一种用于高炉渣生产矿棉控流的塞棒及其工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种用于高炉渣生产矿棉控流的塞棒及其生产工艺，属于耐火材料领域。其配方为粒度≤0.019mm的膨胀石墨14～19％、粒度0.50～0.21mm的电熔锆莫来石26～32％、粒度0.21～0.10mm的电熔锆莫来石5～10％、粒度≤0.045mm的电熔锆莫来石12～20％、粒度0.5～0.21mm的绿碳化硅5～10％、粒度0.21～0.10mm的绿碳化硅2～6％、粒度0.5～0.21mm的熔融石英3～6％、粒度0.21～0.10mm的熔融石英1～5％、粒度≤0.010mm的氧化锆5～10％、粒度≤0.010mm的硅粉2～3％、粒度≤0.010mm的钾长石1％，外加固体酚醛树脂结合剂+8～10％、酒精+4～5％、乙二醇，+0.5％。生产工艺过程包括混料、造粒、挥发份调节、困料、等静压成形、热固、烧成、探伤、喷釉等。本发明专利技术的塞棒具有优异的抗侵蚀性、抗热震性、抗氧化性能，使用寿命达到20天以上，远远高于石墨质塞棒的寿命(约4天)。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高炉渣生产矿棉控流的塞棒及其工艺
本专利技术涉及一种用于高炉渣生产矿棉控流的塞棒及其生产工艺，属于无机非金属材料学科耐火材料领域。
技术介绍
钢铁生产过程中产生的大量高温熔融渣(或叫高炉渣，约占铁产量的1/3)，排放温度高达1400～1500℃，由于我国钢铁企业通常采用水淬工艺处理高炉矿渣，热态渣携带的热量没有得到利用，反而浪费了宝贵的水资源，水淬过程中产生的污水和有害气体对环境造成污染。面对高炉渣的排放量日益增多堆积，占用了大量土地，目前熔融渣处理工艺存在的能源、资源浪费和环境污染等问题。利用热态高炉渣液制备矿棉等建筑保温材料不仅解决高炉渣废品利用问题，同时也利用了高炉渣液的余热，生产的矿棉廉价、保温效果好，具有阻燃作用，是替代有机隔热产品的理想材料。在高炉渣生产矿棉时，控制高炉渣液的向吹棉机的流速采用类似冶金连铸中间包的水口和塞棒设备。塞棒和上水口受到渣液的严重侵蚀、热冲击和氧化作用，一般材料难以承受其恶劣的工况环境，目前采用的石墨材质的塞棒和水口的寿命非常短暂(一般不到4天)，严重的影响炉子的运行效率和运行安全。本专利技术就是为了适应高炉渣侵蚀严重的特点，采用电熔锆莫来石、绿碳化硅、熔融石英、膨胀石墨、氧化锆、硅粉、钾长石等为主要原料，制备高抗侵蚀、高耐磨、高抗氧化的塞棒，在新某铸管厂使用寿命达到20天以上。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于高炉渣生产矿棉控流的塞棒及其生产工艺，原料主要有电熔锆莫来石、绿碳化硅、熔融石英、膨胀石墨、氧化锆、硅粉、钾长石等，采用酚醛树脂作为结合剂结合，等静压成型，在塞棒表面喷釉保护。(1)电熔锆莫来石(2Al2O3·SiO2·ZrO2，含Al2O352.7％、SiO215.6％、ZrO231.7％，以下提到的电熔锆莫来石均为此成分)具有导热性能好、热胀系数小、抗热震性能好、抗渣性能强等优点，具有优异的抗高炉渣侵蚀和高炉渣冲刷的功能；(2)绿碳化硅具有高强、耐磨的特点，有利于提高塞棒的强度和冲刷，用电熔锆刚玉和绿碳化硅组合成复合材料，相比高炉铁钩用的刚玉-碳化硅材料具有更好的抗高炉渣侵蚀和抗高炉渣冲刷性能；(3)低膨胀系数熔融石英不仅有利于降低了塞棒的热胀性，且因熔融石英颗粒与基质相热膨胀系数的差异使得浇注料在温度剧变时产生了微裂纹，由于低热膨胀和大量微裂纹增韧双重机制，提高塞棒的抗热震性能和解决热剥落难题，提高了水口的使用寿命；(4)膨胀石墨具有良好的活性，并含有已知最薄、最坚硬的纳米材料石墨烯，能提高水口的低温强度，同时利用纳米材料的高反应活性，快速和硅粉反应生成陶瓷晶须结合相，提高材料的中高温强度和可靠性；(5)氧化锆高温化学性质稳定、耐腐蚀、抗氧化、抗热震、不挥发、无污染，氧化锆还具有增韧作用；(6)硅粉作为抗氧化剂引入，保护绿碳化硅，防止绿碳化硅氧化；(7)钾长石具有熔点低(1150±20℃)，熔融间隔时间长，熔融粘度高等特点，用来作为生产少量玻璃相物质，提高塞棒的抗氧化性能。