一种出铁沟摆动流嘴预制件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种出铁沟摆动流嘴预制件，包括：不同颗粒细度的致密刚玉和板状刚玉、碳化硅、板状刚玉粉、碳化硅粉、活性氧化铝粉、石墨粉、氮化硅铁、沥青粉、碳化硼、硼硅玻璃粉、铝酸钙水泥、硅微粉、防爆纤维、六偏磷酸纳。其生产方法：将各种原料混合加水搅拌；倒入模具中浇筑成型，并在成型后脱模，然后养护；产品养护后放入烧制炉内，升温到再保温再匀速降温保温；然后再升温速度升温，保温；自然冷却降温。本发明专利技术的优点是：本发明专利技术制备的出铁沟摆动流嘴预制件具有良好的抗冲刷性、高温强度以及抗氧化性能，能够保持较高的通铁量，对缩短铁水沟长度、减少出铁场面积、改善炉前操作条件以及减少铁沟维修费用、降低吨铁能耗等有着重要作用。

【技术实现步骤摘要】
一种出铁沟摆动流嘴预制件及其制备方法
本专利技术涉及一种出铁沟摆动流嘴预制件及其制备方法。
技术介绍
摆动流嘴是铁水从铁沟进入鱼雷罐的重要通道，同时又可对铁水进行脱硅处理，所以，对提高铁水的质量，炉前出铁沟的使用寿命均起着十分重要的作用。目前大型高炉的摆动流嘴普遍采用Al2O3-SiC-C质浇注料作为预制件使用，制备摆动溜槽所采用原材料、配比等关键技术大多数与铁沟浇注料相同。摆动流嘴在高温使用过程中，其抗渣性能、抗铁水冲刷能力明显下降。摆动流嘴主要损毁方式有：(1)铁水的冲击蚀损：由于Al2O3-SiC-C质材料的高温强度较低，抵抗铁水高温冲击的能力较弱，导致蚀损较快，是该材料的主要损毁形式；(2)循环的热冲击：导致材料结构强度降低；(3)氧化损毁：该体系材料的SiC和C组分很容易被氧化，尤其是C组分的氧化，导致材料结构疏松，强度下降，是该体系材料损毁的最主要原因。针对摆动流嘴的主要损毁原因，有研究采用无碳材料，同时在保证材料结构稳定的前提下，通过引入热膨胀率较低的莫来石及在基质中形成莫来石物相来强化其抗热震性能，提高高温抗折强度。采用莫来石制备的摆动流嘴虽然具有良好的抗热震性能，但高温冲刷能力较差。还有研究提出采用铝镁质摆动流嘴预制件代替Al2O3-SiC-C质预制件的措施，但使用时因尖晶石化反应会导致材料产生裂纹，衬体鼓胀、剥落，强度下降，造成渣容易渗透。在预制件的制备过程中，如对方法控制不合理，也容易造成预制件开裂，严重影响使用效果。已有专利CN201210069206.0中采用部分白刚玉作为骨料，造成摆动流嘴的抗热震性较差，CN201020168902.3、CN201220098606.X、CN200920085544.7等专利技术中多数是在摆动流嘴结构方面进行设计和调整，未能从材质和原料配比上根本解决摆动流嘴使用寿命较短的问题。摆动流嘴作为炼铁大中型高炉出铁场的专用设备，其正常使用成为高炉安全稳定运行的重要条件。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种出铁沟摆动流嘴预制件及其制备方法，能够有效解决现有出铁沟摆动流嘴预制件的C组分易氧化，导致材料结构疏松、强度下降的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种出铁沟摆动流嘴预制件，按质量分数包括以下组份：8～15mm致密刚玉5～8份、5～8mm致密刚玉20～25份、3～5mm致密刚玉15～20份、1～3mm板状刚玉10～15份、0～1mm板状刚玉5～10份、0～1mm碳化硅10～14份、板状刚玉粉5～8份、碳化硅粉6～10份、活性氧化铝粉5～8份、石墨粉2～4份、氮化硅铁2～4份、沥青粉1～3份、碳化硼1～2份、硼硅玻璃粉1～2份、铝酸钙水泥1～2份、硅微粉1～2份、防爆纤维0.1～0.2份、六偏磷酸纳0.1～0.2份。