炼铁厂用水渣沟及其高强陶瓷耐磨浇注料工作衬
技术领域
本发明涉及耐火材料应用领域，尤其涉及一种炼铁厂用水渣沟及其高强陶瓷耐磨浇注料工作衬。
背景技术
随着炼铁工艺的进步，高炉出铁产能效率不断提升，对出铁场用耐火材料使用性能的要求也越来越高。为了适应水渣沟现场的使用要求，由最初的耐热混凝土、水泥浇注料发展为现在的低水泥浇注料、快干浇注料等多种施工形式产品。随着出铁沟及水渣沟用耐火材料的优化改进，使出铁沟及水渣沟修筑施工及维护更加安全方便、使用寿命更长久。根据钢铁冶炼技术的快速发展，对高炉出铁场及水渣沟工作衬耐火材料的要求更高，尤其亟待解决的是，水渣沟工作衬受高温渣热冲击及水冷影响损耗较快、维修周期长、影响高炉正常生产及水渣沟的整体使用寿命的问题。这种情况下，急需开发一种结合强度高、热震稳定性、耐磨性优良、施工方便、长寿命的产品。
现有的水渣沟用耐材技术，有热稳定性高的浇注料，主要由的特级高铝熟料、棕刚玉、碳化硅、致密刚玉、氧化铝空心球等制成，为高铝陶瓷材料，热稳定性高，但其耐磨性能差；有纤维增强型浇注料，主要由特级高铝熟料、棕刚玉、碳化硅、长短切碳纤维等制成，能够有效的提高耐磨性能，但使用寿命依然较短。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种结构简单易实施、工作稳定性高的炼铁厂用水渣沟及其高强陶瓷耐磨浇注料工作衬。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种炼铁厂水渣沟，包括钢壳，所述钢壳内设置有高强陶瓷耐磨浇注料工作衬，所述高强陶瓷耐磨浇注料工作衬上端中间位置设置有流槽，所述钢壳内壁均匀设置有多个锚固钩，所述钢壳横截面为U型，所述钢壳两翼上端设置有向外的弯折部，所述钢壳内侧壁设置有冷却管，所述冷却管穿过钢壳连接有冷媒循环装置。
进一步地，多个锚固钩成行成列设置，所述锚固钩包括安装盘，所述安装盘为圆形盘，所述安装盘边缘位置均匀设置有3-4组锚杆，任一组锚杆包括两根锚杆体，所述锚杆体下端与安装盘焊接固定，所述安装盘上设置有与锚杆体相对应的定位孔，所述锚杆体下端弯折并插装在定位孔内。
进一步地，所述两根锚杆体上端交叉形成斜枝。
进一步地，所述冷却管与锚杆体连接，所述锚杆体包括用于支撑冷却管的支撑锚杆体，以及用于固定冷却管的压紧锚杆体，相应的压紧锚杆体上端之间通过连接杆连接，所述连接杆与压紧锚杆体、支撑锚杆体之间形成冷却管通道，冷却管穿过冷却管通道。
进一步地，多个锚固钩成行成列设置，所述锚固钩包括安装盘，所述安装盘上设置有向内的锚固板，所述锚固板上设置有通孔，所述冷却管穿过通孔。
一种炼铁厂水渣沟用高强陶瓷耐磨浇注料工作衬，由以下重量份数的材料制成，特级矾土熟料颗粒30～45份、棕刚玉颗粒20～35份、α-氧化铝微粉10～20份、电熔白刚玉粉8～15份、硅微粉5～10份、铝酸盐水泥10～25份、钢钎维1～3份、复合分散剂0.5～1.5份、硅溶胶结合剂25-30份
进一步地，所述复合分散剂由三聚磷酸钠和六偏磷酸钠组成，三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的重量比为3-5:5-7。
进一步地，所述特级矾土熟料颗粒的粒度为3～5mm，特级矾土熟料颗粒中氧化铝的含量≥88%。