(8)采用喷釉工艺，防止塞棒氧化，延长寿命。本专利技术的配方(重量和粒度含量)如下：(1)粒度≤0.019mm的膨胀石墨，14～19％；(2)粒度0.50～0.21mm的电熔锆莫来石(2Al2O3·SiO2·ZrO2，Al2O352.7％、SiO215.6％、ZrO231.7％，以下提到的电熔锆莫来石均为此成分)，26～32％；(3)粒度0.21～0.10mm的电熔锆莫来石，5～10％；(4)粒度≤0.045mm的电熔锆莫来石，12～20％；(5)粒度0.5～0.21mm的绿碳化硅，5～10％；(6)粒度0.21～0.10mm的绿碳化硅，2～6％；(7)粒度0.5～0.21mm的熔融石英，3～6％；(8)粒度0.21～0.10mm的熔融石英，1～5％；(9)粒度≤0.010mm的氧化锆，5～10％；(10)粒度≤0.010mm的硅粉，2～3％；(11)粒度≤0.010mm的钾长石，1％；外加：(12)固体酚醛树脂结合剂，+8～10％；(13)酒精，+4～5％；(14)乙二醇，+0.5％。本专利技术的生产工艺过程包括以下几部分：(1)将粉料预混。粒度≤0.019的膨胀石墨、粒度≤0.045mm的电熔锆莫来石、粒度≤0.010mm的氧化锆、硅粉、钾长石粉料进行强力预混，预混时间在15～20分钟。(2)将颗粒料和固体树脂粉强力预混。将粒度0.5～0.21mm的电熔锆莫来石、绿碳化硅、熔融石英、粒度0.21～0.10mm的电熔锆莫来石、绿碳化硅、熔融石英颗粒料、固体树脂粉投入造粒机，进行强力预混10～20分钟。(3)混练造粒。在预混好的颗粒料中投入预混好的粉料，启动高速转子和碾盘，中速混料5～10分钟，分钟，在不停机的状态下加入酒精和乙二醇，中速混练5～10分钟后再高速造粒10～20分钟，温度控制在35～50℃。(4)调节挥发份。将造粒好的混炼料投入水浴干燥筒内调节挥发份，水温控制在70～80℃，干燥至挥发份为0.75～0.80％时出料。(5)困料。将干燥出料的混炼料放入恒温恒湿车间密闭困料24～36小时。(6)等静压成形。困料后装入胶套内，在等静压机内30～40分钟升压至100～120MPa，保压15～20分钟后，10～15分钟缓慢卸压，压制成形坯体。(7)热固。将压制成形的坯体在220～280℃下保温24～48小时热固。(8)烧成。热固后的坯体入920～1100℃电窑中烧成24～36小时。(9)探伤。烧成后的制品用X射线无损探伤仪进行检测。(10)喷釉。喷涂预先配好的釉料浆(15％钾长石，5％焦宝石，40％石英，5％苏州土球磨成1～2微米的细粉，然后加入10％水、25％水玻璃调匀)，入160～180℃干燥窑干燥12～24小时。本专利技术的优点是生产的用于高炉渣生产矿棉的塞棒具有优异的抗侵蚀性、抗热震性、抗氧化性能，应用在新某铸管厂使用寿命达到20天以上，其寿命远远高于目前采用的石墨质水口的寿命(约4天)，为矿棉的连续生产创造了条件，对于高炉废渣回收利用具有重要的经济价值和环境价值。