鋅冶煉向大型化發(fā)展，溜槽是冶煉后鋅流出的重要通道，溜槽內(nèi)襯工藝設(shè)計(jì)及材料使用壽命對(duì)鋅冶煉的安全順利運(yùn)行起著非常重要的作用，溜槽工作襯層要求具有良好的抗高溫鋅水的沖刷耐磨性和熱震穩(wěn)定性。
現(xiàn)在，大中型鋅冶煉爐溜槽工作襯部位耐火材料一般采用Al2O3-SiC-C低水泥澆注料，一次通過(guò)量一般為50-80噸左右就要維修通過(guò)量較小。根據(jù)對(duì)溜槽工作襯在實(shí)際使用過(guò)程中其使用壽命的影響因素分析認(rèn)為：溜槽不但要經(jīng)受高溫鋅水的磨損，還有鋅流的熱沖擊。且損耗較快、使用壽命短影響煉鋅爐正常安全生產(chǎn)。這種情況下設(shè)計(jì)一種施工快捷、強(qiáng)度高和抗熱震穩(wěn)定性優(yōu)良、耐高溫鋅水沖刷性能優(yōu)異及長(zhǎng)壽命的產(chǎn)品，從而有效穩(wěn)定的提高大中型煉鋅爐用溜槽的時(shí)長(zhǎng)。
為了解決上述問(wèn)題，研發(fā)出一種優(yōu)化設(shè)計(jì)、配方合理、制備方法簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)、可降低溜槽內(nèi)襯材料綜合運(yùn)行成本的溜槽碳化硅磚。可提高大中型煉鋅爐溜槽襯層整體使用壽命且具有廣泛的市場(chǎng)推廣前景及應(yīng)用價(jià)值。
一：技術(shù)方案
技術(shù)方案是：大中型煉鋅爐溜槽，包括鋼殼、鋼殼內(nèi)設(shè)置有碳化硅磚襯層，鋼殼爐壁碳化硅磚襯層通過(guò)13種不同型號(hào)的碳化硅磚砌筑而成，代替使用標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)耐火磚砌筑泥縫多、黏連不牢坍塌的問(wèn)題；鋼殼下端設(shè)置有擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置包括底座，底座上設(shè)置有向上的支撐柱，溜槽鋼殼能夠在支撐柱上端擺動(dòng)，鋼殼至少有一端與底座之間連接有升降驅(qū)動(dòng)件。
鋼殼橫截面為簸箕狀U型，鋼殼兩側(cè)壁長(zhǎng)度面從對(duì)半處有大向小收，形成寬窄面1/2的比例，鋼殼前端設(shè)置有擋流板，碳化硅磚工作襯層包括底層和側(cè)層，底層為鋪設(shè)在鋼殼底部的一層小型碳化硅磚，側(cè)層則根據(jù)溜槽的長(zhǎng)度及側(cè)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多種尺寸的異型碳化硅磚組成。工作襯層上端延伸至耐火磚襯層上側(cè)，加工有吊耳孔。
二：煉鋅爐溜槽碳化硅磚，由以下精選原料制成：
電熔莫來(lái)石占比為30%~45%、燒結(jié)板狀剛玉占比為20%~30%、黑碳化硅占比為10%~25%、鋯英砂占比為3%~5%、高純尖晶石微粉占比為3%~6%、氧化鋁微粉占比為5%~8%、二氧化硅微粉占比為1%~3%、高強(qiáng)固體結(jié)合劑占比為2%~4%、燒結(jié)劑占比為1%~4%、抗氧化劑占比為1%~3%、防爆裂劑占比為0.1%~0.3%、復(fù)合分散劑占比為0.2%~0.5%。
電熔莫來(lái)石的粒度有5mm~8mm和3mm~5mm兩種，采用標(biāo)準(zhǔn)YB/T104-2005，電熔莫來(lái)石中氧化鋁的含量為≥75%，大顆粒骨料采5mm~8mm、3~5mm兩種復(fù)配，能夠有效地發(fā)揮電熔莫來(lái)石原料的熱震穩(wěn)定性及強(qiáng)度高的特點(diǎn)，進(jìn)而提高產(chǎn)品骨架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
燒結(jié)板狀剛玉的粒度包括1mm~3mm和0.1mm~1mm 兩種，牌號(hào)為ZAL-99，燒結(jié)板狀剛玉中氧化鋁含量為≥99%，中小顆粒采用兩種復(fù)配，充分應(yīng)用燒結(jié)板狀剛玉的填充和流動(dòng)性好、燒結(jié)性優(yōu)、抗渣鐵侵蝕性優(yōu)良等優(yōu)勢(shì)。
黑碳化硅的粒度包括0.1mm~1mm和0.044mm兩種，采用標(biāo)準(zhǔn)GB/T2480-2008，黑碳化硅中碳化硅含量≥98%，碳化硅以小顆粒和細(xì)粉兩種復(fù)配，以合理填充促進(jìn)燒結(jié)，提升產(chǎn)品的高溫耐沖刷性能。
