專利名稱：耐火材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶煉領(lǐng)域。具體地，涉及耐火材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
過程強(qiáng)化技術(shù)的發(fā)展對(duì)鋼鐵和有色金屬冶金所使用的高溫爐窯的內(nèi)襯造成了嚴(yán)重的損傷。目前，高溫爐窯的內(nèi)壁都砌筑有價(jià)格昂貴的高級(jí)耐火磚，并且高溫爐窯還必須鑲嵌多層價(jià)格更加昂貴的純銅水冷壁或純銅水套，這大大地增加了高溫爐窯的制造成本。此外，純銅的導(dǎo)熱性能雖然良好，但是熔點(diǎn)僅為1083°C。而高溫爐窯內(nèi)的溫度高達(dá) 1000 1600°C。因此，如果冷卻水的供應(yīng)稍有不慎，純銅水冷壁或純銅水套必然迅速熔化， 這是高溫爐窯的純銅水冷壁或純銅水套發(fā)生漏水事故的重要原因。因而，目前的爐窯的內(nèi)襯材料有待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種導(dǎo)熱性能良好的耐火材料。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種耐火材料，其特征在于，所述耐火材料中含有導(dǎo)熱纖維。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的耐火材料能夠借助其所含有的導(dǎo)熱纖維，快速導(dǎo)熱，顯著提高耐火材料的導(dǎo)熱性能。進(jìn)而，在將根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的耐火材料應(yīng)用于爐窯時(shí)，能夠借助其所含有的導(dǎo)熱纖維，快速傳導(dǎo)爐窯內(nèi)襯層與冷卻元件之間的熱量， 避免爐窯內(nèi)襯層過熱，并在爐窯內(nèi)襯層爐內(nèi)一側(cè)的表面形成穩(wěn)定的掛渣層，達(dá)到雙重保護(hù)爐窯內(nèi)襯層和顯著提高爐窯壽命的目的。另外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的耐火材料可以具有如下附加的技術(shù)特征根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述導(dǎo)熱纖維的熔點(diǎn)高于1000攝氏度。由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的耐火材料能夠經(jīng)受高溫，即使在1000攝氏度以上的高溫下，導(dǎo)熱纖維材料也不會(huì)發(fā)生熔化，從而不會(huì)影響耐火材料的耐火性能，可以用于制造冶金行業(yè)的爐窯的內(nèi)襯層。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述導(dǎo)熱纖維由選自鐵、銅、錳、鎳、鉻、鋁、鈦、鋯及其合金，或碳纖維、陶瓷纖維、玻璃纖維的至少一種制成。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體示例，所述導(dǎo)熱纖維的長(zhǎng)度為5-15mm。由此，由此，可以進(jìn)一步提高耐火磚的導(dǎo)熱性能，并且能夠提高耐火材料的強(qiáng)度和耐急冷急熱性能。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述導(dǎo)熱纖維均勻地分布在所述耐火材料中。由此，導(dǎo)熱纖維不會(huì)發(fā)生相互纏繞或結(jié)球地分布在所述耐火材料中，可以進(jìn)一步提高耐火材料的導(dǎo)熱性能。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述導(dǎo)熱纖維呈選自直角形、弧形的至少一種。由此， 可以進(jìn)一步提高導(dǎo)熱纖維與耐火材料的結(jié)合強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述導(dǎo)熱纖維的表面為非光滑面。由此，可以進(jìn)一步提高導(dǎo)熱纖維與耐火材料的結(jié)合強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述耐火材料為選自鎂質(zhì)耐火材料、鎂鉻質(zhì)耐火材料、 高鋁質(zhì)耐火材料的至少一種。由此，可以進(jìn)一步提高耐火材料的耐火性能。根據(jù)本發(fā)明的一些示例，所述耐火材料為耐火磚或非定形耐火材料。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提供了一種制備上述耐火材料的方法，其特征在于，包括提供導(dǎo)熱纖維，該導(dǎo)熱纖維的長(zhǎng)度不大于預(yù)定的長(zhǎng)度；將所述導(dǎo)熱纖維添加到預(yù)制耐火材料中；以及對(duì)添加有導(dǎo)熱纖維的預(yù)制耐火材料進(jìn)行攪拌，以獲得所述耐火材料。