本發(fā)明涉及一種撇渣器橫梁快換預(yù)制件及其制備方法，屬于高爐爐前用耐火材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

撇渣器是出鐵過程中熔渣和鐵水分離的地方。撇渣器上接主鐵溝，下連支鐵溝，旁連下渣溝，在出鐵場(chǎng)上處于中間位置。撇渣器由前溝槽、渣壩、檔板、過道、小井(鐵水出口，接流向鐵水罐的支溝)和放殘鐵孔道組成。在結(jié)構(gòu)方面，撇渣器的過道必須保證在鐵口發(fā)生跑大流時(shí)也不憋流，因此，應(yīng)根據(jù)爐容的大小和出鐵次數(shù)的多少，確定適宜的過道尺寸。撇渣器作為高爐爐前渣鐵分離的主要沒備，其使用效果的優(yōu)劣和使用壽命的長(zhǎng)短，對(duì)高爐爐況的穩(wěn)定和順行以及煉鐵成本的影響至關(guān)重要。目前各鋼鐵廠使用的撇渣器有整體澆注形式和用散狀料搗打制作成型形式，大部分采用正副兩組，以便出現(xiàn)問題時(shí)快速更換。修補(bǔ)方法采用在線現(xiàn)場(chǎng)熱態(tài)修補(bǔ)方式來(lái)維護(hù)，一次性不修補(bǔ)的使用時(shí)間都較短，使用壽命為l～3個(gè)月(大部分是1個(gè)月)，維護(hù)工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度大，環(huán)境惡劣，安全隱患也較大。也有采用一組炭質(zhì)搗打料加水管冷卻的撇渣器，使用壽命能夠達(dá)到半年左右，但炭質(zhì)搗打料加水冷的撇渣器，雖然使用壽命較長(zhǎng)，但使用時(shí)長(zhǎng)時(shí)間暴露本體造成其抗氧化性能差，耗水量大、能耗高，而且一旦出現(xiàn)漏水問題，則會(huì)出現(xiàn)重大事故。影響撇渣器使用效果的因素不但包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的原因，更為關(guān)鍵的是材質(zhì)方面的原因，專利201210281607.2、201620484072.2、201320790835.2等主要都是從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面對(duì)撇渣器進(jìn)行了改進(jìn)，發(fā)明專利200610053908.4雖然從材料配比上面提出了一些技術(shù)方案，但總體上還是采用與鐵溝澆注料相同的材料配比，采用的是低水泥結(jié)合，因cao的存在在使用過程中撇渣器內(nèi)會(huì)生成大量的鈣鋁黃長(zhǎng)石等低熔點(diǎn)液相，造成撇渣器的使用壽命大大降低，對(duì)高爐生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性、對(duì)煉鐵生產(chǎn)成本、對(duì)下工序的后續(xù)處理都有較大的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種撇渣器橫梁快換預(yù)制件以及制備其的方法，所采用的技術(shù)原理是采用超微粉結(jié)合方式制備撇渣器橫梁快換預(yù)制件，避免了采用水泥結(jié)合造成的低熔點(diǎn)相過多引起抗沖刷性和抗侵蝕性降低的現(xiàn)象，在材質(zhì)配比方面引入部分碳化硼和氮化硅，碳化硼有助于提高預(yù)制件的抗氧化性能，氮化硅具有抗熱震性好、高溫蠕變小，與渣、鐵難潤(rùn)濕等特性，使撇渣器能夠承受鐵水、爐渣的侵蝕和磨損，增強(qiáng)了撇渣器抗鐵水侵蝕和沖刷能力。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

一種撇渣器橫梁快換預(yù)制件，成分包括15～8mm高鋁礬土10～15份，8～5mm板狀剛玉18～25份，5～3mm板狀剛玉5～10份，3～1mm白剛玉10～15份，1～0mm白剛玉5～10份，不大于200目白剛玉粉6～10份，1～0mm碳化硅10～15份，不大于200目碳化硅4～8份，碳化硼粉1～3份，氮化硅粉3～5份，活性氧化鋁粉10～15份，高溫瀝青粉1～3份，添加劑2～3份，鋁酸鈣水泥0.3～0.5份，金屬鋁粉0.05～0.15份，防爆纖維0.01～0.03份。

進(jìn)一步地，所采用的高鋁礬土中al2o3的質(zhì)量百分含量不小于88％。

進(jìn)一步地，所采用的碳化硅中sic的質(zhì)量百分含量不小于97％。

制備以上撇渣器橫梁快換預(yù)制件的方法，步驟包括：

(1)將各種規(guī)格種類的原料按比例配好混合后外加質(zhì)量百分比3％～3.3％的水?dāng)嚢杈鶆颍?/p>

(2)在模具中振動(dòng)澆注成型；

(3)成型8小時(shí)后脫模；

(4)養(yǎng)護(hù)24小時(shí)；

(5)產(chǎn)品養(yǎng)護(hù)后以10℃/h的升溫速度升溫到120℃，保溫12小時(shí)；再以15℃/h的升溫速度升溫到330℃，保溫12小時(shí)；再以20℃/h的升溫速度升溫到600℃，保溫12小時(shí)；再以25℃/h的升溫速度升溫到800℃，保溫12小時(shí)；自然冷卻降溫，制得撇渣器橫梁快換預(yù)制件。

