一種用于高爐渣生產(chǎn)礦棉控流的水口及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于高爐渣生產(chǎn)礦棉控流的水口及其生產(chǎn)工藝，屬于耐火材料領(lǐng)域。本發(fā)明在于材料組分設(shè)計(jì)，配方為粒度3～1mm的電熔鋯剛玉3～6％、粒度≤0.088mm的電熔鋯剛玉20～25％、粒度1～0.5mm的綠碳化硅25～35％、粒度0.5～0.21mm的綠碳化硅5～15％、粒度0.21～0.088mm的綠碳化硅20～25％、粒度0.5～0.21mm的熔融石英3～5％、粒度0.21～0.088mm的熔融石英1～2％、粒度≤0.020mm的膨脹石墨1～2％、粒度≤0.020mm的鉻綠2～3％、粒度≤0.010mm的硅粉1～2％。外加酚醛樹(shù)脂結(jié)合劑+2～4％。生產(chǎn)工藝過(guò)程包括混料、困料、等靜壓成形、干燥、燒成、探傷、噴釉等。本發(fā)明的水口具有優(yōu)異的抗侵蝕性、抗熱震性、抗氧化性能，使用壽命達(dá)到20天以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于石墨質(zhì)水口的壽命(約4天)。
【專利說(shuō)明】-種用于高爐渣生產(chǎn)礦棉控流的水口及其生產(chǎn)工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于高爐渣生產(chǎn)礦棉控流的水口及其生產(chǎn)工藝，屬于耐火材料領(lǐng) 域。

【背景技術(shù)】
[0002] 鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量高溫熔融渣（或叫高爐渣，約占鐵產(chǎn)量的1/3)，排放 溫度高達(dá)1400?1500°C，由于我國(guó)鋼鐵企業(yè)通常采用水淬工藝處理高爐礦渣，熱態(tài)渣攜帶 的熱量沒(méi)有得到利用，反而浪費(fèi)了寶貴的水資源，水淬過(guò)程中產(chǎn)生的污水和有害氣體對(duì)環(huán) 境造成污染。面對(duì)高爐渣的排放量日益增多堆積，占用了大量土地，目前熔融渣處理工藝存 在的能源、資源浪費(fèi)和環(huán)境污染等問(wèn)題。利用熱態(tài)高爐渣液制備礦棉等建筑保溫材料不僅 解決高爐渣廢品利用問(wèn)題，同時(shí)也利用了高爐渣液的余熱，生產(chǎn)的礦棉廉價(jià)、保溫效果好， 具有阻燃作用，是替代有機(jī)隔熱產(chǎn)品的理想材料。
[0003] 在高爐渣生產(chǎn)礦棉時(shí)，控制高爐渣液的向吹棉機(jī)的流速采用類(lèi)似冶金連鑄中間包 的水口和塞棒設(shè)備。塞棒和上水口受到渣液的嚴(yán)重侵蝕、熱沖擊和氧化作用，一般材料難以 承受其惡劣的工況環(huán)境，目前采用的石墨材質(zhì)的塞棒和水口的壽命非常短暫（一般不到4 天），嚴(yán)重的影響爐子的運(yùn)行效率和運(yùn)行安全。本發(fā)明就是為了適應(yīng)高爐渣侵蝕嚴(yán)重的特 點(diǎn)，采用電熔鋯剛玉、綠碳化硅、熔融石英、膨脹石墨、鉻綠、硅粉等為主要原料，制備高抗侵 蝕、高耐磨、高抗氧化的水口，在新某鑄管廠使用壽命達(dá)到20天以上。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于研究一種用于高爐渣生產(chǎn)礦棉控流的水口及其生產(chǎn)工藝，原料 主要有電熔鋯剛玉、綠碳化硅、熔融石英、膨脹石墨、鉻綠、硅粉等，采用酚醛樹(shù)脂作為結(jié)合 劑結(jié)合，等靜壓成型。