由此，可以通過傳統(tǒng)的制備耐火材料的方法，制備其中含有導(dǎo)熱纖維的耐火材料。關(guān)于該耐火材料的優(yōu)點(diǎn)，前面已經(jīng)進(jìn)行了描述，在此不再贅述。在本發(fā)明的另外一個(gè)方面，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種爐窯，其特征在于， 包括爐窯殼體；淋水器，所述淋水器設(shè)置在所述爐窯殼體的外壁，所述淋水器向所述爐窯殼體的外壁噴射冷卻水以冷卻所述爐窯殼體；以及耐火內(nèi)襯層，所述耐火內(nèi)襯層設(shè)置在所述爐窯殼體的內(nèi)壁上。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的爐窯通過在所述爐窯殼體的內(nèi)壁設(shè)置所述耐火泥內(nèi)襯層來對(duì)所述爐窯殼體進(jìn)行保護(hù)、并通過在所述爐窯殼體的外側(cè)設(shè)置所述淋水器來對(duì)所述爐窯殼體進(jìn)行冷卻，這樣可以避免采用價(jià)格昂貴的高級(jí)耐火磚和純銅水冷壁或純銅水套，從而極大地降低了所述爐窯的制造成本。而且，由于是向所述爐窯殼體的外壁噴射冷卻介質(zhì)(例如水)，因此無需對(duì)所述冷卻介質(zhì)進(jìn)行凈化處理，從而大大地降低了所述爐窯的運(yùn)行成本。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述耐火內(nèi)襯層包括多個(gè)耐火泥內(nèi)襯件，所述耐火泥內(nèi)襯件彼此相鄰設(shè)置且分別通過多個(gè)釘爪而設(shè)置在所述爐窯殼體的內(nèi)壁上，所述釘爪固定至所述爐窯殼體的內(nèi)壁，其中所述耐火泥內(nèi)襯件由前述的耐火材料制成。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的爐窯，耐火材料制成的耐火內(nèi)襯層具有優(yōu)秀的導(dǎo)熱性能，從而提高了冷卻效果，爐窯可以安全運(yùn)行。另外可以盡可能地避免采用價(jià)格昂貴的冷卻系統(tǒng)，從而極大地降低了所述爐窯的制造成本。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的閃速熔煉爐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中圈示A部的剖視圖，即爐窯的剖面示意圖；圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的供水控制回路示意圖；圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的耐火磚的剖面示意圖；以及圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的非定形耐火材料的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、 “左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所
示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。在本發(fā)明的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術(shù)語“安裝”、“相連”、 “連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。耐火材料本發(fā)明是基于發(fā)明人的下列發(fā)現(xiàn)而完成的高溫爐窯的內(nèi)襯通常需要水冷元件保護(hù)，由于普通的耐火材料導(dǎo)熱性能差，致使?fàn)t窯內(nèi)襯表面不能得到水冷元件的有效保護(hù)，因而掛渣不穩(wěn)固，加快了爐窯內(nèi)襯的損傷。為此，為了提高爐窯的安全性能，需要提高耐火材料的導(dǎo)熱性能。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種耐火材料，該耐火材料中可以含有導(dǎo)熱纖維。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的耐火材料能夠中含有導(dǎo)熱纖維，因而導(dǎo)熱纖維可以提高耐火材料的到導(dǎo)熱性能，耐急冷急熱性能和機(jī)械強(qiáng)度。從而，當(dāng)將該耐火材料應(yīng)用于爐窯時(shí)，在爐窯內(nèi)襯的表面容易形成穩(wěn)固的掛渣層，從而使?fàn)t窯內(nèi)襯得到可靠的保護(hù)，延長(zhǎng)爐窯的使用壽命，生產(chǎn)作業(yè)率提高，維修費(fèi)用降低。