一種整體結構穩定的RH爐浸漬管的制作方法

本實用新型涉及煉鋼廠RH真空精煉設備，特別涉及一種高溫使用時整體結構穩定性優良的RH爐浸漬管。

背景技術：

近幾十年，RH爐外精煉技術取得了巨大進展,由原來單一的脫氣功能發展到現在的真空脫氣、脫碳、吹氧脫碳、噴粉脫硫、溫度補償、去夾雜、均勻溫度和成分等多種功能，成為目前冶煉精品鋼最常用的二次精煉冶金方法。其中，RH爐浸漬管是RH真空精煉工序最重要的耐材，RH爐浸漬管從內向外，依次是鎂鉻(無鉻)環磚、自流料、鋼結構件及外層澆注料，RH爐浸漬管在高溫使用中，如何保證整體結構的完整性，少裂紋，不脫落，不漏氣，是高性能RH爐浸漬管的必備條件。

RH真空插入管工作時直接浸入鋼水中，溫度在1600℃以上，浸泡處理時間30-40分鐘。由于RH爐浸漬管中的鎂鉻(無鉻)環磚、自流料、鋼結構件及外層澆注料等幾種材料，熱膨脹系數各不相同，尤其是鋼結構與幾種耐材的熱膨脹系數相差近10倍，而如此大的差距，即便如何調整耐火材料的配方，也很難讓彼此的熱膨脹系數達到一致或是接近。

因此，在RH爐浸漬管生產過程中低溫烘烤時(300-500℃)，在RH爐浸漬管上線前烘烤時(1100℃左右)，尤其是高溫使用時(1600℃以上)，各種材料的熱膨脹系數不一致，常常導致RH爐浸漬管的外層澆注料表面上、澆注料與鎂鉻(無鉻)環磚之間，以及鋼結構件與澆注料之間，因熱膨脹不均而常常產生大量裂紋。這些裂紋如沒有在噴補維護中有效控制，而繼續加劇，在高溫使用中，必將導致RH爐浸漬管整體結構穩定性欠佳且結構強度損失，有時會導致外層澆注料脫落，如果是上升管，一旦氬氣管受損，直接造成RH 爐浸漬管無法使用，提前下線；有時會導致與鎂鉻(無鉻)環磚相連接的澆注料脫落，鎂鉻(無鉻)環磚失去依托而下沉，也會成RH爐浸漬管因解體損壞而無法使用，提前下線。

技術實現要素：

本實用新型的目的是克服現有技術中的不足，提供了一種整體結構穩定的RH爐浸漬管，提高了RH爐浸漬管整體結構的穩定性，防止外層澆注料脫落、開裂，延長RH爐浸漬管的使用壽命。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案實現：

一種整體結構穩定的RH爐浸漬管，包括RH環磚、鋼結構件、澆注料層、自流料層， RH環磚、自流料層、鋼結構件與澆注料層從內至外依次設置；所述RH環磚的底部一高一低相隔交錯砌筑，在高RH環磚的側面設置有澆注料連接凹槽，同時在兩個相鄰的高RH環磚之間固定有錨固件，高RH環磚的底平面連接鋼結構件，澆注料層的底部透過鋼結構件底部的豁口滲入到高RH環磚與低RH環磚之間的空間，并通過澆注料連接凹槽和錨固件與 RH環磚固定連接；所述自流料層透過鋼結構件側壁上的長形開口與澆注料層固定連接。

在所述鋼結構件的側壁上設置有長形開口，在鋼結構件的底部設置有豁口。

與現有的技術相比，本實用新型的有益效果是：

1)本實用新型的RH爐浸漬管底部環磚由于優化設計，在RH環磚表面設置了凹槽，在RH環磚的下端打孔穿進金屬鋼錨固件，最大程度地增強了RH爐浸漬管底部的整體性，最大程度地實現底部澆注料與環磚的一體性，有效地避免了底部澆注料脫落，提高RH爐浸漬管的使用壽命；

2)本實用新型的RH爐浸漬管，在金屬鋼結構件(鋼膽)上引入膨脹縫的設計，即在其高度方向上，等距離割開若干細長的孔隙，有效緩解其在高溫時，水平方向上的劇烈膨脹，避免相鄰的外層澆注料因鋼結構件(鋼膽)膨脹而被擠壓開裂，有效解決了外層澆注料常常發生的脫落現象，提高了RH爐浸漬管的整體性。

