本發(fā)明涉及冶金行業(yè)，具體涉及一種有色金屬冶煉用高溫耐熱管的制造方法。

背景技術(shù)：

在銅、鉛、鋅等有色金屬的冶煉過(guò)程中，需要向高溫熔體中吹入壓縮風(fēng)及還原劑等反應(yīng)介質(zhì)，隨著冶煉技術(shù)的強(qiáng)化，原使用耐熱鋼管及耐熱不銹鋼管作為反應(yīng)介質(zhì)的輸送通道已不能適應(yīng)強(qiáng)化冶煉的需要，耐熱鋼管及耐熱不銹鋼管使用壽命短，不能較長(zhǎng)時(shí)間深入到高溫熔體中，由此造成輸送的反應(yīng)介質(zhì)在高溫熔體中分散性差，縮小了反應(yīng)接觸面，延長(zhǎng)冶煉爐時(shí)并且影響產(chǎn)品質(zhì)量。

現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用在金屬管上涂抹耐火泥制品形成耐火層，該方法對(duì)金屬管抗高溫熔體燒損起到一定保護(hù)作用，但由于耐火泥抗高溫熔體侵蝕性差，造成產(chǎn)品消耗大?，F(xiàn)有高溫耐熱管用耐火材料選擇耐高溫性能優(yōu)良的材質(zhì)，如剛玉、SiC等。但由于鋼材熱膨脹率大約是耐火材料熱膨脹率的1.5～3倍，在1250～1300℃冶煉溫度下，耐火材料很容易由于鋼管膨脹而開(kāi)裂，甚至脫落?，F(xiàn)檢查使用后的高溫耐熱管的耐火材料多數(shù)出現(xiàn)裂縫，只是有的材質(zhì)選擇較好，受損后的耐火材料和鋼管粘結(jié)強(qiáng)度還較好，沒(méi)有出現(xiàn)大面積脫落。有的產(chǎn)品采取用防火布包裹在鋼管和耐火材料中間，抵消兩者膨脹不一致造成的損壞，但由于高溫耐熱管受熱升溫有時(shí)間跨度，鋼管膨脹速度和防火布燒損速度很難達(dá)到同步。防火布厚度小，作用不明顯，厚度大時(shí)易先燒損防火布，高溫熔體侵入燒損鋼管。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足設(shè)計(jì)了一種具有良好的材料性能且質(zhì)量穩(wěn)定，滿足高溫使用環(huán)境下的有色金屬冶煉用高溫耐熱管的制造方法。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)以上目的，采用如下方案：一種有色金屬冶煉用高溫耐熱管的制造方法，包括如下步驟：

(1)配制耐火澆注料，所述耐火澆注料由如下重量配比的原料制成：規(guī)格為3～5mm高鋁骨料15～20份、規(guī)格為1～3mm高鋁骨料33～37份、規(guī)格為0～1mm高鋁骨料10～15份、規(guī)格為小于0.088mm鎂鉻粉14～18份、鋁酸鈣水泥10～15份、α-Al₂O₃粉5～10份，將上述原料充分混合后加入占混合原料總重量7％的水，充分?jǐn)嚢瑁?/p>

(2)將步驟(1)中配置的耐火澆注料在30分鐘內(nèi)加入擠壓設(shè)備中與鋼管外表面壓合成型并緊密結(jié)合，形成耐火層；

(3)將步驟(2)中制成的高溫耐熱管放置在鋼架上自然晾曬30天，使耐火層中的水分蒸發(fā)。

進(jìn)一步的，所述耐火澆注料由如下重量配比的原料制成：規(guī)格為3～5mm高鋁骨料17份、規(guī)格為1～3mm高鋁骨料35份、規(guī)格為0～1mm高鋁骨料13份、規(guī)格為小于0.088mm鎂鉻粉16份、鋁酸鈣水泥12份、α-Al₂O₃粉7份。

進(jìn)一步的，所述各規(guī)格的高鋁骨料的化學(xué)成分為：Al₂O₃>75％，F(xiàn)e₂O₃<1.5％，所述鎂鉻粉的化學(xué)成分為：MgO﹥85％，Cr₂O₃﹥5％。

進(jìn)一步的，所述擠壓設(shè)備為螺旋擠壓機(jī)，擠壓強(qiáng)度為12MPa，適用于制造結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的直形高溫耐熱管。

進(jìn)一步的，所述擠壓設(shè)備為液壓壓注機(jī)，擠壓強(qiáng)度為18MPa，適用于制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的彎形高溫耐熱管。

進(jìn)一步的，所述耐火層的厚度為10～13mm。

本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本發(fā)明的新型耐火材料和鋼管的膨脹性能相匹配，克服了高溫環(huán)境下因鋼管膨脹造成的結(jié)構(gòu)性損壞；

2、本發(fā)明的新型耐火材料對(duì)高溫熔體具有較好的抗侵蝕性，提高了高溫耐熱管的使用效果。

3、耐火材料和鋼管緊密結(jié)合形成整體，發(fā)揮了耐火材料抗高溫性能和鋼管的韌性和抗沖刷性，同時(shí)耐火材料和鋼管結(jié)合時(shí)沒(méi)有間隙，可以相互發(fā)揮優(yōu)勢(shì)性能而進(jìn)行保護(hù)，有效延長(zhǎng)在高溫熔體中輸送反應(yīng)介質(zhì)的時(shí)間，并且插入高溫熔體的深度較長(zhǎng)，使反應(yīng)更充分。

4、使用時(shí)間長(zhǎng)，降低冶煉加工成本。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、鋼管，2、耐火層。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