在本發(fā)明中使用的術(shù)語“耐火材料”是指在工業(yè)中能夠抵抗高溫、有較好的抗熱沖擊和化學(xué)侵蝕的能力、導(dǎo)熱系數(shù)低和膨脹系數(shù)低的非金屬材料，例如根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例， 耐火材料的耐火度不低于1000攝氏度。這里所使用的術(shù)語“耐火度”是指耐火材料在沒有荷重情況下，抵抗高溫作用而不軟化的攝氏溫度。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，耐火材料的成分不受特別限制。根據(jù)本發(fā)明的具體示例，耐火材料可以為選自鎂質(zhì)耐火材料、鎂鉻質(zhì)耐火材料、高鋁質(zhì)耐火材料的至少一種。由此，可以進(jìn)一步提高耐火材料的耐火性能，并且這些耐火材料的成本低，利用這些耐火材料可以降低爐窯的生產(chǎn)成本。根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的一些示例，耐火材料可以為耐火磚或非定形耐火材料，可以容易地利用耐火磚制備爐窯的內(nèi)襯層，例如可以通過常規(guī)手段將耐火磚進(jìn)行堆砌而制備爐窯的耐火內(nèi)襯層。在本發(fā)明中所使用的術(shù)語，“非定形耐火材料”是一種沒有經(jīng)過煅燒的耐火材，其由耐火骨料和粉料、結(jié)合劑或另摻外加劑一定比例組成的混合料，可以直接使用或加適當(dāng)?shù)囊后w調(diào)配后使用。因而，可以通過常規(guī)方法，將非定形耐火材料涂抹在爐窯殼體上后，直接形成耐火內(nèi)襯層。在本發(fā)明中所使用的術(shù)語“導(dǎo)熱纖維”應(yīng)作廣義理解，是指任何能夠提高耐火材料的熱傳導(dǎo)性能的材料。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，導(dǎo)熱纖維的熔點(diǎn)可以高于耐火材料的耐火度，例如高于1000攝氏度。由此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的耐火材料能夠經(jīng)受高溫，導(dǎo)熱纖維不會(huì)先于耐火材料在高溫下熔化，因而導(dǎo)熱纖維不會(huì)影響耐火材料的耐火性能，因而可以用于制造冶金行業(yè)的爐窯的內(nèi)襯層。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，導(dǎo)熱纖維的長(zhǎng)度不受特別限制，根據(jù)具體的示例，導(dǎo)熱纖維的長(zhǎng)度可以為5-15mm。申請(qǐng)人發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，利用長(zhǎng)度為 5-15mm的導(dǎo)熱纖維，優(yōu)選10mm，能夠進(jìn)一步提高耐火材料的導(dǎo)熱性能，并且能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)熱纖維與耐火材料的結(jié)合強(qiáng)度。并且發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，利用5-15mm的導(dǎo)熱纖維，容易混合均勻，不會(huì)發(fā)生該導(dǎo)熱纖維相互纏繞或結(jié)球，能夠進(jìn)一步提高耐火材料的導(dǎo)熱性能，能夠提高耐火材料的強(qiáng)度和耐急冷急熱性能。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，導(dǎo)熱纖維的材料不受特別限制，根據(jù)具體的示例，導(dǎo)熱纖維由選自鐵、銅、錳、鎳、鉻、鋁、鈦、鋯及其合金，或碳纖維、陶瓷纖維、玻璃纖維的至少一種制成。由此，可以獲得高導(dǎo)熱性能，另外，這些金屬均具有高熔點(diǎn)，因而可以實(shí)現(xiàn)金屬絲的高熔點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，金屬絲可以由一種金屬制成，也可以有至少兩種金屬制成。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，金屬絲的長(zhǎng)徑比不受特別限制。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，導(dǎo)熱纖維在耐火材料中的設(shè)置并不受到特別限制。根據(jù)本發(fā)明的一些示例，導(dǎo)熱纖維均勻度的分布在耐火材料中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，這樣能夠進(jìn)一步提高耐火材料的導(dǎo)熱性能。另外，導(dǎo)熱纖維的形狀也不受特別限制，可以將導(dǎo)熱纖維制成任意形狀。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，導(dǎo)熱纖維呈直角形或者弧形，優(yōu)選直角形，由此，可以提高導(dǎo)熱纖維與耐火材料的結(jié)合強(qiáng)度，即使導(dǎo)熱纖維具有光滑的表面，從而進(jìn)一步提高耐火材料的導(dǎo)熱性能。