電熔鋯剛玉由剛玉與鋯斜石的共析體和玻璃相組成，具有優(yōu)異的抗高 爐渣侵蝕和高爐渣沖刷的功能；綠碳化硅具有高強(qiáng)、耐磨的特點(diǎn)，有利于提高水口的強(qiáng)度和 沖刷，用電熔鋯剛玉和綠碳化硅組合成復(fù)合材料，相比高爐鐵鉤用的剛玉-碳化硅材料具 有更好的抗高爐渣侵蝕和抗高爐渣沖刷性能；低膨脹系數(shù)熔融石英不僅有利于降低了水口 的熱脹性，且因熔融石英顆粒與基質(zhì)相熱膨脹系數(shù)的差異使得澆注料在溫度劇變時(shí)產(chǎn)生了 微裂紋，由于低熱膨脹和大量微裂紋增韌雙重機(jī)制，提高水口的抗熱震性能和解決熱剝落 難題，提高了水口的使用壽命；膨脹石墨具有良好的活性，并含有已知最薄、最堅(jiān)硬的納米 材料石墨烯，能提高水口的低溫強(qiáng)度，同時(shí)利用納米材料的高反應(yīng)活性，快速和硅粉反應(yīng)生 成陶瓷晶須結(jié)合相，提高材料的中高溫強(qiáng)度和可靠性；鉻綠性能極穩(wěn)定，耐候性優(yōu)良，提高 水口的抗侵蝕性能和延長(zhǎng)使用壽命；硅粉作為抗氧化劑引入，保護(hù)綠碳化硅，防止綠碳化硅 氧化；將水口采用噴釉工藝，提高材料的抗氧化能力。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)的用于高爐渣生 產(chǎn)礦棉的水口具有優(yōu)異的抗侵蝕性、抗熱震性、抗氧化性能，應(yīng)用在新某鑄管廠使用壽命達(dá) 到20天以上，其壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前采用的石墨質(zhì)水口的壽命（約4天），為礦棉的連續(xù)生產(chǎn) 創(chuàng)造了條件，對(duì)于高爐廢渣回收利用具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)境價(jià)值。
[0005] 本發(fā)明的配方（重量和粒度含量）如下：
[0006] (1)粒度3?1mm的電熔鋯剛玉（AZS41#)，3?6% ;
[0007] (2)粒度彡 0? 088mm的電熔鋯剛玉（AZS41#)，20?25%;
[0008] (3)粒度1?0? 5mm的綠碳化娃，25?35%;
[0009] (4)粒度0? 5?0? 21mm的綠碳化娃，5?15%;
[0010] (5)粒度0? 21?0? 088mm的綠碳化硅，20?25% ;
[0011] (6)粒度0? 5?0? 21mm的烙融石英，3?5% ;
[0012] (7)粒度0? 21?0? 088mm的熔融石英，1?2% ;
[0013] ⑶粒度彡0? 〇2〇mm的膨脹石墨，1?2% ;
[0014] (9)粒度彡0? 020mm的鉻綠，2?3%;
[0015] (10)粒度彡0? 010mm的硅粉，1 ?2% ;
[0016] 外加酚醛樹(shù)脂結(jié)合劑，+2?4% ;
[0017] 生產(chǎn)工藝過(guò)程包括以下幾部分：
[0018] (1)將粉料預(yù)混。粒度0? 21?0? 088mm的綠碳化硅和熔融石英、粒度彡0? 088mm 的電熔鋯剛玉、粒度< 〇. 020mm石墨烯和鉻綠、粒度< 0. 010硅粉進(jìn)行強(qiáng)力預(yù)混，預(yù)混時(shí)間 在15?20分鐘。
[0019] (2)將顆粒料混碾。粒度3?1mm的電烙锫剛玉、粒度1?0? 5mm的綠碳化娃、粒 度0. 5?0. 21mm的綠碳化硅和熔融石英，強(qiáng)力混碾15?20分鐘。
[0020] (3)混料。在混碾后的顆粒料混碾15?20分鐘后，繼續(xù)混碾，同時(shí)加入酚醛樹(shù)脂 2?4%，然后加入預(yù)混好的粉料，強(qiáng)力混碾20?30分鐘。
[0021] (4)篩分?；旌狭铣隽虾螅?mm的篩子篩分，去除團(tuán)聚大塊。
[0022] (5)困料。放入恒溫恒濕車(chē)間密閉困料24?36小時(shí)。
[0023] (6)等靜壓成形。30?40分鐘升壓至100?120MPa，保壓15?20分鐘后，10? 15分鐘緩慢卸壓，壓制成形。
[0024] (7)干燥。制品在220°C下干燥24?48小時(shí)。
[0025] (8)燒成。干燥后的制品在920?1KKTC電窯中燒成24?36小時(shí).