一種有色金屬冶煉用高溫耐熱管的制造方法，包括如下步驟：

(1)配制耐火澆注料，所述耐火澆注料由如下重量配比的原料制成：規(guī)格為3～5mm高鋁骨料17份、規(guī)格為1～3mm高鋁骨料35份、規(guī)格為0～1mm高鋁骨料13份、規(guī)格為小于0.088mm鎂鉻粉16份、鋁酸鈣水泥12份、α-Al₂O₃粉7份，將上述原料充分混合后加入占混合原料總重量7％的水，充分?jǐn)嚢瑁?/p>

(2)將步驟(1)中配置的耐火澆注料在30分鐘內(nèi)加入擠壓設(shè)備中與鋼管外表面壓合成型并緊密結(jié)合，形成耐火層；

(3)將步驟(2)中制成的高溫耐熱管放置在鋼架上自然晾曬30天，使耐火層中的水分蒸發(fā)。

按上述步驟制成的高溫耐熱管可直接提供給有色金屬冶煉廠使用。

如圖1所示，制成的高溫耐熱管內(nèi)部為鋼管1，其外表面包裹一層耐火層2，耐火層2與鋼管1緊密結(jié)合，耐火層的厚度為10～13mm，鋼管厚度為2.8～3mm。

高溫耐熱管用耐火材料要具備以下特性：首先是熱膨脹率和鋼管相適應(yīng)，在高溫使用條件下保持良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；第二是對(duì)有色金屬高溫熔體有很好的抗沖刷、抗侵蝕能力；第三是粘結(jié)強(qiáng)度好，便于保養(yǎng)運(yùn)輸。由于有色金屬高溫熔體呈偏堿性，耐火材料選擇中性偏堿性的鎂鋁鉻材質(zhì)，用鋁酸鈣水泥作為結(jié)合劑，用α-Al₂O₃粉作膨脹劑。其中，所述各規(guī)格的高鋁骨料的化學(xué)成分為：Al₂O₃>75％，F(xiàn)e₂O₃<1.5％，所述鎂鉻粉的化學(xué)成分為：MgO﹥85％，Cr₂O₃﹥5％。

對(duì)于制造結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的直形高溫耐熱管，采用的擠壓設(shè)備可以為螺旋擠壓機(jī)，擠壓強(qiáng)度為12Mpa，鋼管和耐火材料從不同方向進(jìn)入擠壓腔，在擠壓腔內(nèi)完成粘合，用擠壓腔出口直徑控制包裹鋼管的耐火材料層厚度，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)作業(yè)，效率高，生產(chǎn)出的高溫耐熱管結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，耐火材料厚度均勻光滑。

對(duì)于制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的彎形高溫耐熱管，采用的擠壓設(shè)備可以為液壓壓注機(jī)，擠壓強(qiáng)度為18Mpa，使耐火材料受力均勻壓附結(jié)合到鋼管上。

另外，對(duì)于鋼管的選材無(wú)特殊要求，無(wú)須使用耐熱鋼管等特種鋼材，進(jìn)一步降低了成本。

該高溫耐熱管使用時(shí)間長(zhǎng)，以實(shí)際生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)，對(duì)比普通耐熱鋼管或耐熱不銹鋼管，從每爐使用15～20根減少到2～5根，每根成本僅為耐熱不銹鋼管的1/5。以2016年度的平均材料成本計(jì)算，每爐可節(jié)約冶煉成本3000～3200元，每天按生產(chǎn)2.5爐計(jì)，全年可節(jié)約冶煉加工成本費(fèi)200余萬(wàn)元，大大降低了生產(chǎn)成本。

實(shí)施例2：

一種有色金屬冶煉用高溫耐熱管的制造方法，包括如下步驟：

(1)配制耐火澆注料，所述耐火澆注料由如下重量配比的原料制成：規(guī)格為3～5mm高鋁骨料15份、規(guī)格為1～3mm高鋁骨料33份、規(guī)格為0～1mm高鋁骨料10份、規(guī)格為小于0.088mm鎂鉻粉14份、鋁酸鈣水泥10份、α-Al₂O₃粉5份，將上述原料充分混合后加入占混合原料總重量7％的水，充分?jǐn)嚢瑁?/p>

(2)將步驟(1)中配置的耐火澆注料在30分鐘內(nèi)加入擠壓設(shè)備中與鋼管外表面壓合成型并緊密結(jié)合，形成耐火層；

(3)將步驟(2)中制成的高溫耐熱管放置在鋼架上自然晾曬30天，使耐火層中的水分蒸發(fā)。

按上述步驟制成的高溫耐熱管可直接提供給有色金屬冶煉廠使用。

實(shí)施例3：

一種有色金屬冶煉用高溫耐熱管的制造方法，包括如下步驟：

(1)配制耐火澆注料，所述耐火澆注料由如下重量配比的原料制成：規(guī)格為3～5mm高鋁骨料20份、規(guī)格為1～3mm高鋁骨料37份、規(guī)格為0～1mm高鋁骨料15份、規(guī)格為小于0.088mm鎂鉻粉18份、鋁酸鈣水泥15份、α-Al₂O₃粉10份，將上述原料充分混合后加入占混合原料總重量7％的水，充分?jǐn)嚢瑁?/p>

(2)將步驟(1)中配置的耐火澆注料在30分鐘內(nèi)加入擠壓設(shè)備中與鋼管外表面壓合成型并緊密結(jié)合，形成耐火層；

(3)將步驟(2)中制成的高溫耐熱管放置在鋼架上自然晾曬30天，使耐火層中的水分蒸發(fā)。

按上述步驟制成的高溫耐熱管可直接提供給有色金屬冶煉廠使用。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。