进一步地，所述α-氧化铝微粉的粒度＜2μm，所述α-氧化铝微粉氧化铝的含量≥99%。
本发明的有益效果在于：炼铁厂水渣沟，包括钢壳，钢壳内设置有工作衬，所述工作衬上端中间位置设置有流槽，所述钢壳内壁均匀设置有多个锚固钩，通过钢壳进行支撑，能够对工作衬进行定型，方便浇筑工作衬，设置锚固钩，能够将钢壳和工作衬进行定位，还能够避免钢壳与工作衬之间脱离，使水渣沟工作稳定性高，整体工作稳定性高，设置冷却管，能够有效的保护钢壳；通过锚固钩对冷却管进行支撑，方便安装。
附图说明
图1为炼铁厂水渣沟结构图示意图；
图2为实施例1锚固钩与钢壳连接关系图示意图；
图3为实施例1-3中安装盘结构图示意图；
图4为实施例1锚杆体与安装盘连接关系图示意图；
图5为温度检测装置安装位置图示意图；
图6为测温板与钢壳连接关系剖面图示意图；
图7为测温板与压板连接关系图示意图；
图8为实施例2中锚杆体与冷却管连接关系图示意图；
图9为实施例3中锚杆体与冷却管连接关系图示意图；
图10为实施例4中锚固钩与钢壳、冷却管连接关系图示意图；
图11为实施例4中锚固钩与钢壳、冷却管连接关系局部放大图示意图；
其中：1-钢壳，2-弯折板，3-高强陶瓷耐磨浇注料工作衬，4-流槽，5-吊耳，6-锚固钩，601-安装盘，602-定位孔，603-锚杆体，604-支撑锚杆体，605-压紧锚杆体，606-连接杆，607-锚固板，608-通孔，7-压板，8-螺柱，9-线缆，10-检测板，11-凹槽，12-热电偶，13-冷却管。
具体实施方式
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将结合发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下各实施例中，
钢壳由厚度为20-30mm 的耐高温钢板制成，具体牌号为0Cr25Ni20；
锚固钩由45#钢制成；
复合分散剂由三聚磷酸钠和六偏磷酸钠组成，三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的重量比为3-5:5-7；
特级矾土熟料颗粒的粒度为3～5mm，特级矾土熟料颗粒中氧化铝的含量≥88%，其特性表现为大颗粒采用特级矾土熟料，发挥其热震稳定性及韧性强度高特点，提升产品骨架结构的稳定，采用标准YB/T5179-2005,山西阳泉某厂，牌号GL-88A；
α-氧化铝微粉的粒度＜2μm，α-氧化铝微粉氧化铝的含量≥99%，为国内生产的活性氧化铝微粉，其特性是纯度高，高温性能稳定，具有良好的分散及流动性能，促进烧结强度，采用标准YS/T89-1995(2005)，牌号AN-03；
电熔白刚玉粉的粒度＜0.044mm，电熔白刚玉粉中氧化铝的总含量≥99%，因纯度高杂质少，提高产品的高温结合强度延长使用寿命，采用标准GB/T2479-2008，国内产品；
硅微粉的粒度＜0.5μm，硅微粉中的二氧化硅含量≥95%，其特性是具有优良的分散性能及流动性能，提高浇注料施工流变性，提升产品结合强度，采用标准GB/T21236-2007，国内产品；
铝酸盐水泥的粒度＜0.045mm，铝酸盐水泥中氧化铝的总含量≥70%，氧化硅总含量≤1%，氧化铁总含量≤0.7%，初凝结时间不早于30min，终凝时间不得迟于6h；标准GB201-2000，牌号CA-70；