[0026] (9)探傷。用X射線無(wú)損探傷儀進(jìn)行檢測(cè)。
[0027] (10)噴釉。噴涂預(yù)先配好的釉料漿（50%鉀長(zhǎng)石，26%蘇州土，7%石英球磨成1? 2微米的細(xì)粉，然后加入17%水調(diào)勻），入160?180°C的干燥窯干燥12?24小時(shí)。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 實(shí)施例1
[0029] 采用的原料配方如下：
[0030] (1)粒度3?1_的電熔鋯剛玉（AZS41#)，4%;
[0031] ⑵粒度彡0? 〇88mm的電熔鋯剛玉（AZS41#)，2〇% ;
[0032] ⑶粒度1?0? 5mm的綠碳化硅，33%;
[0033] (4)粒度0? 5?0? 21mm的綠碳化硅，7 %;
[0034] (5)粒度 0? 21?0? 088mm的綠碳化娃，25%;
[0035] (6)粒度0? 5?0? 21mm的熔融石英，5%;
[0036] (7)粒度0? 21?0? 088mm的熔融石英，1%;
[0037] (8)粒度彡0? 020mm的膨脹石墨，1 %;
[0038] (9)粒度彡 0? 020mm的鉻綠，2%;
[0039] (10)粒度彡 0? 010mm的硅粉，2%;
[0040] 具體的生產(chǎn)工藝如下：
[0041] (1)將粉料預(yù)混。粒度0? 21?0? 088mm的綠碳化硅和熔融石英、粒度彡0? 088mm 的電熔鋯剛玉、粒度< 〇. 020mm石墨烯和鉻綠、粒度< 0. 010硅粉進(jìn)行強(qiáng)力預(yù)混，預(yù)混時(shí)間 在15分鐘。
[0042] (2)將顆粒料混碾。粒度3?1mm的電烙锫剛玉、粒度1?0? 5mm的綠碳化娃、粒 度0. 5?0. 21mm的綠碳化娃和烙融石英，強(qiáng)力混碾15分鐘。
[0043](3)混料。在混碾后的顆粒料混碾15分鐘后，繼續(xù)混碾，同時(shí)加入酚醛樹(shù)脂4%， 然后加入預(yù)混好的粉料，強(qiáng)力混碾20分鐘。
[0044] (4)篩分?；旌狭铣隽虾螅?mm的篩子篩分，去除團(tuán)聚大塊。
[0045] (5)困料。放入恒溫恒濕車(chē)間密閉困料24小時(shí)。
[0046] (6)等靜壓成形。30分鐘升壓至lOOMPa，保壓20分鐘后，15分鐘緩慢卸壓，壓制 成形。
[0047] (7)干燥。制品在220°C下干燥24小時(shí)。
[0048] (8)燒成。干燥后的制品在920°C電窯中燒成36小時(shí).
