[發(fā)明專利]一種用于高爐渣生產(chǎn)礦棉控流的水口及其生產(chǎn)工藝

有效

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• 申請日: 2014-10-13
• 公開（公告）號: CN104387093A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 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（專利權(quán)）人: 瑞泰科技股份有限公司;宜興市耐火材料有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B41/86
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技術(shù)領(lǐng)域

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)

鋼鐵生產(chǎn)過程中產(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℃，由于我國鋼鐵企業(yè)通常采用水淬工藝處理高爐礦渣，熱態(tài)渣攜帶的熱量沒有得到利用，反而浪費了寶貴的水資源，水淬過程中產(chǎn)生的污水和有害氣體對環(huán)境造成污染。面對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、資源浪費和環(huán)境污染等問題。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題，同時也利用了高爐渣液的余熱，生產(chǎn)的礦棉廉價、保溫效果好，具有阻燃作用，是替代有機隔熱產(chǎn)品的理想材料。

在高爐渣生產(chǎn)礦棉時，控制高爐渣液的向吹棉機的流速采用類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)重的影響爐子的運行效率和運行安全。本發(fā)明就是為了適應(yīng)高爐渣侵蝕嚴(yán)重的特點，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

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、耐磨的特點，有利于提高水口的強度和沖刷，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產(chǎn)生了微裂紋，由于低熱膨脹和大量微裂紋增韌雙重機制，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、最堅硬的納米材料石墨烯，能提高水口的低溫強度，同時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使用壽命；硅粉作為抗氧化劑引入，保護綠碳化硅，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，對于高爐廢渣回收利用具有重要的經(jīng)濟價值和環(huán)境價值。

本發(fā)明的配方(重量和粒度含量)如下：

(1)粒度3～1mm的電熔鋯剛玉(AZS41#)，3～6％；

(2)粒度≤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0.5～0.21mm的熔融石英，3～5％；

(7)粒度0.21～0.088mm的熔融石英，1～2％；

(8)粒度≤0.020mm的膨脹石墨，1～2％；

(9)粒度≤0.020mm的鉻綠，2～3％；

(10)粒度≤0.010mm的硅粉，1～2％；

外加酚醛樹脂結(jié)合劑，+2～4％；

生產(chǎn)工藝過程包括以下幾部分：

(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硅粉進行強力預(yù)混，預(yù)混時間在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的綠碳化硅和熔融石英，強力混碾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，同時加入酚醛樹脂2～4％，然后加入預(yù)混好的粉料，強力混碾20～30分鐘。

(4)篩分。混合料出料后，用5mm的篩子篩分，去除團聚大塊。

(5)困料。放入恒溫恒濕車間密閉困料24～36小時。