專利名稱：高爐綠色陶瓷風(fēng)口小套的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬高爐煉鐵技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
風(fēng)口小套的工作環(huán)境是高爐中最惡劣的區(qū)域，現(xiàn)在廣泛使用的風(fēng)口小套大多是銅質(zhì)材料直接面對(duì)工作環(huán)境，內(nèi)部通水冷卻，以保證工作正常。該方法有明顯的缺陷1)容易被鐵水熔損，往爐內(nèi)漏水導(dǎo)致高爐休風(fēng)，中斷高爐正常進(jìn)程，導(dǎo)致產(chǎn)量損失和消耗增高；2) 容易被噴吹煤粉磨損，后果與被鐵水熔損相當(dāng)；3)局部熱應(yīng)力過大時(shí)，易產(chǎn)生裂紋或龜裂; 4)風(fēng)口破損不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)或不能及時(shí)更換，大量冷卻水進(jìn)入爐缸，既會(huì)造成高爐爐涼事故， 使?fàn)t況順行逆轉(zhuǎn)，損失較大，也會(huì)加速爐襯的燒蝕；5)通水冷卻既耗能又耗寶貴的水資源， 在缺水地區(qū)該缺陷更明顯；6)風(fēng)口大量使用冷卻水，降低了入爐的實(shí)際風(fēng)溫水平。據(jù)有關(guān)企業(yè)介紹風(fēng)口小套冷卻水溫差提高TC，可提高風(fēng)溫20°C;7)消耗大量的戰(zhàn)略資源。視高爐容積，風(fēng)口小套重量達(dá)數(shù)十千克到數(shù)百千克不等。目前檢索到的關(guān)于高爐風(fēng)口的發(fā)明或?qū)嵱眯滦桶l(fā)明專利大都是對(duì)現(xiàn)有風(fēng)口小套表面進(jìn)行涂鍍處理，這類方法只能稍微延緩風(fēng)口小套壽命，仍然無法解決風(fēng)口小套的根本缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是要提供一種不會(huì)被高溫液態(tài)渣鐵熔損或高速煤粉顆粒沖刷磨損；可以不使用銅材料；若采用冷卻水作為介質(zhì)，冷卻水量只有現(xiàn)役風(fēng)口小套 1/4 1/3的高性能陶瓷風(fēng)口小套。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案制作風(fēng)口小套骨架用來與風(fēng)口中套和直吹管密封并支撐風(fēng)口小套筒體，風(fēng)口小套骨架內(nèi)流通少量介質(zhì)冷卻。骨架外包覆高性能的陶瓷材料，形成陶瓷筒體。該陶瓷材料具有良好的高溫力學(xué)性能、滿足使用條件下的荷重軟化溫度以及抗高溫液態(tài)渣鐵熔蝕性能。在風(fēng)口小套前端部、陶瓷筒體的外部鑲嵌或粘結(jié)既有高強(qiáng)度又有沖擊韌性的風(fēng)口小套外套，保護(hù)風(fēng)口小套在安裝過程中免于遭受撞擊而損壞，并在高爐送風(fēng)后一段時(shí)間內(nèi)隔離渣鐵和高溫氣流與陶瓷筒體的接觸。
選用材料和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
I)抗高速煤粉顆粒沖刷；2)抗高溫液態(tài)渣鐵侵蝕；3)局部熱應(yīng)力增大不會(huì)導(dǎo)致龜裂；4)若用水冷卻，冷卻水量只是普通風(fēng)口的若干分之一 ；5)高溫、復(fù)雜變化的環(huán)境氣氛下能保持高強(qiáng)度；6)可以在安裝過程中接受適度沖撞；7)優(yōu)良的抗熱震性能。
本發(fā)明由于采取了以上技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)
I)只使用少量冷卻介質(zhì)保持骨架強(qiáng)度，因而可以提高入爐風(fēng)溫水平，降低燃料消耗和冶煉成本。同時(shí)節(jié)省水資源，尤其適宜于水資源缺乏或緊張區(qū)域；
2)在陶瓷筒體壽命周期內(nèi)，不會(huì)被高溫液態(tài)渣鐵熔蝕，不會(huì)被高速煤粉顆粒沖刷磨通，可以避免銅質(zhì)風(fēng)口小套因熔損、磨損和龜裂造成的高爐頻繁休風(fēng)或由于漏水處置不當(dāng)造成的爐況失常事故；
3)即使在陶瓷筒體壽命周期外，陶瓷體剝落后骨架出現(xiàn)冷卻介質(zhì)泄露而未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于介質(zhì)量小，對(duì)高爐的影響要小得多；
4)由于大部分采用陶瓷材料，節(jié)約了戰(zhàn)略資源。


