一種出鐵溝擺動流嘴預制件及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種出鐵溝擺動流嘴預制件，包括：不同顆粒細度的致密剛玉和板狀剛玉、碳化硅、板狀剛玉粉、碳化硅粉、活性氧化鋁粉、石墨粉、氮化硅鐵、瀝青粉、碳化硼、硼硅玻璃粉、鋁酸鈣水泥、硅微粉、防爆纖維、六偏磷酸納。其生產方法：將各種原料混合加水攪拌；倒入模具中澆筑成型，并在成型后脫模，然后養護；產品養護后放入燒制爐內，升溫到再保溫再勻速降溫保溫；然后再升溫速度升溫，保溫；自然冷卻降溫。本發明專利技術的優點是：本發明專利技術制備的出鐵溝擺動流嘴預制件具有良好的抗沖刷性、高溫強度以及抗氧化性能，能夠保持較高的通鐵量，對縮短鐵水溝長度、減少出鐵場面積、改善爐前操作條件以及減少鐵溝維修費用、降低噸鐵能耗等有著重要作用。

【技術實現步驟摘要】
一種出鐵溝擺動流嘴預制件及其制備方法
本專利技術涉及一種出鐵溝擺動流嘴預制件及其制備方法。
技術介紹
擺動流嘴是鐵水從鐵溝進入魚雷罐的重要通道，同時又可對鐵水進行脫硅處理，所以，對提高鐵水的質量，爐前出鐵溝的使用壽命均起著十分重要的作用。目前大型高爐的擺動流嘴普遍采用Al2O3-SiC-C質澆注料作為預制件使用，制備擺動溜槽所采用原材料、配比等關鍵技術大多數與鐵溝澆注料相同。擺動流嘴在高溫使用過程中，其抗渣性能、抗鐵水沖刷能力明顯下降。擺動流嘴主要損毀方式有：(1)鐵水的沖擊蝕損：由于Al2O3-SiC-C質材料的高溫強度較低，抵抗鐵水高溫沖擊的能力較弱，導致蝕損較快，是該材料的主要損毀形式；(2)循環的熱沖擊：導致材料結構強度降低；(3)氧化損毀：該體系材料的SiC和C組分很容易被氧化，尤其是C組分的氧化，導致材料結構疏松，強度下降，是該體系材料損毀的最主要原因。針對擺動流嘴的主要損毀原因，有研究采用無碳材料，同時在保證材料結構穩定的前提下，通過引入熱膨脹率較低的莫來石及在基質中形成莫來石物相來強化其抗熱震性能，提高高溫抗折強度。采用莫來石制備的擺動流嘴雖然具有良好的抗熱震性能，但高溫沖刷能力較差。還有研究提出采用鋁鎂質擺動流嘴預制件代替Al2O3-SiC-C質預制件的措施，但使用時因尖晶石化反應會導致材料產生裂紋，襯體鼓脹、剝落，強度下降，造成渣容易滲透。在預制件的制備過程中，如對方法控制不合理，也容易造成預制件開裂，嚴重影響使用效果。已有專利CN201210069206.0中采用部分白剛玉作為骨料，造成擺動流嘴的抗熱震性較差，CN201020168902.3、CN201220098606.X、CN200920085544.7等專利技術中多數是在擺動流嘴結構方面進行設計和調整，未能從材質和原料配比上根本解決擺動流嘴使用壽命較短的問題。擺動流嘴作為煉鐵大中型高爐出鐵場的專用設備，其正常使用成為高爐安全穩定運行的重要條件。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種出鐵溝擺動流嘴預制件及其制備方法，能夠有效解決現有出鐵溝擺動流嘴預制件的C組分易氧化，導致材料結構疏松、強度下降的問題。為了解決上述技術問題，本專利技術是通過以下技術方案實現的：一種出鐵溝擺動流嘴預制件，按質量分數包括以下組份：8～15mm致密剛玉5～8份、5～8mm致密剛玉20～25份、3～5mm致密剛玉15～20份、1～3mm板狀剛玉10～15份、0～1mm板狀剛玉5～10份、0～1mm碳化硅10～14份、板狀剛玉粉5～8份、碳化硅粉6～10份、活性氧化鋁粉5～8份、石墨粉2～4份、氮化硅鐵2～4份、瀝青粉1～3份、碳化硼1～2份、硼硅玻璃粉1～2份、鋁酸鈣水泥1～2份、硅微粉1～2份、防爆纖維0.1～0.2份、六偏磷酸納0.1～0.2份。