附圖說明

圖1是本實用新型一種整體結構穩定的RH爐浸漬管的結構示意圖；

圖2是本實用新型中鋼結構件的結構示意圖；

圖3是本實用新型中RH環磚的結構示意圖；

圖4是鋼結構件設置有長形開口處其兩側自流料、澆注料相互連接的示意圖。

圖中：1-RH環磚、2-鋼結構件、3-澆注料層、4-自流料層、5-氬氣管、6-長形開口、 7-豁口、8-高RH環磚、9-低RH環磚、10-澆注料連接凹槽、11-錨固件。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的實施方式進一步說明：

見圖1-圖4，一種整體結構穩定的RH爐浸漬管，包括RH環磚1、鋼結構件2、澆注料層3、自流料層4，RH環磚1、自流料層4、鋼結構件2與澆注料層3從內至外依次設置；所述RH環磚1的底部一高一低相隔砌筑，在高RH環磚8的側面設置有澆注料連接凹槽10，同時在兩個相鄰的高RH環磚8之間固定有錨固件11，高RH環磚8的底平面連接鋼結構件 2，澆注料層3的底部透過鋼結構件2底部的豁口7滲入到高RH環磚8與低RH環磚9之間的空間，并通過澆注料連接凹槽10和錨固件11與RH環磚1固定連接；所述自流料層4 透過鋼結構件2側壁上的長形開口6與澆注料層4固定連接。

在所述鋼結構件2的側壁上設置有長形開口6，在鋼結構件2的底部設置有豁口7。

現有RH爐浸漬管澆注料層的底部與RH環磚連接處，由于彼此熱膨脹系數不同，加上噴補維護較難，常常產生底部澆注料與RH環磚銜接不好現象，最終底部澆注料大面積脫落，RH環磚失去依托而下沉，RH爐浸漬管因為解體損壞而無法使用，提前下線。

見圖3，針對這個問題，本實用新型的技術方案是優化RH環磚1底部與澆注料層4 底部連接處的磚型設計，在RH環磚1底部與澆注料的接觸面上設置有澆注料連接凹槽10，同時在RH環磚1上固定金屬錨固件11。這樣，一方面加大了澆注料與磚的接觸面積，使澆注料與磚在兩個維度上形成交錯鑲嵌結構，有效避免澆注料脫落；另一方面通過增設的金屬鋼錨固件11，大大提高了底部澆注料的整體性。

見圖2，本實用新型根據膨脹縫的原理，在保證鋼結構件2必要的高溫強度和拉力的前提下，在鋼結構件2的高度方向上，等距離割開若干細長的孔隙，有效緩解鋼結構件2在高溫時，水平方向上的劇烈膨脹，避免相鄰的澆注料層4因鋼結構件2膨脹而被擠壓開裂，造成損壞，提前下線。同時，由于在鋼結構件2上開口，使鋼結構件2內側的自流料，與鋼結構件2外側的澆注料不再被分開，而是緊密結合，大大地調高了澆注料層4 在鋼結構件2上的附著性，有效解決了澆注料層4常常發生的脫落現象，提高了RH浸漬管的整體性。

所述澆注料層4是由下述原料按重量份配比制成：10mm≥粒徑＞5mm的板狀剛玉20-25 份；5mm≥粒徑＞3mm的板狀剛玉10-20份；3mm≥粒徑＞1mm的板狀剛玉10-20份；1≥粒徑≥0.088mm的板狀剛玉顆粒8-15份；

粒徑為1mm-0.088mm的電熔鎂鋁尖晶石8-15份；粒徑≤0.044mm的板狀剛玉細粉 10-20份；粒徑≤0.074mm的電熔鎂鋁尖晶石細粉8-18份；粒徑＜10μm的電熔鎂鋁尖晶石微粉2-10份；粒徑＜5μm的活性氧化鋁微粉1-5份；粒徑＜10μm的煅燒氧化鋁微粉0-4份；鋁酸鈣水泥3-6份；粒徑＜1μm的硅灰0-2.5份；高效減水劑0.05-0.20份；水泥高效增強劑1-3份；熱震穩定劑0.01-0.03份；多晶氧化鋯纖維0.1-2份。

澆注料層制備原料中主要成分的化學指標及說明見表1；

表1：

所述澆注料層的制備方法，包括以下步驟：

1)制作復合添加劑：將上述重量份數的粒徑為1mm-0.088mm的電熔鎂鋁尖晶石；高效減水劑；水泥高效增強劑；熱震穩定劑放入攪拌磨中共磨、攪拌10-15分鐘，封閉待用；

