一种有色金属冶炼用高温耐热管的制造方法与流程

文档序号:12584871阅读:550来源:国知局

本发明涉及冶金行业,具体涉及一种有色金属冶炼用高温耐热管的制造方法。



背景技术:

在铜、铅、锌等有色金属的冶炼过程中,需要向高温熔体中吹入压缩风及还原剂等反应介质,随着冶炼技术的强化,原使用耐热钢管及耐热不锈钢管作为反应介质的输送通道已不能适应强化冶炼的需要,耐热钢管及耐热不锈钢管使用寿命短,不能较长时间深入到高温熔体中,由此造成输送的反应介质在高温熔体中分散性差,缩小了反应接触面,延长冶炼炉时并且影响产品质量。

现有技术中,通常采用在金属管上涂抹耐火泥制品形成耐火层,该方法对金属管抗高温熔体烧损起到一定保护作用,但由于耐火泥抗高温熔体侵蚀性差,造成产品消耗大。现有高温耐热管用耐火材料选择耐高温性能优良的材质,如刚玉、SiC等。但由于钢材热膨胀率大约是耐火材料热膨胀率的1.5~3倍,在1250~1300℃冶炼温度下,耐火材料很容易由于钢管膨胀而开裂,甚至脱落。现检查使用后的高温耐热管的耐火材料多数出现裂缝,只是有的材质选择较好,受损后的耐火材料和钢管粘结强度还较好,没有出现大面积脱落。有的产品采取用防火布包裹在钢管和耐火材料中间,抵消两者膨胀不一致造成的损坏,但由于高温耐热管受热升温有时间跨度,钢管膨胀速度和防火布烧损速度很难达到同步。防火布厚度小,作用不明显,厚度大时易先烧损防火布,高温熔体侵入烧损钢管。



技术实现要素:

本发明针对现有技术的不足设计了一种具有良好的材料性能且质量稳定,满足高温使用环境下的有色金属冶炼用高温耐热管的制造方法。

本发明为实现以上目的,采用如下方案:一种有色金属冶炼用高温耐热管的制造方法,包括如下步骤:

(1)配制耐火浇注料,所述耐火浇注料由如下重量配比的原料制成:规格为3~5mm高铝骨料15~20份、规格为1~3mm高铝骨料33~37份、规格为0~1mm高铝骨料10~15份、规格为小于0.088mm镁铬粉14~18份、铝酸钙水泥10~15份、α-Al2O3粉5~10份,将上述原料充分混合后加入占混合原料总重量7%的水,充分搅拌;

(2)将步骤(1)中配置的耐火浇注料在30分钟内加入挤压设备中与钢管外表面压合成型并紧密结合,形成耐火层;

(3)将步骤(2)中制成的高温耐热管放置在钢架上自然晾晒30天,使耐火层中的水分蒸发。

进一步的,所述耐火浇注料由如下重量配比的原料制成:规格为3~5mm高铝骨料17份、规格为1~3mm高铝骨料35份、规格为0~1mm高铝骨料13份、规格为小于0.088mm镁铬粉16份、铝酸钙水泥12份、α-Al2O3粉7份。

进一步的,所述各规格的高铝骨料的化学成分为:Al2O3>75%,Fe2O3<1.5%,所述镁铬粉的化学成分为:MgO﹥85%,Cr2O3﹥5%。

进一步的,所述挤压设备为螺旋挤压机,挤压强度为12MPa,适用于制造结构简单的直形高温耐热管。

进一步的,所述挤压设备为液压压注机,挤压强度为18MPa,适用于制造结构复杂的弯形高温耐热管。

进一步的,所述耐火层的厚度为10~13mm。

本发明和现有技术相比,具有如下优点和有益效果:

1、本发明的新型耐火材料和钢管的膨胀性能相匹配,克服了高温环境下因钢管膨胀造成的结构性损坏;

2、本发明的新型耐火材料对高温熔体具有较好的抗侵蚀性,提高了高温耐热管的使用效果。

3、耐火材料和钢管紧密结合形成整体,发挥了耐火材料抗高温性能和钢管的韧性和抗冲刷性,同时耐火材料和钢管结合时没有间隙,可以相互发挥优势性能而进行保护,有效延长在高温熔体中输送反应介质的时间,并且插入高温熔体的深度较长,使反应更充分。

4、使用时间长,降低冶炼加工成本。

附图说明

图1为本发明横截面结构示意图;

图中:1、钢管,2、耐火层。

具体实施方式

实施例1:

一种有色金属冶炼用高温耐热管的制造方法,包括如下步骤:

(1)配制耐火浇注料,所述耐火浇注料由如下重量配比的原料制成:规格为3~5mm高铝骨料17份、规格为1~3mm高铝骨料35份、规格为0~1mm高铝骨料13份、规格为小于0.088mm镁铬粉16份、铝酸钙水泥12份、α-Al2O3粉7份,将上述原料充分混合后加入占混合原料总重量7%的水,充分搅拌;

(2)将步骤(1)中配置的耐火浇注料在30分钟内加入挤压设备中与钢管外表面压合成型并紧密结合,形成耐火层;

(3)将步骤(2)中制成的高温耐热管放置在钢架上自然晾晒30天,使耐火层中的水分蒸发。

按上述步骤制成的高温耐热管可直接提供给有色金属冶炼厂使用。

如图1所示,制成的高温耐热管内部为钢管1,其外表面包裹一层耐火层2,耐火层2与钢管1紧密结合,耐火层的厚度为10~13mm,钢管厚度为2.8~3mm。

高温耐热管用耐火材料要具备以下特性:首先是热膨胀率和钢管相适应,在高温使用条件下保持良好的结构强度;第二是对有色金属高温熔体有很好的抗冲刷、抗侵蚀能力;第三是粘结强度好,便于保养运输。由于有色金属高温熔体呈偏碱性,耐火材料选择中性偏碱性的镁铝铬材质,用铝酸钙水泥作为结合剂,用α-Al2O3粉作膨胀剂。其中,所述各规格的高铝骨料的化学成分为:Al2O3>75%,Fe2O3<1.5%,所述镁铬粉的化学成分为:MgO﹥85%,Cr2O3﹥5%。

对于制造结构简单的直形高温耐热管,采用的挤压设备可以为螺旋挤压机,挤压强度为12Mpa,钢管和耐火材料从不同方向进入挤压腔,在挤压腔内完成粘合,用挤压腔出口直径控制包裹钢管的耐火材料层厚度,可实现连续作业,效率高,生产出的高温耐热管结构强度高,耐火材料厚度均匀光滑。

对于制造结构复杂的弯形高温耐热管,采用的挤压设备可以为液压压注机,挤压强度为18Mpa,使耐火材料受力均匀压附结合到钢管上。

另外,对于钢管的选材无特殊要求,无须使用耐热钢管等特种钢材,进一步降低了成本。

该高温耐热管使用时间长,以实际生产统计,对比普通耐热钢管或耐热不锈钢管,从每炉使用15~20根减少到2~5根,每根成本仅为耐热不锈钢管的1/5。以2016年度的平均材料成本计算,每炉可节约冶炼成本3000~3200元,每天按生产2.5炉计,全年可节约冶炼加工成本费200余万元,大大降低了生产成本。

实施例2:

一种有色金属冶炼用高温耐热管的制造方法,包括如下步骤:

(1)配制耐火浇注料,所述耐火浇注料由如下重量配比的原料制成:规格为3~5mm高铝骨料15份、规格为1~3mm高铝骨料33份、规格为0~1mm高铝骨料10份、规格为小于0.088mm镁铬粉14份、铝酸钙水泥10份、α-Al2O3粉5份,将上述原料充分混合后加入占混合原料总重量7%的水,充分搅拌;

(2)将步骤(1)中配置的耐火浇注料在30分钟内加入挤压设备中与钢管外表面压合成型并紧密结合,形成耐火层;

(3)将步骤(2)中制成的高温耐热管放置在钢架上自然晾晒30天,使耐火层中的水分蒸发。

按上述步骤制成的高温耐热管可直接提供给有色金属冶炼厂使用。

实施例3:

一种有色金属冶炼用高温耐热管的制造方法,包括如下步骤:

(1)配制耐火浇注料,所述耐火浇注料由如下重量配比的原料制成:规格为3~5mm高铝骨料20份、规格为1~3mm高铝骨料37份、规格为0~1mm高铝骨料15份、规格为小于0.088mm镁铬粉18份、铝酸钙水泥15份、α-Al2O3粉10份,将上述原料充分混合后加入占混合原料总重量7%的水,充分搅拌;

(2)将步骤(1)中配置的耐火浇注料在30分钟内加入挤压设备中与钢管外表面压合成型并紧密结合,形成耐火层;

(3)将步骤(2)中制成的高温耐热管放置在钢架上自然晾晒30天,使耐火层中的水分蒸发。

按上述步骤制成的高温耐热管可直接提供给有色金属冶炼厂使用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

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