另外，還可以將導(dǎo)熱纖維制成直線形，為了提高導(dǎo)熱纖維與耐火材料的結(jié)合強(qiáng)度， 可以在導(dǎo)熱纖維的表面形成螺紋。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以通過傳統(tǒng)的方式制備上述耐火材料，只需要在制備過程中添加導(dǎo)熱纖維即可，從而降低了耐火材料的生產(chǎn)成本。例如，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可以提供一種制備如上所述的耐火材料的方法。該方法可以包括提供導(dǎo)熱纖維，該導(dǎo)熱纖維的長(zhǎng)度不大于預(yù)定的長(zhǎng)度；將所述導(dǎo)熱纖維添加到預(yù)制耐火材料中；以及對(duì)添加有導(dǎo)熱纖維的預(yù)制耐火材料進(jìn)行攪拌，以獲得所述耐火材料。這里所使用的術(shù)語“預(yù)定的長(zhǎng)度”的具體數(shù)值，可以由技術(shù)人員根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇，例如預(yù)定的長(zhǎng)度指15mm，導(dǎo)熱纖維的長(zhǎng)度為5-15mm，優(yōu)選10mm，由此，能夠進(jìn)一步提高耐火材料的導(dǎo)熱性能，并且能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)熱纖維與耐火材料的結(jié)合強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以將所得到的耐火材料進(jìn)一步成型處理，從而得到耐火磚，例如可以采用高溫煅燒或者熔鑄。進(jìn)一步地，對(duì)于耐火磚，可以通過將常規(guī)的耐火材料的原料例如氧化鎂、粘土混合并加入水調(diào)成糊狀，然后加入導(dǎo)熱纖維例如金屬絲，在模具中成型，經(jīng)過自然干燥，將成型的耐火磚經(jīng)過在高溫下例如在1300-1600攝氏度下燒結(jié)，得到耐火磚。對(duì)于非定形耐火材料，可以通過將常規(guī)的耐火材料的原料例如氧化鋯、固化劑例如輕燒氧化鎂充分混合，然后加入結(jié)合劑例如酚醛樹脂，攪拌，混合均勻，并向其中加入導(dǎo)熱纖維即可。參考圖4，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種耐火磚600，該耐火磚600具有耐火磚本體601以及導(dǎo)熱纖維602。其中，導(dǎo)熱纖維602設(shè)置在耐火磚本體601的內(nèi)部。參考圖 5，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種無定形耐火材料700，該無定形耐火材料700具有本體 701以及導(dǎo)熱纖維702。其中，導(dǎo)熱纖維702設(shè)置在耐火磚本體701的內(nèi)部。由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的耐火磚600和無定形耐火材料700可以具有良好的導(dǎo)熱性能，并且可以被容易地應(yīng)用于爐窯中制備爐窯的內(nèi)襯，例如通過常規(guī)的堆砌的方法在爐窯的內(nèi)部制備內(nèi)襯。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的耐熱材料的應(yīng)用廣泛，適用各種爐窯，包括但不限于煉鐵用高爐、各種有色冶金工藝中所使用的爐窯。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以將耐火材料應(yīng)用于閃速熔煉爐，并且可以進(jìn)一步將耐火材料應(yīng)用于冶煉系統(tǒng)。為了方便理解，下面參考附圖對(duì)具有上述耐火材料內(nèi)襯的爐窯、閃速熔煉爐以及冶煉系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述。需要說明的是，下面描述的爐窯、閃速熔煉爐以及冶煉系統(tǒng)僅是作為耐火材料的應(yīng)用實(shí)例提供的，而不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明耐火材料應(yīng)用范圍的限制。爐窯下面參照?qǐng)D1和圖2描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的爐窯100。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的爐窯100包括爐窯殼體110、淋水器和耐火內(nèi)襯層130。如圖 1和圖2所示，淋水器設(shè)置在爐窯殼體110的外壁，所述淋水器向爐窯殼體110的外壁的上部噴射冷卻水以冷卻爐窯殼體110。所述耐火內(nèi)襯層130設(shè)置在爐窯殼體110的內(nèi)壁上。