優選的，所述0～1mm碳化硅和碳化硅粉中SiC的質量百分含量均不小于97％，Fe2O3的質量百分含量不大于0.25％；對碳化硅中的SiC和Fe2O3的含量進行控制，能夠提高預制件的高溫抗沖刷性能。優選的，所述的鋁酸鈣水泥中Al2O3的質量百分含量不小于68％；這樣選擇能有效降低水泥中的雜質含量，減少高溫生成的低共熔物優選的，所述的防爆纖維熔點為85℃；這樣選擇能夠使防爆纖維在水蒸氣大量揮發之前就能夠形成氣孔通道，有助于水分排出優選的，按質量分數包括以下組份：8～15mm致密剛玉8份、5～8mm致密剛玉20份、3～5mm致密剛玉20份、1～3mm板狀剛玉10份、0～1mm板狀剛玉5份、0～1mm碳化硅14份、板狀剛玉粉5份、碳化硅粉10份、活性氧化鋁粉5份、石墨粉4份、氮化硅鐵2份、瀝青粉1份、碳化硼2份、硼硅玻璃粉1份、鋁酸鈣水泥2份、硅微粉2份、防爆纖維0.1份、六偏磷酸納0.1份；最為經濟實惠的結構組份。優選的，按質量分數包括以下組份：8～15mm致密剛玉5份，5～8mm致密剛玉25份，3～5mm致密剛玉15份，1～3mm板狀剛玉15份，0～1mm板狀剛玉10份，0～1mm碳化硅10份，板狀剛玉粉8份，碳化硅粉6份，活性氧化鋁粉8份，石墨粉2份，氮化硅鐵4份，瀝青粉3份，碳化硼1份，硼硅玻璃粉2份，鋁酸鈣水泥1份，硅微粉1份，防爆纖維0.2份，六偏磷酸納0.2份；效果最佳的結構組份。優選的，按質量分數包括以下組份：8～15mm致密剛玉6份，5～8mm致密剛玉22份，3～5mm致密剛玉18份，1～3mm板狀剛玉12份，0～1mm板狀剛玉6份，0～1mm碳化硅12份，板狀剛玉粉6份，碳化硅粉7份，活性氧化鋁粉7份，石墨粉2份，氮化硅鐵3份，瀝青粉2份，碳化硼1份，硼硅玻璃粉1.5份，鋁酸鈣水泥1.5份，硅微粉1.5份，防爆纖維0.12份，六偏磷酸納0.12份；性價比均衡的結構組份。一種出鐵溝擺動流嘴預制件的制備方法，依次包括以下步驟：A、將各種原料按比例配好混合，外加總總量百分比3.5～4.2％的水攪拌均勻；B、將步驟A混合均勻的原料倒入模具中澆筑成型，并在成型24小時后脫模，然后養護48小時；C、產品養護后放入燒制爐內，以10℃/h的升溫到120℃，保溫24小時；再以15℃/h的升溫速度升溫到310℃，保溫24小時；然后再以20℃/h的升溫速度升溫到580℃，保溫24小時；自然冷卻降溫，制得出鐵溝擺動流嘴預制件。與現有技術相比，本專利技術的優點是：本專利技術制備的出鐵溝擺動流嘴預制件中采用氮化硅鐵提高了氧化物/非氧化物間的結合強度，材料中Si3N4和渣鐵不易潤濕使得材料的抗渣性能增強，材料在使用過程中生成的Sialon不易被氧化，且改變了材料基質結合形式，提高了基質的固-固直接結合率，因此提高了材料的抗渣性。與擺動流嘴中單一加入SiC或Si3N4相比，能夠進一步提高擺動流嘴在各個溫度下的的耐沖刷性能和抗侵蝕性能。硼硅玻璃粉在高溫條件下能夠增加擺動流嘴預制件中的液相含量，提高基質與骨料的結合強度，降低表面氣孔率，對抗氧化性和抗熱震性能的提高能夠起到關鍵作用。本專利技術制備的出鐵溝擺動流嘴預制件具有良好的抗沖刷性、高溫強度以及抗氧化性能，能夠保持較高的通鐵量，對縮短鐵水溝長度、減少出鐵場面積、改善爐前操作條件以及減少鐵溝維修費用、降低噸鐵能耗等有著重要作用。