在主體材質(zhì)方面，撇渣器橫梁快換預(yù)制件采用三氧化二鋁-碳化硅-碳體系，使用過程中會(huì)氧化產(chǎn)生一部分二氧化硅,以此為基礎(chǔ)，對(duì)各主要組分的加入量和加入形式作進(jìn)一步的確定。撇渣器橫梁上損毀嚴(yán)重的部位，往往也是使用環(huán)境最惡劣的部位，根據(jù)撇渣器主要受沖刷和侵蝕作用，只有選用在使用條件下低熔物含量低的材料才能符合使用要求，而且使用過程盡量避免碳化硅的氧化，同時(shí)注意提高撇渣器橫梁預(yù)制件的體積密度，降低氣孔率。其他分散劑和減水劑含量為5～15％，撇渣器橫梁快換預(yù)制件中靠復(fù)合添加劑起到結(jié)合作用。撇渣器橫梁中加入碳化硅可以提高材料的抗熔渣侵蝕、耐沖刷、抗熱震性能。撇渣器橫梁的抗渣性能和使月壽命很大程度上取決于碳化硅的純度和粒度分布，并直接影響襯體的抗渣性和抗?jié)B透性。另外碳化硅可起到防止碳氧化的作用，使碳的抗剝落性和耐侵蝕性得到提高。還因其硬度高而能提高鐵溝料的抗沖刷能力，而碳素對(duì)提高配渣器抗熱震穩(wěn)定性有較大的作用。增加碳化硅含量有利于提高撇渣器抗高爐渣的侵蝕，碳化硅主要以細(xì)粉形式加入，但也可能部分以顆粒形式加入。

由于三氧化二鋁-碳化硅-碳體系中的含碳材料和氧化氣氛下容易發(fā)生炭氧化，雖然碳化硅可減少碳氧化，但本發(fā)明中抗氧化劑是必不可少的，本發(fā)明在鋁粉、硅粉二者復(fù)合的基礎(chǔ)上添加碳化硼作為抗氧化劑，其機(jī)理為能夠比碳優(yōu)先氧化，在一定溫度下形成穩(wěn)定的金屬碳化物，比如硅在內(nèi)部與碳以及其氧化物形成碳化物或氧化物，即首先形成金屬碳化物，再逐漸被氧化起到作用。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明通過對(duì)材質(zhì)的改進(jìn)以及結(jié)構(gòu)的更新，實(shí)現(xiàn)對(duì)蔽渣器進(jìn)行快速更換，并能減少或防止現(xiàn)有撇渣器開裂漏渣的現(xiàn)象發(fā)生，有效解決了高爐出鐵溝配套用澆注撇渣器使用壽命較短的問題，既節(jié)約了重新制作撇渣器澆注料的使用量，同時(shí)也節(jié)省了撇渣器的烘烤時(shí)間，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明將撇渣器橫梁設(shè)計(jì)成方便更換的預(yù)制件方式，有效解決了撇渣器使用壽命短對(duì)高爐生產(chǎn)的影響問題。本發(fā)明所制備的撇渣器橫梁具有使用壽命長(zhǎng)、高溫強(qiáng)度高、不粘渣鐵、抗渣鐵沖刷磨損、抗渣鐵化學(xué)侵蝕等優(yōu)點(diǎn)，可降低爐前工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也有利于延長(zhǎng)撇渣器的使用壽命和防止撇渣器“凍結(jié)”事故的發(fā)生，能夠有效促進(jìn)高爐爐況的穩(wěn)定和順利運(yùn)行，顯著降低煉鐵廠噸鐵輔料消耗成本。

具體實(shí)施方式

下面根據(jù)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)例1

本實(shí)施例中所采用的原料規(guī)格種類及質(zhì)量份數(shù)為：15～8mm高鋁礬土10份，8～5mm板狀剛玉25份，5～3mm板狀剛玉5份，3～1mm白剛玉10份，1～0mm白剛玉5份，不大于200目白剛玉粉6份，1～0mm碳化硅15份，不大于200目碳化硅4份，碳化硼粉1份，氮化硅粉5份，活性氧化鋁粉10份，高溫瀝青粉1份，添加劑3份，鋁酸鈣水泥0.3份，金屬鋁粉0.15份，防爆纖維0.01份。制備工藝過程包括：(1)將各種規(guī)格種類的原料按比例配好混合后外加質(zhì)量百分比3％的水?dāng)嚢杈鶆颍?2)在模具中振動(dòng)澆注成型；(3)成型8小時(shí)后脫模；(4)養(yǎng)護(hù)24小時(shí)；(5)產(chǎn)品養(yǎng)護(hù)后以10℃/h的升溫速度升溫到120℃，保溫12小時(shí)；再以15℃/h的升溫速度升溫到330℃，保溫12小時(shí)；再以20℃/h的升溫速度升溫到600℃，保溫12小時(shí)；再以25℃/h的升溫速度升溫到800℃，保溫12小時(shí)；自然冷卻降溫，制得撇渣器橫梁快換預(yù)制件。