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的爐窯100，通過在爐窯殼體110的內(nèi)壁設(shè)置所述耐火內(nèi)襯層 130來對(duì)爐窯殼體110進(jìn)行保護(hù)、并通過在爐窯殼體110的外壁設(shè)置所述淋水器來對(duì)爐窯殼體110進(jìn)行冷卻，這樣可以避免采用價(jià)格昂貴的高級(jí)耐火磚和純銅水冷壁或純銅水套，從而極大地降低了爐窯100的制造成本。而且，由于是向爐窯殼體110的外壁噴射冷卻水，因此無需對(duì)所述冷卻進(jìn)行凈化處理，從而大大地降低了爐窯100的運(yùn)行成本。淋水器可以包括至少一圈淋水管120，所述淋水管120可以圍繞爐窯殼體110設(shè)置以向爐窯殼體110的外壁噴灑冷卻水以冷卻爐窯殼體。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，淋水管120至少設(shè)置在爐窯殼體110的上部，且朝向爐窯殼體110的外壁的上部均勻地噴射冷卻水以在爐窯殼體110的外壁上形成均布且連續(xù)的冷卻水膜。在本發(fā)明的另外一些實(shí)施例中，如圖2所示，在爐窯殼體110的外周面上具有從上到下彼此間隔開的至少一個(gè)凹部，其中至少一圈淋水管120分別圍繞設(shè)置凹部處。也就是說，由于爐窯殼體110的外周面可能具有非規(guī)則性而存在多個(gè)凹部，其中凹部即爐窯殼體110的外周面上外周周長(zhǎng)最小的部分?？蛇x地，在每個(gè)凹部處，淋水管120可設(shè)置一圈或多于一圈。關(guān)于淋水管120的安裝，具體地，可以在爐窯殼體110的外壁上固定至少一個(gè)淋水管安裝架(圖未示出)，其中至少一圈淋水管120可以分別一一對(duì)應(yīng)地安裝在淋水管安裝架上。可選地，在每圈淋水管120上間隔開地安裝多個(gè)噴嘴，多個(gè)噴嘴可將冷卻水噴射到爐窯殼體110的外壁上。進(jìn)一步可選地，多個(gè)噴嘴可等間隔地安裝在每圈淋水管120上，以便向爐窯殼體110的外壁更均勻地噴射冷卻水。在本發(fā)明的一些示例中，爐窯100還可以進(jìn)一步包括至少一個(gè)承水槽140，承水槽 140可以設(shè)置在爐窯殼體110上，用于承接淋水管120所噴射出的冷卻水。通過設(shè)置承水槽140，可以將噴射到爐窯殼體110的外壁上的冷卻水收集起來，并可以通過輸送裝置(例如泵)將承水槽140收集的冷卻水輸送回到淋水管120中以重復(fù)利用冷卻水，從而進(jìn)一步降低爐窯100的運(yùn)行成本。具體地，承水槽140可圍繞爐窯殼體110設(shè)置?？蛇x地，承水槽 140分別一一對(duì)應(yīng)地設(shè)置在淋水管120的下方，即在每個(gè)凹部上設(shè)置的淋水管120的下方均設(shè)置有承水槽140，以便盡可能地循環(huán)更多的冷卻水。爐窯殼體110可由鋼板、鑄鋼或者鑄鐵等材料形成。如圖2所示，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，耐火內(nèi)襯層130可以包括多個(gè)耐火泥內(nèi)襯件132，耐火泥內(nèi)襯件132彼此相鄰設(shè)置且分別通過多個(gè)釘爪131支撐并固定在爐窯殼體 110的內(nèi)壁上，其中釘爪131固定至爐窯殼體110的內(nèi)壁上。通過在爐窯殼體110的內(nèi)壁上形成多個(gè)釘爪131，從而不僅可以利用多個(gè)釘爪131將耐火泥內(nèi)襯件132支撐并固定在爐窯殼體110的內(nèi)壁上，而且可以利用多個(gè)釘爪131冷卻耐火泥內(nèi)襯件132。此外，通過在爐窯殼體110的內(nèi)壁上形成多個(gè)釘爪131還可以在爐窯100運(yùn)行后在耐火泥內(nèi)襯件132的表面形成掛渣層，從而可以進(jìn)一步地保護(hù)耐火泥內(nèi)襯132。在本發(fā)明的一個(gè)具體示例中，耐火泥內(nèi)襯132中可以設(shè)置有導(dǎo)熱部件1321，從而可以進(jìn)一步增加耐火泥內(nèi)襯132的導(dǎo)熱性能。具體地，導(dǎo)熱部件1321可以是具有較好導(dǎo)熱性能的高熔點(diǎn)金屬絲或纖維材料，由此，通過導(dǎo)熱部件1321可使熱量充分地傳遞到釘爪 131上，并通過釘爪131傳遞到爐窯殼體110然后被冷卻，使得冷卻速度更快。具體地，耐火泥內(nèi)襯132可由根據(jù)前述本發(fā)明實(shí)施例的耐火材料制成。在本發(fā)明中，耐火泥內(nèi)襯件132可以由上述耐火材料形成，且該耐火泥內(nèi)襯件132 的形狀可以根據(jù)爐窯100的內(nèi)壁形狀來構(gòu)造，例如方形、菱形等。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，釘爪131可拆卸地連接至爐窯殼體110的內(nèi)壁。