具体实施方式实施例1采用的原料配方如下：(1)粒度≤0.019mm的膨胀石墨，14％；(2)粒度0.50～0.21mm的电熔锆莫来石，32％；(3)粒度0.21～0.10mm的电熔锆莫来石，9％；(4)粒度≤0.045mm的电熔锆莫来石，14％；(5)粒度0.5～0.21mm的绿碳化硅，6％；(6)粒度0.21～0.10mm的绿碳化硅，6％；(7)粒度0.5～0.21mm的熔融石英，5％；(8)粒度0.21～0.10mm的熔融石英，1％；(9)粒度≤0.010mm的氧化锆，10％；(10)粒度≤0.010mm的硅粉，2％；(11)粒度≤0.010mm的钾长石，1％；外加：(12)固体酚醛树脂结合剂，+8％；(13)酒精，+4.5％；(14)乙二醇，+0.5％。生产工艺过程为：(1)将粉料预混。粒度≤0.019的膨胀石墨、粒度≤0.045mm的电熔锆莫来石、粒度≤0.010mm的氧化锆、硅粉、钾长石粉料进行强力预混，预混时间在15分钟。(2)将颗粒料和固体树脂粉强力预混。将粒度0.5～0.21mm的电熔锆莫来石、绿碳化硅、熔融石英、粒度0.21～0.10mm的电熔锆莫来石、绿碳化硅、熔融石英颗粒料、固体树脂粉投入造本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高炉渣生产矿棉控流的塞棒，其特征在于：所述塞棒的原料重量和粒度含量配方为：1)粒度≤0.019mm的膨胀石墨，14～19％；2)粒度0.50～0.21mm的电熔锆莫来石(2Al2O3·SiO2·ZrO2，Al2O352.7％、SiO215.6％、ZrO231.7％，以下提到的电熔锆莫来石均为此成分)，26～32％；3)粒度0.21～0.10mm的电熔锆莫来石，5～10％；4)粒度≤0.045mm的电熔锆莫来石，12～20％；5)粒度0.5～0.21mmm的绿碳化硅，5～10％；6)粒度0.21～0.10mm的绿碳化硅，2～6％；7)粒度0.5～0.21mm的熔融石英，3～6％；8)粒度0.21～0.10mm的熔融石英，1～5％；9)粒度≤0.010mm的氧化锆，5～10％；10)粒度≤0.010mm的硅粉，2～3％；11)粒度≤0.010mm的钾长石，1％；外加：12)固体酚醛树脂结合剂，+8～10％；13)酒精，+4～5％；14)乙二醇，+0.5％。

【技术特征摘要】
1.一种用于高炉渣生产矿棉控流的塞棒，其特征在于：所述塞棒的原料重量和粒度含量配方为：1)粒度≤0.019mm的膨胀石墨，14～19％；2)粒度0.50～0.21mm的电熔锆莫来石，26～32％；3)粒度0.21～0.10mm的电熔锆莫来石，5～10％；4)粒度≤0.045mm的电熔锆莫来石，12～20％；5)粒度0.5～0.21mm的绿碳化硅，5～10％；6)粒度0.21～0.10mm的绿碳化硅，2～6％；7)粒度0.5～0.21mm的熔融石英，3～6％；8)粒度0.21～0.10mm的熔融石英，1～5％；9)粒度≤0.010mm的氧化锆，5～10％；10)粒度≤0.010mm的硅粉，2～3％；11)粒度≤0.010mm的钾长石，1％；外加：12)固体酚醛树脂结合剂，+8～10％；13)酒精，+4～5％；14)乙二醇，+0.5％。2.一种生产权利要求1所述塞棒的生产工艺，其特征在于：(1)将粉料预混，粒度≤0.019mm的膨胀石墨、粒度≤0.045mm的电熔锆莫来石、粒度≤0.010mm的氧化锆、硅粉、钾长石粉料进行强力预混，预混时间在15～20分钟；(2)将颗粒料和固体树脂粉强力预混...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾鲁举，陈松林，杨胜利，蒋正跃，胡建坤，刘士范，胡列江，李文明，
申请(专利权)人：瑞泰科技股份有限公司，宜兴市耐火材料有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11