具體實施方式實施例一：一種出鐵溝擺動流嘴預制件，按質量分數包括以下組份：8～15mm致密剛玉8份、5～8mm致密剛玉20份、3～5mm致密剛玉20份、1～3mm板狀剛玉10份、0～1mm板狀剛玉5份、0～1mm碳化硅14份、板狀剛玉粉5份、碳化硅粉10份、活性氧化鋁粉5份、石墨粉4份、氮化硅鐵2份、瀝青粉1份、碳化硼2份、硼硅玻璃粉1份、鋁酸鈣水泥2份、硅微粉2份、防爆纖維0.1份、六偏磷酸納0.1份。實施例二：一種出鐵溝擺動流嘴預制件，按質量分數包括以下組份：8～15mm致密剛玉5份，5～8mm致密剛玉25份，3～5mm致密剛玉15份，1～3mm板狀剛玉15份，0～1mm板狀剛玉10份，0～1mm碳化硅10份，板狀剛玉粉8份，碳化硅粉6份，活性氧化鋁粉8份，石墨粉2份，氮化硅鐵4份，瀝青粉3份，碳化硼1份，硼硅玻璃粉2份，鋁酸鈣水泥1份，硅微粉1份，防爆纖維0.2份，六偏磷酸納0.2份。實施例三：一種出鐵溝擺動流嘴預制件，按質量分數包括以下組份：8～15mm致密本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種出鐵溝擺動流嘴預制件，其特征在于：按質量分數包括以下組份：8～15mm致密剛玉5～8份、5～8mm致密剛玉20～25份、3～5mm致密剛玉15～20份、1～3mm板狀剛玉10～15份、0～1mm板狀剛玉5～10份、0～1mm碳化硅10～14份、板狀剛玉粉5～8份、碳化硅粉6～10份、活性氧化鋁粉5～8份、石墨粉2～4份、氮化硅鐵2～4份、瀝青粉1～3份、碳化硼1～2份、硼硅玻璃粉1～2份、鋁酸鈣水泥1～2份、硅微粉1～2份、防爆纖維0.1～0.2份、六偏磷酸納0.1～0.2份。

【技術特征摘要】
1.一種出鐵溝擺動流嘴預制件，其特征在于：按質量分數包括以下組份：8～15mm致密剛玉5～8份、5～8mm致密剛玉20～25份、3～5mm致密剛玉15～20份、1～3mm板狀剛玉10～15份、0～1mm板狀剛玉5～10份、0～1mm碳化硅10～14份、板狀剛玉粉5～8份、碳化硅粉6～10份、活性氧化鋁粉5～8份、石墨粉2～4份、氮化硅鐵2～4份、瀝青粉1～3份、碳化硼1～2份、硼硅玻璃粉1～2份、鋁酸鈣水泥1～2份、硅微粉1～2份、防爆纖維0.1～0.2份、六偏磷酸納0.1～0.2份。2.如權利要求1所述的一種出鐵溝擺動流嘴預制件，其特征在于：所述0～1mm碳化硅和碳化硅粉中SiC的質量百分含量均不小于97％，Fe2O3的質量百分含量不大于0.25％。3.如權利要求1所述的一種出鐵溝擺動流嘴預制件，其特征在于：所述鋁酸鈣水泥中Al2O3的質量百分含量不小于68％。4.如權利要求1所述的一種出鐵溝擺動流嘴預制件，其特征在于：所述防爆纖維熔點為85℃。5.如權利要求1所述的一種出鐵溝擺動流嘴預制件，其特征在于：按質量分數包括以下組份：8～15mm致密剛玉8份、5～8mm致密剛玉20份、3～5mm致密剛玉20份、1～3mm板狀剛玉10份、0～1mm板狀剛玉5份、0～1mm碳化硅14份、板狀剛玉粉5份、碳化硅粉10份、活性氧化鋁粉5份、石墨粉4份、氮化硅鐵2份、瀝青粉1份、碳化硼2份、硼硅玻璃粉1份、鋁酸鈣水泥2份、硅微粉2份、防爆纖維0.1份、六偏磷酸納0.1份。6.如權利要求1所述的一種...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李新明，王立旺，朱國平，桑新良，王琪，
申請(專利權)人：浙江錦誠新材料股份有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江,33