一种装煤孔盖夹层保温材料及其应用的制作方法

文档序号:25543982发布日期:2021-06-18 20:41
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
技术领域
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1 2 3 
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