优选的，所述0～1mm碳化硅和碳化硅粉中SiC的质量百分含量均不小于97％，Fe2O3的质量百分含量不大于0.25％；对碳化硅中的SiC和Fe2O3的含量进行控制，能够提高预制件的高温抗冲刷性能。优选的，所述的铝酸钙水泥中Al2O3的质量百分含量不小于68％；这样选择能有效降低水泥中的杂质含量，减少高温生成的低共熔物优选的，所述的防爆纤维熔点为85℃；这样选择能够使防爆纤维在水蒸气大量挥发之前就能够形成气孔通道，有助于水分排出优选的，按质量分数包括以下组份：8～15mm致密刚玉8份、5～8mm致密刚玉20份、3～5mm致密刚玉20份、1～3mm板状刚玉10份、0～1mm板状刚玉5份、0～1mm碳化硅14份、板状刚玉粉5份、碳化硅粉10份、活性氧化铝粉5份、石墨粉4份、氮化硅铁2份、沥青粉1份、碳化硼2份、硼硅玻璃粉1份、铝酸钙水泥2份、硅微粉2份、防爆纤维0.1份、六偏磷酸纳0.1份；最为经济实惠的结构组份。优选的，按质量分数包括以下组份：8～15mm致密刚玉5份，5～8mm致密刚玉25份，3～5mm致密刚玉15份，1～3mm板状刚玉15份，0～1mm板状刚玉10份，0～1mm碳化硅10份，板状刚玉粉8份，碳化硅粉6份，活性氧化铝粉8份，石墨粉2份，氮化硅铁4份，沥青粉3份，碳化硼1份，硼硅玻璃粉2份，铝酸钙水泥1份，硅微粉1份，防爆纤维0.2份，六偏磷酸纳0.2份；效果最佳的结构组份。优选的，按质量分数包括以下组份：8～15mm致密刚玉6份，5～8mm致密刚玉22份，3～5mm致密刚玉18份，1～3mm板状刚玉12份，0～1mm板状刚玉6份，0～1mm碳化硅12份，板状刚玉粉6份，碳化硅粉7份，活性氧化铝粉7份，石墨粉2份，氮化硅铁3份，沥青粉2份，碳化硼1份，硼硅玻璃粉1.5份，铝酸钙水泥1.5份，硅微粉1.5份，防爆纤维0.12份，六偏磷酸纳0.12份；性价比均衡的结构组份。一种出铁沟摆动流嘴预制件的制备方法，依次包括以下步骤：A、将各种原料按比例配好混合，外加总总量百分比3.5～4.2％的水搅拌均匀；B、将步骤A混合均匀的原料倒入模具中浇筑成型，并在成型24小时后脱模，然后养护48小时；C、产品养护后放入烧制炉内，以10℃/h的升温到120℃，保温24小时；再以15℃/h的升温速度升温到310℃，保温24小时；然后再以20℃/h的升温速度升温到580℃，保温24小时；自然冷却降温，制得出铁沟摆动流嘴预制件。与现有技术相比，本专利技术的优点是：本专利技术制备的出铁沟摆动流嘴预制件中采用氮化硅铁提高了氧化物/非氧化物间的结合强度，材料中Si3N4和渣铁不易润湿使得材料的抗渣性能增强，材料在使用过程中生成的Sialon不易被氧化，且改变了材料基质结合形式，提高了基质的固-固直接结合率，因此提高了材料的抗渣性。与摆动流嘴中单一加入SiC或Si3N4相比，能够进一步提高摆动流嘴在各个温度下的的耐冲刷性能和抗侵蚀性能。硼硅玻璃粉在高温条件下能够增加摆动流嘴预制件中的液相含量，提高基质与骨料的结合强度，降低表面气孔率，对抗氧化性和抗热震性能的提高能够起到关键作用。本专利技术制备的出铁沟摆动流嘴预制件具有良好的抗冲刷性、高温强度以及抗氧化性能，能够保持较高的通铁量，对缩短铁水沟长度、减少出铁场面积、改善炉前操作条件以及减少铁沟维修费用、降低吨铁能耗等有着重要作用。