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，釘爪131可以一體形成至爐窯殼體110的內(nèi)壁，釘爪131的平行于爐窯殼體110的內(nèi)壁的截面可以是方形截面、多邊形截面、橢圓形截面或者圓形截面。在本發(fā)明的一個(gè)具體示例中，釘爪131外表面可以是形成有螺紋或者凹凸結(jié)構(gòu)的表面，這樣可以增加釘爪131的導(dǎo)熱面積?？蛇x地，釘爪131的長(zhǎng)度可以是30-150mm，以方便固定耐火泥內(nèi)襯132。在本發(fā)明的一些示例中，多個(gè)釘爪131可以均勻地分布在爐窯殼體110的內(nèi)壁上， 即爐窯殼體110的橫向上的相鄰的兩個(gè)釘爪131的間距可以相同，爐窯殼體110的豎向上的相鄰的兩個(gè)釘爪131的間距可以相同，且爐窯殼體110的橫向上的相鄰的兩個(gè)釘爪131 的間距可以等于爐窯殼體110的豎向上的相鄰的兩個(gè)釘爪131的間距。具體地，當(dāng)爐窯殼體 110為圓柱形時(shí)，爐窯殼體110的橫向?yàn)闋t窯殼體110的周向，爐窯殼體110的豎向?yàn)闋t窯殼體Iio的軸向。例如，分布在爐窯殼體110的內(nèi)壁上的釘爪131的間距可以是60-300mm， 即爐窯殼體110的橫向上的相鄰的兩個(gè)釘爪131的間距可以是60-300mm，爐窯殼體110的豎向上的相鄰的兩個(gè)釘爪131的間距可以是60-300mm。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，爐窯殼體110可以由鋼板、鑄鋼或者鑄鐵形成，釘爪 131可以由導(dǎo)熱材料形成，耐火泥內(nèi)襯132可以由鎂鉻質(zhì)耐火材料制成。具體地，爐窯殼體 110可以一體地形成，也可以分塊連接而成，還可以分層形成。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，淋水管120和承水槽140中可以分別設(shè)置有水溫檢測(cè)器和水壓檢測(cè)器，用于檢測(cè)其中的水溫和水壓。也就是說，每圈淋水管120中可以設(shè)置有水溫檢測(cè)器和水壓檢測(cè)器以檢測(cè)每圈淋水管120中的冷卻水的溫度和壓力，承水槽140中可以設(shè)置有水溫檢測(cè)器和水壓檢測(cè)器以檢測(cè)承水槽140中的冷卻水的溫度和壓力。圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的供水控制回路示意圖。如圖3中所示，爐窯100可以進(jìn)一步包括供水控制器200，供水控制器可以根據(jù)淋水管120和承水槽140中設(shè)置的水溫檢測(cè)器201、202和水壓檢測(cè)器203、204的檢測(cè)值控制淋水管120噴射的冷卻水的量，以將淋水管120的進(jìn)水溫度控制為3-30度，且將承水槽140的排水溫度控制為不高于 65度。也就是說，供水控制器200可以根據(jù)水溫檢測(cè)器201、202和水壓檢測(cè)器203、204檢測(cè)到的淋水管120和承水槽140中的冷卻水的溫度和壓力來改變淋水管120噴射的冷卻水的量，從而可以將進(jìn)入淋水管120中的冷卻水的溫度控制為3-30度，且將承水槽140中的冷卻水的溫度控制為不高于65度。由此，在整個(gè)冷卻循環(huán)中，不會(huì)產(chǎn)生水蒸氣，從而不會(huì)造成水源的浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染。通過設(shè)置供水控制器200、水溫檢測(cè)器201、202和水壓檢測(cè)器203、204，不僅可以防止進(jìn)入淋水管120中的冷卻水的溫度過低或過高(冷卻水的溫度過低會(huì)因結(jié)冰而堵塞淋水管120的開孔，冷卻水的溫度過高不能對(duì)爐窯殼體110進(jìn)行有效地冷卻)，而且可以防止承水槽140收集的冷卻水的溫度過高(承水槽140中的冷卻水的溫度過高不僅降低冷卻效果，而且可以導(dǎo)致輸送冷卻水的管路和爐窯殼體110的外側(cè)結(jié)垢，并可能產(chǎn)生過多的水蒸汽，影響環(huán)境)。在本發(fā)明的一些示例中，爐窯100還可以包括額外的供水源205，額外的供水源 205用于可選擇地向淋水器中供給冷卻水。當(dāng)原有的供水源因故障(例如停電)不能向淋水管120提供冷卻水時(shí)，額外的供水源205可以在供水控制器200的控制下向淋水管120提供冷卻水，以確保淋水管120可以不間斷地向爐窯殼體110的外壁噴射冷卻水。具體地，可以設(shè)置至少一個(gè)高位水箱作為該供水源205，高位水箱205內(nèi)容納有冷卻水且與淋水管120 相連，從而可以利用高位水箱205內(nèi)的冷卻水的自身重力將冷卻水輸送到淋水管120中。在本發(fā)明的一個(gè)示例中，爐窯殼體110的一部分上可以設(shè)置有冷卻水套(未示出)，且冷卻水通入冷卻水套以對(duì)爐窯殼體110的一部分進(jìn)行冷卻。具體地，冷卻水套可以設(shè)在爐窯殼體110的與爐窯100內(nèi)溫度最高的區(qū)域相對(duì)應(yīng)的部分上。