實(shí)例2

本實(shí)施例中所采用的原料規(guī)格種類及質(zhì)量份數(shù)為：15～8mm高鋁礬土15份，8～5mm板狀剛玉18份，5～3mm板狀剛玉10份，3～1mm白剛玉15份，1～0mm白剛玉10份，不大于200目白剛玉粉10份，1～0mm碳化硅10份，不大于200目碳化硅8份，碳化硼粉3份，氮化硅粉3份，活性氧化鋁粉15份，高溫瀝青粉3份，添加劑2份，鋁酸鈣水泥0.5份，金屬鋁粉0.05份，防爆纖維0.03份。制備工藝過程包括：(1)將各種規(guī)格種類的原料按比例配好混合后外加質(zhì)量百分比3.3％的水?dāng)嚢杈鶆颍?2)在模具中振動(dòng)澆注成型；(3)成型8小時(shí)后脫模；(4)養(yǎng)護(hù)24小時(shí)；(5)產(chǎn)品養(yǎng)護(hù)后以10℃/h的升溫速度升溫到120℃，保溫12小時(shí)；再以15℃/h的升溫速度升溫到330℃，保溫12小時(shí)；再以20℃/h的升溫速度升溫到600℃，保溫12小時(shí)；再以25℃/h的升溫速度升溫到800℃，保溫12小時(shí)；自然冷卻降溫，制得撇渣器橫梁快換預(yù)制件。

實(shí)例3

本實(shí)施例中所采用的原料規(guī)格種類及質(zhì)量份數(shù)為：15～8mm高鋁礬土12份，8～5mm板狀剛玉18份，5～3mm板狀剛玉8份，3～1mm白剛玉12份，1～0mm白剛玉10份，不大于200目白剛玉粉8份，1～0mm碳化硅12份，不大于200目碳化硅6份，碳化硼粉2份，氮化硅粉4份，活性氧化鋁粉12份，高溫瀝青粉2份，添加劑2份，鋁酸鈣水泥0.4份，金屬鋁粉0.01份，防爆纖維0.02份。制備工藝過程包括：(1)將各種規(guī)格種類的原料按比例配好混合后外加質(zhì)量百分比3.1％的水?dāng)嚢杈鶆颍?2)在模具中振動(dòng)澆注成型；(3)成型8小時(shí)后脫模；(4)養(yǎng)護(hù)24小時(shí)；(5)產(chǎn)品養(yǎng)護(hù)后以10℃/h的升溫速度升溫到120℃，保溫12小時(shí)；再以15℃/h的升溫速度升溫到330℃，保溫12小時(shí)；再以20℃/h的升溫速度升溫到600℃，保溫12小時(shí)；再以25℃/h的升溫速度升溫到800℃，保溫12小時(shí)；自然冷卻降溫，制得撇渣器橫梁快換預(yù)制件。

實(shí)例4

本實(shí)施例中所采用的原料規(guī)格種類及質(zhì)量份數(shù)為：15～8mm高鋁礬土14份，8～5mm板狀剛玉20份，5～3mm板狀剛玉10份，3～1mm白剛玉12份，1～0mm白剛玉9份，不大于200目白剛玉粉10份，1～0mm碳化硅15份，不大于200目碳化硅4份，碳化硼粉2份，氮化硅粉3份，活性氧化鋁粉13份，高溫瀝青粉3份，添加劑2份，鋁酸鈣水泥0.3份，金屬鋁粉0.12份，防爆纖維0.03份。制備工藝過程包括：(1)將各種規(guī)格種類的原料按比例配好混合后外加質(zhì)量百分比3.2％的水?dāng)嚢杈鶆颍?2)在模具中振動(dòng)澆注成型；(3)成型8小時(shí)后脫模；(4)養(yǎng)護(hù)24小時(shí)；(5)產(chǎn)品養(yǎng)護(hù)后以10℃/h的升溫速度升溫到120℃，保溫12小時(shí)；再以15℃/h的升溫速度升溫到330℃，保溫12小時(shí)；再以20℃/h的升溫速度升溫到600℃，保溫12小時(shí)；再以25℃/h的升溫速度升溫到800℃，保溫12小時(shí)；自然冷卻降溫，制得撇渣器橫梁快換預(yù)制件。

上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。