具体实施方式实施例一：一种出铁沟摆动流嘴预制件，按质量分数包括以下组份：8～15mm致密刚玉8份、5～8mm致密刚玉20份、3～5mm致密刚玉20份、1～3mm板状刚玉10份、0～1mm板状刚玉5份、0～1mm碳化硅14份、板状刚玉粉5份、碳化硅粉10份、活性氧化铝粉5份、石墨粉4份、氮化硅铁2份、沥青粉1份、碳化硼2份、硼硅玻璃粉1份、铝酸钙水泥2份、硅微粉2份、防爆纤维0.1份、六偏磷酸纳0.1份。实施例二：一种出铁沟摆动流嘴预制件，按质量分数包括以下组份：8～15mm致密刚玉5份，5～8mm致密刚玉25份，3～5mm致密刚玉15份，1～3mm板状刚玉15份，0～1mm板状刚玉10份，0～1mm碳化硅10份，板状刚玉粉8份，碳化硅粉6份，活性氧化铝粉8份，石墨粉2份，氮化硅铁4份，沥青粉3份，碳化硼1份，硼硅玻璃粉2份，铝酸钙水泥1份，硅微粉1份，防爆纤维0.2份，六偏磷酸纳0.2份。实施例三：一种出铁沟摆动流嘴预制件，按质量分数包括以下组份：8～15mm致密本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种出铁沟摆动流嘴预制件，其特征在于：按质量分数包括以下组份：8～15mm致密刚玉5～8份、5～8mm致密刚玉20～25份、3～5mm致密刚玉15～20份、1～3mm板状刚玉10～15份、0～1mm板状刚玉5～10份、0～1mm碳化硅10～14份、板状刚玉粉5～8份、碳化硅粉6～10份、活性氧化铝粉5～8份、石墨粉2～4份、氮化硅铁2～4份、沥青粉1～3份、碳化硼1～2份、硼硅玻璃粉1～2份、铝酸钙水泥1～2份、硅微粉1～2份、防爆纤维0.1～0.2份、六偏磷酸纳0.1～0.2份。

【技术特征摘要】
1.一种出铁沟摆动流嘴预制件，其特征在于：按质量分数包括以下组份：8～15mm致密刚玉5～8份、5～8mm致密刚玉20～25份、3～5mm致密刚玉15～20份、1～3mm板状刚玉10～15份、0～1mm板状刚玉5～10份、0～1mm碳化硅10～14份、板状刚玉粉5～8份、碳化硅粉6～10份、活性氧化铝粉5～8份、石墨粉2～4份、氮化硅铁2～4份、沥青粉1～3份、碳化硼1～2份、硼硅玻璃粉1～2份、铝酸钙水泥1～2份、硅微粉1～2份、防爆纤维0.1～0.2份、六偏磷酸纳0.1～0.2份。2.如权利要求1所述的一种出铁沟摆动流嘴预制件，其特征在于：所述0～1mm碳化硅和碳化硅粉中SiC的质量百分含量均不小于97％，Fe2O3的质量百分含量不大于0.25％。3.如权利要求1所述的一种出铁沟摆动流嘴预制件，其特征在于：所述铝酸钙水泥中Al2O3的质量百分含量不小于68％。4.如权利要求1所述的一种出铁沟摆动流嘴预制件，其特征在于：所述防爆纤维熔点为85℃。5.如权利要求1所述的一种出铁沟摆动流嘴预制件，其特征在于：按质量分数包括以下组份：8～15mm致密刚玉8份、5～8mm致密刚玉20份、3～5mm致密刚玉20份、1～3mm板状刚玉10份、0～1mm板状刚玉5份、0～1mm碳化硅14份、板状刚玉粉5份、碳化硅粉10份、活性氧化铝粉5份、石墨粉4份、氮化硅铁2份、沥青粉1份、碳化硼2份、硼硅玻璃粉1份、铝酸钙水泥2份、硅微粉2份、防爆纤维0.1份、六偏磷酸纳0.1份。6.如权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新明，王立旺，朱国平，桑新良，王琪，
申请(专利权)人：浙江锦诚新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33