钢钎维为466#耐热钢，长度30-35㎜；
硅溶胶结合剂是液体状，由粒度＜0.1μm的纳米级原料组成，氧化硅含量≥30%，pH值为9-9.5，牌号为TS-30，黏度≤6（25℃/Pa.s），密度1.15-1.17（25℃）；
棕刚玉的粒度包括1mm至3mm和0.1mm至1mm 两种，所述棕刚玉中氧化铝含量≥95%，中小颗粒采用两种组合，利用棕刚玉的填充和密度高特点，耐磨性好，抗冲刷性优良等优势，采用标准GB/T2478-2008，国内产品；
实施例5-8中，炼铁厂水渣沟用高强陶瓷耐磨浇注料工作衬的制备方法如下，
称取原料，首先将特级矾土熟料颗粒原料、棕刚玉颗粒原料、α-氧化铝微粉、电熔白刚玉粉、硅微粉进行混合，再依次加入铝酸盐水泥、钢钎维、复合分散剂混合料加入高速混炼机中，搅拌5分钟，材料混合搅拌均匀后得到耐磨自流料产品A，称量后装入防潮包装袋中,密封存放干燥处待用；硅溶胶结合剂用塑料桶密封包装30kg/桶，密封存放干燥处待用，使用时，将耐磨自流料产品A和硅溶胶结合剂混合浇注，使用方便，能够促进材料的快速凝结及高强耐磨，具有抗渣抗热冲刷能力强，抗热震稳定性好，现场施工快，可有效提高和延长工作衬层使用寿命30%以上。
实施例1
如图1-7所示，一种炼铁厂水渣沟，包括钢壳1，钢壳横截面为U型，钢壳两侧壁向外倾斜15°，钢壳上端一体成型有向外的弯折板2，弯折板横向，能够对钢壳两翼起到很好的支撑作用，进而避免钢壳变形，还能够在织模的过程中提供平面，浇筑工作衬层后，能够通过弯折板导向刮平，还能够保护温度检测组件，弯折板上加工有吊耳孔，方便安装吊耳5，在钢壳外壁上安装有温度检测组件，温度检测组件包括沿钢壳长度方向安装的多个检测板10，相邻检测板之间的间距为300mm，检测板为铝板，检测板外贴附有压板7，压板为钢板，在钢壳外壁上焊接有向外的螺柱8，钢板上加工有与螺柱相配合的螺栓孔，在检测板的外表面贴附有热电偶12，在压板上加工有与热电偶相配合的凹槽11，热电偶的线缆9通过凹槽底部向外穿出压板，进而能够对钢壳进行温度检测，在安装时，通过螺母向内推动检测板，检测板为铝板，变形后与钢壳贴合，导热效率高。
钢壳内铺设有高强陶瓷耐磨浇注料工作衬3选用国家标准号为JC/T499-92(96)的材料，高强陶瓷耐磨浇注料工作衬上端中间位置一体成型有流槽4，钢壳内壁均匀安装有多个锚固钩6，多个锚固钩成行成列分布，锚固钩包括安装,601，安装盘为圆形盘，安装盘边缘位置均匀安装有4组锚杆，任一组锚杆包括两根锚杆体603，锚杆体下端与安装盘焊接固定，安装盘上加工有与锚杆体相对应的定位孔602，锚杆体下端弯折并插装在定位孔内，安装方便且连接稳定性高，两根锚杆体上端交叉形成斜枝，锚杆体延伸至高强陶瓷耐磨浇注料工作衬内，由于水渣沟在工作的过程中，含有料渣的水经过溜槽，产生的摩擦力推动工作衬，安装锚固钩，能够有效的防止工作衬滑动，提高水渣沟的使用寿命，钢壳内侧壁安装有冷却管13，冷却管通过管卡安装在钢壳内侧壁，被高强陶瓷耐磨浇注料工作衬包裹，冷却管穿过钢壳连接有冷媒循环装置，冷媒循环装置包括水池，水池通过循环泵及管道与冷却管连通，冷媒为水，水在水池与冷却管之间循环，进而对钢壳侧壁进行冷却，通过温度检测组件监测温度，进而帮助操作人员判断水渣沟的工作状态。