閃諫熔煉爐下面將以利用該爐窯的閃速熔煉爐來描述該爐窯的應(yīng)用，但是需要說明的是，本發(fā)明不限于此，例如高鐵熔煉爐、有色金屬熔煉爐等中均可以應(yīng)用本發(fā)明的爐窯，由此下述對(duì)閃速熔煉爐的說明只是出于示例的目的，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。圖1描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的閃速熔煉爐500。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的閃速熔煉爐500包括上述的爐窯100、沉淀池300和煙道400。沉淀池300設(shè)置在爐窯100 的下部，用于容納從爐窯100中反應(yīng)后落下的熔體。煙道400與爐窯100、沉淀池300相連通，用于排出爐窯100中所產(chǎn)生的煙氣。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的閃速熔煉爐500通過利用上述的爐窯100，從而可以極大地降低閃速熔煉爐500的制造成本，且整個(gè)冶煉過程運(yùn)行非常穩(wěn)定。冶煉系統(tǒng)本發(fā)明還提供了一種冶煉系統(tǒng)，冶煉系統(tǒng)包括上述的爐窯100。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的冶煉系統(tǒng)通過利用上述的爐窯100，從而可以極大地降低冶煉系統(tǒng)的制造成本，且整個(gè)系統(tǒng)可以非常穩(wěn)定地運(yùn)行。用于爐窯的冷卻方法下面將描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于爐窯的冷卻方法。該方法可以包括A)在爐窯100的爐窯殼體110的內(nèi)壁上設(shè)置耐火內(nèi)襯層130以保護(hù)爐窯殼體110 的內(nèi)壁；以及B)向爐窯殼體110的外壁噴射冷卻水以在爐窯殼體110的外壁上形成有冷卻水膜，其中冷卻水的噴射速度控制成將爐窯殼體110的內(nèi)壁的溫度冷卻至預(yù)定的溫度之下。可選地，步驟B)進(jìn)一步包括通過設(shè)置在爐窯殼體的外周上的淋水管向所述爐窯殼體的外壁噴射冷卻水，以在所述爐窯殼體的外壁上形成均布且連續(xù)的水膜。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的爐窯100的冷卻方法通過在爐窯殼體110的內(nèi)壁設(shè)置耐火內(nèi)襯層130來對(duì)爐窯殼體110進(jìn)行保護(hù)、并通過向爐窯殼體110的外壁噴射冷卻水來對(duì)爐窯殼體110進(jìn)行冷卻，這樣可以避免利用價(jià)格昂貴的高級(jí)耐火磚和純銅水冷壁或純銅水套， 從而極大地降低了爐窯100的制造成本。而且，由于是向爐窯殼體110的外壁噴射冷卻水， 因此無需對(duì)冷卻水進(jìn)行凈化處理，即該冷卻水可以采用普通的水質(zhì)，而無需進(jìn)行任何水處理，從而大大地降低了爐窯100的運(yùn)行成本。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的冷卻方法中，耐火內(nèi)襯層130可以包括多個(gè)耐火泥內(nèi)襯件132，耐火泥內(nèi)襯件132彼此相鄰設(shè)置且分別通過多個(gè)釘爪131支撐并固定在爐窯殼體110的內(nèi)壁上，其中釘爪131固定至爐窯殼體110的內(nèi)壁上。通過在爐窯殼體110的內(nèi)壁上形成多個(gè)釘爪131，從而不僅可以利用多個(gè)釘爪131將耐火泥內(nèi)襯件132支撐并固定在爐窯殼體110的內(nèi)壁上，而且可以利用多個(gè)釘爪131冷卻耐火泥內(nèi)襯件132。此外，通過在爐窯殼體110的內(nèi)壁上形成多個(gè)釘爪131還可以在爐窯100運(yùn)行后在耐火泥內(nèi)襯件132的表面形成掛渣層，從而可以進(jìn)一步地保護(hù)耐火泥內(nèi)襯132。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，釘爪131可以由導(dǎo)熱材料形成，且耐火泥內(nèi)襯件132 中可以設(shè)置有導(dǎo)熱部件1321，從而可以進(jìn)一步增加耐火泥內(nèi)襯件132的導(dǎo)熱性能，且可以通過將爐窯內(nèi)的熱通過該導(dǎo)熱部件1321傳遞至釘爪131，由于釘爪131與爐窯殼體110具有良好的導(dǎo)熱接觸，從而可以通過形成在爐窯殼體110的外表面上的水膜迅速地將熱量帶走，從而進(jìn)一步地提高冷卻效率。具體地，導(dǎo)熱部件1321可以是具有較好導(dǎo)熱性能的高熔點(diǎn)金屬絲或纖維材料。在本發(fā)明的一些示例中，在步驟B)中，淋水器可以設(shè)置成至少環(huán)繞爐窯殼體110 的上部的至少一圈淋水管120，該淋水管120將冷卻水噴射到爐窯殼體110上，且沿著爐窯殼體110的外壁向下流動(dòng)的冷卻水通過圍繞爐窯殼體110設(shè)置在相應(yīng)的淋水管120下方的承水槽140排出。