[0049] (9)探傷。用X射線無(wú)損探傷儀進(jìn)行檢測(cè)。
[0050] (10)噴釉。噴涂預(yù)先配好的釉料漿（50%鉀長(zhǎng)石，26%蘇州土，7%石英球磨成1? 2微米的細(xì)粉，然后加入17%水調(diào)勻），入160°C的干燥窯干燥24小時(shí)。
[0051] 表1列出用于高爐渣生產(chǎn)礦棉的水口實(shí)施例1的性能，水口具有優(yōu)異耐磨性， 表現(xiàn)為具有較高的耐壓強(qiáng)度和的抗折強(qiáng)度（25°c，耐壓強(qiáng)度78MPa;25°C，抗折強(qiáng)度強(qiáng)度 25. 5MPa;1100°CX0. 5h，抗折強(qiáng)度24. 2MPa)，并具有優(yōu)異的抗熱震性能（1100°CX0. 5h，水 冷，31次循環(huán)后斷裂）。在新某鑄管廠高爐渣礦棉生產(chǎn)線連續(xù)使用20天，從使用效果上看， 亦具有優(yōu)異的抗高爐渣侵蝕性能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于石墨質(zhì)的水口壽命（約4天）。
[0052] 表1一種用于高爐漁生產(chǎn)礦棉的水口磚的實(shí)例和性能
[0053]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于高爐渣生產(chǎn)礦棉控流的水口，其特征在于：其原料配方的重量百分比和粒 度為： (1) 粒度3?1mm的電熔鋯剛玉（AZS41#)，3?6% ; (2) 粒度彡0? 088mm的電熔鋯剛玉（AZS41#)，20?25 % ; (3) 粒度1?0? 5mm的綠碳化硅，25?35% ; (4) 粒度0? 5?0? 21mm的綠碳化硅，5?15% ; (5) 粒度0? 21?0? 088mm的綠碳化硅，20?25% ; (6) 粒度0? 5?0? 21謹(jǐn)?shù)睦尤谑ⅲ??5% ; (7) 粒度〇? 21?0? 088謹(jǐn)?shù)睦尤谑ⅲ??2% ; (8) 粒度彡0? 020謹(jǐn)?shù)呐蛎浭??2% ; (9) 粒度彡0? 020mm的鉻綠，2?3% ; (10) 粒度彡0? 010mm的硅粉，1?2% ; 外加酚醛樹(shù)脂結(jié)合劑，+2?4%。
2. -種生產(chǎn)權(quán)利要求1所述水口的工藝，其特征在于： (1) 將粉料預(yù)混，粒度0. 21?0. 088mm的綠碳化硅和熔融石英、粒度< 0. 088mm的電熔 鋯剛玉、粒度< 0. 020mm石墨烯和鉻綠、粒度< 0. 010硅粉進(jìn)行強(qiáng)力預(yù)混，預(yù)混時(shí)間在15? 20分鐘； (2) 將顆粒料混碾，粒度3?1mm的電熔鋯剛玉、粒度1?0? 5mm的綠碳化硅、粒度 0. 5?0. 21mm的綠碳化娃和烙融石英，強(qiáng)力混碾15?20分鐘； (3) 混料，在混碾后的顆粒料混碾15?20分鐘后，繼續(xù)混碾，同時(shí)加入酚醛樹(shù)脂2? 4%，然后加入預(yù)混好的粉料，強(qiáng)力混碾20?30分鐘； (4) 篩分，混合料出料后，用5_的篩子篩分，去除團(tuán)聚大塊； (5) 困料，放入恒溫恒濕車(chē)間密閉困料24?36小時(shí)； (6) 等靜壓成形，30?40分鐘升壓至100?120MPa，保壓15?20分鐘后，10?15分 鐘緩慢卸壓，壓制成形； (7) 干燥，制品在220°C下干燥24?48小時(shí)； (8) 燒成，干燥后的制品在920?1KKTC電窯中燒成24?36小時(shí)； (9) 探傷，用X射線無(wú)損探傷儀進(jìn)行檢測(cè)； (10) 噴釉，噴涂預(yù)先配好的釉料漿（50 %鉀長(zhǎng)石，26 %蘇州土，7 %石英球磨成1?2微 米的細(xì)粉，然后加入17%水調(diào)勻），入160?180°C的干燥窯干燥12?24小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C04B35/66GK104387093SQ201410578809
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】陳松林, 曾魯舉, 蔣正躍, 胡建坤, 劉士范, 胡列江, 楊勝利, 李文明 申請(qǐng)人:瑞泰科技股份有限公司, 宜興市耐火材料有限公司