鋯英砂的粒度為0.1mm至0.2mm，采用標(biāo)準(zhǔn)YB/834-87，牌號(hào)為特級(jí)品，鋯英砂中氧化鋯含量為65%，利用其高溫強(qiáng)度穩(wěn)定性優(yōu)點(diǎn)，提升產(chǎn)品的高溫耐磨性來(lái)延長(zhǎng)壽命。
高純尖晶石微粉的粒度≤2.5μm，高純尖晶石微粉中氧化鋁含量為≥87%、氧化鎂含量≥8%，其特性為燒結(jié)強(qiáng)度高、耐高溫沖擊性能優(yōu)越。
氧化鋁微粉的粒度≤1.5μm，氧化鋁微粉中氧化鋁含量為99%，采用標(biāo)準(zhǔn)YS/T89-1995。
高強(qiáng)固體結(jié)合劑為固體磷酸二氫鋁，固體磷酸二氫鋁的粒度小于0.044mm，固體磷酸二氫鋁中五氧化二磷含量為32%，可有效促進(jìn)產(chǎn)品組合中的顆粒與細(xì)粉，微粉的結(jié)合快干強(qiáng)度及應(yīng)用過(guò)程中的耐磨性。
三：產(chǎn)品的特點(diǎn)：
煉鋅爐溜槽由鋼殼、碳化硅磚工作襯層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且穩(wěn)定性高，鐵水流經(jīng)溝槽，溫度自碳化硅磚依次向外傳遞，通過(guò)工作襯層、耐火磚襯層的保護(hù)以及鋼殼的支撐，能夠保證工作穩(wěn)定，設(shè)置擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，能夠驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)溜槽擺動(dòng)，進(jìn)而將鐵水分配至不同的容器；鋼殼橫截面為簸箕狀U型，鋼殼兩側(cè)壁長(zhǎng)度面從對(duì)半處有大向小收，形成寬窄面1/2的比例，鋼殼前端設(shè)置有擋流板施工安裝簡(jiǎn)便快捷、安全性提升。
四：煉鋅爐溜槽用碳化硅磚的制備方法：
混料：稱取原料，用強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌料，首先將電熔莫來(lái)石、燒結(jié)板狀剛玉、黑碳化硅、鋯英砂、高純尖晶石微粉、氧化鋁微粉、二氧化硅微粉原料進(jìn)行混合，轉(zhuǎn)速為100rpm，攪拌10min，再依次加入高強(qiáng)固體結(jié)合劑、燒結(jié)劑、抗氧化劑、防爆裂劑和復(fù)合分散劑進(jìn)行混合攪拌均勻，轉(zhuǎn)速100rpm，攪拌5min，得到混合料，將混合料稱量后裝入防潮包裝袋中備用。
澆注預(yù)制：將混合料加入高速混煉機(jī)中，加4%重量的自來(lái)水?dāng)嚢?分鐘，材料干濕均勻、流動(dòng)性好，混合料倒入已經(jīng)準(zhǔn)備好的異型預(yù)制磚模具內(nèi)，用Φ50振動(dòng)棒插入振動(dòng)，均勻成型。
成型和干燥：預(yù)制磚濕坯體在模具內(nèi)自然干燥12小時(shí)后脫模，轉(zhuǎn)入烘箱進(jìn)行200℃干燥48小時(shí)，使其中的水分充分揮發(fā)，強(qiáng)度提高，然后自然冷卻后得到鐵合金礦熱爐溜槽用碳化硅預(yù)制磚
五：煉鋅爐溜槽用碳化硅磚安裝步驟：
在鋼殼內(nèi)砌碳化硅磚襯層，磚襯層之間通過(guò)碳化硅質(zhì)火泥填充粘結(jié)，碳化硅磚根據(jù)溜槽的整體結(jié)構(gòu)劃分為13種不同尺寸的異型磚。砌筑順序有從底部開始，將小型的碳化硅磚尺寸為230*114*65（mm），立面平鋪在槽底后，然后再砌筑側(cè)部槽面，由于側(cè)部槽面存在拐角、圓弧結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)碳化硅磚的時(shí)候，就將該部位的形體設(shè)計(jì)在磚型中，使得磚型的尺寸與側(cè)部槽面正好吻合。整體砌筑的灰縫不大于1mm。
六 ：結(jié)論
通過(guò)對(duì)配方組合進(jìn)行優(yōu)化，采用精選優(yōu)質(zhì)原材料，引入高強(qiáng)固體結(jié)合劑、燒結(jié)劑等，得到煉鋅爐溜槽用碳化硅磚，有效提升了碳化硅磚的致密度、熱震穩(wěn)定性，高溫?zé)笥谰镁�變化率呈微膨脹且比較穩(wěn)定，高溫耐壓抗折強(qiáng)度較大提升；配方通過(guò)優(yōu)化、減少或者不用揮發(fā)性強(qiáng)的含碳材料，減少了碳含量的排放，可有效降低溜槽綜合運(yùn)行成本、節(jié)約優(yōu)質(zhì)耐火原料資源，提升煉鋅爐溜槽一次通鐵量提升至130噸以上，使用壽命延長(zhǎng)30%以上，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。