通過設(shè)置承水槽140可以將噴射到爐窯殼體110的外壁上的冷卻水收集起來，并可以通過輸送裝置(例如泵)將承水槽140收集的冷卻水輸送回到淋水管120以重復(fù)利用冷卻水，從而進(jìn)一步降低爐窯100的運(yùn)行成本。 在本發(fā)明的一個(gè)示例中，淋水管120的進(jìn)水溫度可以控制為3-30度，且承水槽140 的排水溫度可以控制為不高于65度。這樣，不僅可以防止進(jìn)入淋水管120中的冷卻水的溫度過低或過高(冷卻水的溫度過低會(huì)因結(jié)冰而堵塞淋水管120的開孔，冷卻水的溫度過高不能對(duì)爐窯殼體110進(jìn)行有效地冷卻)，而且可以防止承水槽140收集的冷卻水的溫度過高(承水槽140中的冷卻水的溫度過高不僅降低冷卻效果，而且可以導(dǎo)致輸送冷卻水的管路和爐窯殼體110的外側(cè)結(jié)垢，并可能產(chǎn)生過多的水蒸汽，影響環(huán)境)。對(duì)于耐火泥內(nèi)襯件的構(gòu)造和形成材料，可以參見上述的說明，此處為簡(jiǎn)潔起見不再進(jìn)行贅述。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的爐窯100具有制造成本低且運(yùn)行安全的優(yōu)點(diǎn)。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種耐火材料，其特征在于，所述耐火材料中含有導(dǎo)熱纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐火材料，其特征在于，所述導(dǎo)熱纖維的熔點(diǎn)高于1000攝氏度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐火材料，其特征在于，所述導(dǎo)熱纖維由選自鐵、銅、錳、鎳、 鉻、鋁、鈦、鋯及其合金，或碳纖維、陶瓷纖維、玻璃纖維的至少一種制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的耐火材料，其特征在于，所述導(dǎo)熱纖維的長(zhǎng)度為5-15mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐火材料，其特征在于，所述導(dǎo)熱纖維均勻地分布在所述耐火材料中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐火材料，其特征在于，所述導(dǎo)熱纖維呈選自直角形、弧形的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐火材料，其特征在于，所述導(dǎo)熱纖維的表面為非光滑面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐火材料，其特征在于，所述耐火材料為選自鎂質(zhì)耐火材料、 鎂鉻質(zhì)耐火材料、高鋁質(zhì)耐火材料的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的耐火材料，其特征在于，所述耐火材料為耐火磚或非定形耐火材料。
10.一種制備如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的耐火材料的方法，包括 提供導(dǎo)熱纖維，該導(dǎo)熱纖維的長(zhǎng)度不大于預(yù)定的長(zhǎng)度；將所述導(dǎo)熱纖維添加到預(yù)制耐火材料中；以及對(duì)添加有導(dǎo)熱纖維的預(yù)制耐火材料進(jìn)行攪拌，以獲得所述耐火材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定的長(zhǎng)度為5-15mm。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括將所述耐火材料進(jìn)行成型處理得到耐火磚的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述成型處理為高溫煅燒或者熔鑄。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐火材料，所述耐火材料中含有導(dǎo)熱纖維。該耐火材料具有良好的導(dǎo)熱性能。另外，本發(fā)明還提供了該耐火材料的制備方法、以及具有該耐火材料的爐窯、閃速熔煉爐和冶煉系統(tǒng)。
文檔編號(hào)C04B35/66GK102351549SQ20111019425
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者劉慶華, 張文海, 徐平, 王志剛, 詹小青, 韋雯, 黃文華 申請(qǐng)人:中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司