉摆动流嘴，其特征在于包括钢模、砖层、工作层和预制件，所述钢模和砖层均具有两个侧面和一个底部，砖层铺设在钢模内，砖层的两个侧面的内侧浇注有工作层，砖层的底部上方放置有预制件。
7.如权利要求6所述的一种大高炉摆动流嘴，其特征在于所述预制件包括以下组分且各组分质量比例为致密刚玉或棕刚玉50-55份，碳化硅20-25份，白刚玉8_12份， a -Al2O3微粉6-12份，硅微粉1-3份，纯铝酸钙水泥2_4份，球状浙青1_5份，金属硅粉 2-4份，纳米硅铝凝胶粉1-1. 5份，氮化硼0. 5-0. 8份，氧化钇1-1. 2份，氧化锆0. 5-0. 8 份，复合添加剂2-2. 5份，复合防爆剂0. 3-0. 5份。
8.如权利要求6或7所述的一种大高炉摆动流嘴，其特征在于所述预制件的上端面为内凹的弧形结构。
全文摘要
本发明公开了一种预制件及采用该预制件的大高炉摆动流嘴，包括钢模、砖层、工作层和预制件，所述钢模和砖层均具有两个侧面和一个底部，砖层铺设在钢模内，砖层的两个侧面的内侧浇注有工作层，砖层的底部上方放置有预制件，预制件包括以下组分且各组分质量百分比为致密刚玉或棕刚玉50％-55％，碳化硅18％-22％，白刚玉8％-12％，α-Al2O3微粉6％-9％，硅微粉1％-3％，纯铝酸钙水泥2％-4％，球状沥青1％-5％，金属硅粉2％-4％，纳米硅铝凝胶粉1％-1.5％，氮化硼0.5％-0.8％，氧化钇1％-1.2％，氧化锆0.5％-0.8％，复合添加剂2％-2.5％，复合防爆剂0.3％-0.5％。本发明降低了耐火材料的消耗及工人的劳动强度，且延长了摆动流嘴整体的使用寿命，提高了钢厂的经济效益。
文档编号C04B35/66GK102584304SQ20121006920
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月15日 优先权日2012年3月15日
发明者佘亚锋, 佘成明 申请人:长兴明天炉料有限公司