雙層復合耐火材料及雙層復合耐火材料溝罩與其制造方法和應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金領域，尤其涉及一種雙層復合耐火材料及雙層復合耐火材料溝罩與其制造方法和應用，該溝罩適用于煉鐵、煉鋼高爐鐵水溝溝罩或作為渣溝蓋板及收塵罩使用，以及適用于其它火法冶金(如煉銅、煉鉛等)領域的高溫液態(tài)金屬放料溝溝罩或作為收塵罩及渣溝蓋板使用。
【背景技術】
[0002]煉鐵廠高爐出鐵會產生大量煙霧，出鐵口、鐵溝等處需要溝罩和蓋板進行防塵。目前國內外煉鐵高爐鐵水溝溝罩或蓋板一般采用鋼結構框架，內砌耐火磚或比重較大的耐火澆注料(多2.6t/m3)制成。鐵水溝要經常清理，溝罩或蓋板在頻繁起吊過程中易變形、易受到強烈沖撞。內砌耐火磚整體結構不好，受沖撞時易脫落、易掉磚；高密度澆注耐火材料自重大，強度和剛性也大，并且耐火磚和澆注耐火材料的熱膨脹系數(shù)與鋼結構框架不匹配，使用過程中易開裂、易脫落，從而大大縮短了溝罩的使用壽命。目前國內煉鐵廠溝罩和蓋板的使用壽命一般半年左右，嚴重影響了煉鐵廠的工作、環(huán)境和安全，溝罩和蓋板的頻繁更換也增加煉鐵成本。為了解決上述問題，專利CN202164312U提出了一種采用耐火纖維直接做溝罩內襯的方法，但其與鋼結構框架的固定是個難點。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種質輕高強，抗飛濺鐵水沖刷的長壽命的雙層復合耐火材料及雙層復合耐火材料溝罩與其制造方法和應用。該溝罩在現(xiàn)有高爐環(huán)境下可正常使用I年以上。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術問題所采用的方案為:
[0005]一種雙層復合耐火材料，它包括主體耐火材料及抗鐵水沖刷材料；所述主體耐火材料包括第一填料、鋼纖維、水泥、減水劑和水，所述第一填料由陶粒、漂珠及珍珠巖組成；所述抗鐵水沖刷材料包括第二填料、Al (OH)3微粉及濃磷酸，所述第二填料由硅酸鋁纖維、a -Al2O3微粉及石墨微粉組成。
[0006]上述方案中，所述第一填料、鋼纖維、水泥、減水劑和水的質量比為I?3:0.01?0.05:1?3:0.01?0.05:0.35?I，所述第一填料中的陶粒、漂珠及珍珠巖的質量比為
0.5 ?1.5:0.5 ?1.4:0 ?0.1。
[0007]上述方案中，所述第二填料、Al (OH)3微粉、濃磷酸及水的質量比為10?40:5?10:5?30:1?20，所述第二填料中的硅酸鋁纖維、a -Al2O3微粉及石墨微粉的質量比為O ?1:10 ?40:0 ?10
[0008]—種雙層復合耐火材料溝罩，所述溝罩包括鋼結構外殼、填充于所述鋼結構外殼內的主體耐火材料層以及設置于所述鋼結構外殼內側外表面的抗鐵水沖刷層；所述主體耐火材料層由第一填料、鋼纖維、水泥、減水劑和水混合后形成的漿料澆注而成，所述第一填料由陶粒、漂珠及珍珠巖組成；所述抗鐵水沖刷層由第二填料、Al (OH) 3微粉、濃磷酸及水混合后固化而成，所述第二填料由硅酸鋁纖維、a -Al2O3微粉及石墨微粉組成。
[0009]上述方案中，所述主體耐火材料層的厚度為10-15cm，所述抗鐵水沖刷層的厚度為2 ?5mm ο
[0010]上述方案中，所述鋼結構外殼外側內表面還連接有多個傘狀加強筋。
[0011]所述的雙層復合耐火材料溝罩的制造方法，其特征在于，它包括如下步驟:
[0012]I)提供一個鋼結構外殼；
[0013]2)將由第一填料、鋼纖維、水泥、減水劑和水混合后形成的漿料澆注至鋼結構外殼內，振搗成型從而形成主體耐火材料層；
[0014]3)初凝后在所述鋼結構外殼內側外表面涂覆抗鐵水沖刷層，靜置養(yǎng)護7d后160°C烘烤24?48h即得到所述雙層復合耐火材料溝罩。
[0015]上述方案中，所述陶粒是指以頁巖、粉煤灰或淤泥燒制成的空心陶粒。
[0016]上述方案中，所述水泥為鋁酸鹽耐火水泥、低鈣鋁酸鹽耐火水泥、鈣鎂鋁酸鹽水泥和白云石耐火水泥中的一種或幾種復配使用。
[0017]所述的雙層復合耐火材料在制作火法冶金高爐中的防塵保溫構件中的應用。所述防塵保溫構件如煉鐵、煉鋼高爐鐵水溝溝罩或澄溝蓋板及收塵罩，以及其它火法冶金(如煉銅、煉鉛等)領域的高溫液態(tài)金屬放料溝溝罩或收塵罩及渣溝蓋板。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明所制備的雙層復合耐火材料溝罩的特點為澆筑成型、能有效防止鐵水與煙塵對工人的損傷、降低廢氣對環(huán)境的污染、重量輕，強度大、壽命長、耐高溫、抗熱震性好、不變形、不開裂、不脫落、保溫效果好，移吊抖動不破損。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明實施例1提供的雙層復合耐火材料溝罩的剖面圖。
[0020]圖2為本發(fā)明實施例2提供的雙層復合耐火材料溝罩的剖面圖。
【具體實施方式】
[0021]以下結合附圖和實施例進一步對本發(fā)明進行說明，但本發(fā)明的內容不僅僅局限于下面的實施例。
[0022]實施例1
[0023]如圖1所示，其為本發(fā)明實施例提供的一種煉鐵高爐鐵水溝雙層復合耐火材料溝罩。該溝罩包括鋼結構外殼1、填充于鋼結構外殼I內的主體耐火材料層3以及設置于鋼結構外殼I內側外表面的抗鐵水沖刷層4。鋼結構外殼I外側內表面還連接有多個傘狀加強筋2。該主體耐火材料層3的厚度為10-15cm，抗鐵水沖刷層4的厚度為2?5_。該溝罩截面為梯形，樣品尺寸長5.5m* (底寬2m，頂寬1.5m) *高1.3m。
[0024]本實施例中主體耐火材料層3的成分為(重量份計):陶粒I份、漂珠0.67份、珍珠巖0.05份、鋁酸鈣水泥(CA-50) 1.2份、鋼纖維0.02份、水0.38份、減水劑0.01份。將輕質耐火澆注料倒入混凝土攪拌機里，加水攪拌均勻，直至澆注料剛好析漿。
[0025]本實施例中抗鐵水沖刷層4的成分為(重量份計):濃磷酸20份、水8?8.5份、Al (OH) 3微粉5份、硅酸鋁纖維0.35份、α -Al 203微粉22份、石墨微粉0.5份。
[0026]該雙層復合耐火材料溝罩的制造方法為:制作帶格子骨架的梯形鐵外殼殼模，在殼模內側焊接傘狀螺紋鋼加強筋；殼模具上直接澆注輕質主體耐火材料層，厚度10?15cm，用振動臺夯實至表面均勻出漿；初凝后(約一天)在其上涂覆耐磨抗鐵水沖刷層(2?5mm)。靜置養(yǎng)護7d后160°C烘烤24?48h，待表面層固化后即可吊裝使用。
[0027]此溝罩重量輕((1.0t/m3)，強度彡24MPa、壽命長(彡1.5年)、耐高溫(1300°C )、抗熱震性好、不變形、不開裂(熱膨脹系數(shù)< 0.0llmm/(m.°C ))、不脫落、保溫效果好(導熱系數(shù)< 0.23ff/m.°C，溝罩背面< 50°C )，移吊抖動不破損。
[0028]實施例2
[0029]如圖