实施例2
如图8所示，一种炼铁厂水渣沟，与实施例1不同的是，冷却管与锚杆体连接，锚杆体包括用于支撑冷却管的支撑锚杆体604，以及用于固定冷却管的压紧锚杆体605，相应的压紧锚杆体上端之间通过弧形连接杆606连接，连接杆与压紧锚杆体、支撑锚杆体之间形成冷却管通道，冷却管穿过冷却管通道，本实施例中，连接杆与压紧锚杆体一体成型，制作方便，其中相对的两组锚杆为支撑锚杆体，另外两组锚杆中在外的锚杆体为压紧锚杆体，能够方便的固定冷却管，同时对冷却管进行支撑，保证铺设高强陶瓷耐磨浇注料工作衬时包裹冷却管。
实施例3
如图9所示，一种炼铁厂水渣沟，与实施例2不同的是，每组锚杆中在内的锚杆体为支撑锚杆体604，在外的锚杆体为压紧锚杆体605，相邻的两个压紧锚杆体之间通过弧形连接杆606连接，压紧锚杆体与弧形连接杆一体成型，本实施例提供的锚固钩含有两根连接杆，能够更稳定的固定冷却管，缺点在于安装盘直径增大，材料增加。
实施例4
如图10-11所示，一种炼铁厂水渣沟，与实施例1-3不同的是，安装盘上安装有向内的锚固板607，锚固板上加工有通孔608，冷却管穿过通孔，为制作方便，锚固钩由矩管裁切而成，锚固钩其中一个侧面与钢壳焊接，形成安装盘，相对的两个侧壁形成锚固板，加工通孔，最后一个侧壁形成加强板，与实施例1-3相比，加工更方便，且连接稳定性更高，高强陶瓷耐磨浇注料工作衬填充在锚固钩内。
实施例5
一种炼铁厂水渣沟，与其它实施例不同的是，高强陶瓷耐磨浇注料工作衬由以下重量的原料制成，特级矾土熟料颗粒40Kg、棕刚玉颗粒28Kg、α-氧化铝微粉13Kg、电熔白刚玉粉11Kg、硅微粉8Kg、铝酸盐水泥21Kg、钢钎维2.4Kg、复合分散剂0.9Kg、硅溶胶结合剂27Kg。
实施例6
一种炼铁厂水渣沟，与其它实施例不同的是，高强陶瓷耐磨浇注料工作衬由以下重量的原料制成，特级矾土熟料颗粒33Kg、棕刚玉颗粒32Kg、α-氧化铝微粉17Kg、电熔白刚玉粉13.5Kg、硅微粉5Kg、铝酸盐水泥15Kg、钢钎维1.5Kg、复合分散剂1.2Kg、硅溶胶结合剂26Kg。
实施例7
一种炼铁厂水渣沟，与其它实施例不同的是，高强陶瓷耐磨浇注料工作衬由以下重量的原料制成，特级矾土熟料颗粒45Kg、棕刚玉颗粒22Kg、α-氧化铝微粉18Kg、电熔白刚玉粉15Kg、硅微粉10Kg、铝酸盐水泥25Kg、钢钎维3Kg、复合分散剂1.5Kg、硅溶胶结合剂30Kg。
实施例8
一种炼铁厂水渣沟，与其它实施例不同的是，高强陶瓷耐磨浇注料工作衬由以下重量的原料制成，特级矾土熟料颗粒30Kg、棕刚玉颗粒35Kg、α-氧化铝微粉20Kg、电熔白刚玉粉8Kg、硅微粉10Kg、铝酸盐水泥25Kg、钢钎维1Kg、复合分散剂0.5Kg、硅溶胶结合剂28Kg。
实施例1、实施例5-8，所得的高强陶瓷耐磨浇注料工作衬，性能检测参数见附表1。
附表1
附表1中，耐压强度一、抗折强度一为经过110℃×24h干燥后常温下检测值；耐压强度二、抗折强度二为经过1100℃×3h烧后常温下检测值；加热永久线变化率为经过1100℃×3h烧后永久线变化率；抗热震稳定性为1100℃水冷次数，检测标准为耐火材料相应国标或行业标准。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