附圖是高爐綠色陶瓷風(fēng)口小套的剖面圖
具體實(shí)施例方式(圖)
風(fēng)口小套骨架I可以為銅質(zhì)材料，可以為普通金屬材料，可以為非金屬材料，也可以是三者之間的互相組合。骨架I起到與風(fēng)口中套和直吹管之間密封的作用，也是陶瓷筒體2的載體。骨架I上焊有足量的錨固樁4，各錨固樁之間纏繞鋼絲形成錨固網(wǎng)。陶瓷材料用澆注方法成型，通過錨固網(wǎng)的抓力，與骨架I牢牢結(jié)為一體。外套3鑲嵌或粘結(jié)在陶瓷筒體2的前端，也可以完整覆蓋陶瓷筒體2，保護(hù)風(fēng)口小套在安裝過程中免于遭受撞擊而損壞，并在高爐送風(fēng)后一段時(shí)間內(nèi)隔離渣鐵和高溫氣流與陶瓷筒體2接觸。
實(shí)施例一
風(fēng)口小套骨架I采用鋼質(zhì)或銅質(zhì)材料，陶瓷筒體2采用鋁鎂尖晶石澆注料。鋁鎂尖晶石澆注 料在1100°c左右(該溫度接近或低于高爐入爐風(fēng)溫)開始生成尖晶石晶體，到 1550°C基本完成晶體的發(fā)育長(zhǎng)大。據(jù)計(jì)算，當(dāng)高爐噴吹煤粉時(shí)，風(fēng)口小套內(nèi)的溫度要高于 15500C。且高爐生產(chǎn)特點(diǎn)決定風(fēng)口小套內(nèi)的高溫可以持續(xù)穩(wěn)定地保持，這也為尖晶石晶體的的數(shù)量達(dá)到最大化提供了良好的溫度條件。目前，鋁鎂尖晶石澆注料主要用于鋼包內(nèi)襯， 工作環(huán)境極為惡劣進(jìn)入鋼包的鋼水溫度接近1700°C，熱應(yīng)力大；尤其鋼包包底還要承受鋼水的沖擊，要求澆注料具有抗沖刷和抗剝落的能力；煉鋼的生產(chǎn)工藝決定了鋼包必須間斷式工作，熱震沖擊大。比較之下，高爐風(fēng)口的工作環(huán)境要優(yōu)于鋼包。
權(quán)利要求
1.一種不會(huì)被高溫液態(tài)渣鐵熔損或高速煤粉顆粒沖刷磨損，不會(huì)因?yàn)榫植繜釕?yīng)力增大而龜裂，可以不使用銅材料的高性能陶瓷風(fēng)口小套。
2.風(fēng)口小套的骨架材質(zhì)?？梢詾殂~質(zhì)材料,可以為其他金屬材料,可以為非金屬材料，也可以為三種材料之間的互相組合。
3.風(fēng)口小套的骨架冷卻方式。采用流體冷卻，可以是氣體，可以是液體。若采用水冷卻，冷卻水的使用量只有現(xiàn)役風(fēng)口小套的若干分之一。
4.風(fēng)口小套的筒體。面向環(huán)境的筒體采用陶瓷材料，該陶瓷材料具有良好的高溫力學(xué)性能，滿足使用條件下的荷重軟化溫度以及抗高溫液態(tài)渣鐵熔損性能。
5.風(fēng)口小套筒體與骨架的結(jié)合。骨架上裝有足量的錨固樁，錨固樁上攀附鋼絲形成錨固網(wǎng)。陶瓷材料用澆注方法成型，通過錨固網(wǎng)的抓力，與骨架牢牢結(jié)為一體。
6.風(fēng)口小套保護(hù)外套。陶瓷筒體的外部、風(fēng)口小套前端部鑲嵌或粘結(jié)的風(fēng)口小套外套，風(fēng)口小套外套也可以覆蓋整個(gè)陶瓷筒體。風(fēng)口小套外套的作用是保護(hù)風(fēng)口小套在安裝過程中免于遭受撞擊而損壞，并在高爐送風(fēng)后一段時(shí)間內(nèi)隔離渣鐵和高溫氣流與陶瓷筒體接觸。
7.風(fēng)口小套保護(hù)外套材質(zhì)。風(fēng)口小套外套的材質(zhì)必須既有高強(qiáng)度又有沖擊韌性。可以是金屬材料，也可以是非金屬材料。
全文摘要
一種不會(huì)被高溫液態(tài)渣鐵熔損或高速煤粉顆粒磨損，不會(huì)因?yàn)榫植繜釕?yīng)力增大而龜裂；可以不使用銅材料；若采用冷卻水作為介質(zhì)，冷卻水量只有現(xiàn)役風(fēng)口小套若干分之一的高性能陶瓷風(fēng)口小套。風(fēng)口小套骨架用來與風(fēng)口中套和直吹管密封并支撐風(fēng)口小套筒體，風(fēng)口小套骨架內(nèi)通少量介質(zhì)冷卻。骨架上裝有錨固樁，攀附鋼絲形成錨固網(wǎng)。骨架外包覆高性能的陶瓷材料，形成陶瓷筒體。該陶瓷材料具有良好的高溫力學(xué)性能、滿足使用條件下的荷重軟化溫度以及抗高溫液態(tài)渣鐵熔損性能。在陶瓷筒體的外部鑲嵌或粘結(jié)既有高強(qiáng)度又有沖擊韌性的風(fēng)口小套外套，保護(hù)風(fēng)口小套在安裝過程中免于遭受撞擊而損壞，并在高爐送風(fēng)后一段時(shí)間內(nèi)隔離渣鐵和高溫氣流與陶瓷筒體的接觸。
文檔編號(hào)C21B7/16GK102994674SQ20121044280
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月27日
發(fā)明者趙宇暉 申請(qǐng)人:趙宇暉