2)按照上述重量份數稱重，先將10mm≥粒徑＞5mm的板狀剛玉、5mm≥粒徑＞3mm的板狀剛玉、3mm≥粒徑＞1mm的板狀剛玉、1≥粒徑≥0.088mm的板狀剛玉顆粒、多晶氧化鋯纖維，投入到行星式攪拌機中，一次混合2-6分鐘；再加入粒徑≤0.044mm的板狀剛玉細粉、粒徑≤0.074mm的電熔鎂鋁尖晶石細粉、粒徑＜10μm的電熔鎂鋁尖晶石微粉、粒徑＜5μm的活性氧化鋁微粉、粒徑＜10μm的煅燒氧化鋁微粉、純鋁酸鈣水泥、粒徑＜1 μm的硅灰，最后再加入步驟1)中制備完成待用的復合添加劑，二次混合2-6分鐘；然后加入3.8-4.8份的水，三次混合3-5分鐘；最后澆注振動成型、養生、脫模、二次養生、干燥、揀選、檢驗、包裝入庫。

實施例1：

澆注料層是由下述原料按重量份配比制成：10mm≥粒徑＞5mm的板狀剛玉20份；5mm ≥粒徑＞3mm的板狀剛玉10份；3mm≥粒徑＞1mm的板狀剛玉10份；1≥粒徑≥0.088mm的板狀剛玉顆粒8份；

粒徑為1mm-0.088mm的電熔鎂鋁尖晶石8份；粒徑≤0.044mm的板狀剛玉細粉10份；粒徑≤0.074mm的電熔鎂鋁尖晶石細粉8份；粒徑＜10μm的電熔鎂鋁尖晶石微粉2份；粒徑＜5μm的活性氧化鋁微粉1份；鋁酸鈣水泥3份；高效減水劑0.05份；水泥高效增強劑1份；熱震穩定劑0.01份；多晶氧化鋯纖維0.1份。

澆注料層的制備方法，包括以下步驟：

1)制作復合添加劑：將上述重量份數的粒徑為1mm-0.088mm的電熔鎂鋁尖晶石；高效減水劑；水泥高效增強劑；熱震穩定劑放入攪拌磨中共磨、攪拌10-15分鐘，封閉待用；

2)按照上述重量份數稱重，先將10mm≥粒徑＞5mm的板狀剛玉、5mm≥粒徑＞3mm的板狀剛玉、3mm≥粒徑＞1mm的板狀剛玉、1≥粒徑≥0.088mm的板狀剛玉顆粒、多晶氧化鋯纖維，投入到行星式攪拌機中，一次混合2-6分鐘；加入粒徑≤0.044mm的板狀剛玉細粉、粒徑≤0.074mm的電熔鎂鋁尖晶石細粉、粒徑＜10μm的電熔鎂鋁尖晶石微粉、粒徑＜5μm的活性氧化鋁微粉、粒徑＜10μm的煅燒氧化鋁微粉、純鋁酸鈣水泥，最后再加入步驟1)中制備完成待用的復合添加劑，二次混合2-6分鐘；然后加入3.8-4.8份的水，三次混合3-5分鐘；最后澆注振動成型、養生、脫模、二次養生、干燥、揀選、檢驗、包裝入庫。

實施例2：

澆注料層是由下述原料按重量份配比制成：10mm≥粒徑＞5mm的板狀剛玉25份；5mm ≥粒徑＞3mm的板狀剛玉20份；3mm≥粒徑＞1mm的板狀剛玉20份；1≥粒徑≥0.088mm的板狀剛玉顆粒15份；

粒徑為1mm-0.088mm的電熔鎂鋁尖晶石15份；粒徑≤0.044mm的板狀剛玉細粉20份；粒徑≤0.074mm的電熔鎂鋁尖晶石細粉18份；粒徑＜10μm的電熔鎂鋁尖晶石微粉10份；粒徑＜5μm的活性氧化鋁微粉5份；粒徑＜10μm的煅燒氧化鋁微粉4份；鋁酸鈣水泥6 份；粒徑＜1μm的硅灰2.5份；高效減水劑0.20份；水泥高效增強劑3份；熱震穩定劑 0.03份；多晶氧化鋯纖維2份。

澆注料層的制備方法同實施例1。

實施例3：

澆注料層是由下述原料按重量份配比制成：10mm≥粒徑＞5mm的板狀剛玉21份；5mm ≥粒徑＞3mm的板狀剛玉11份；3mm≥粒徑＞1mm的板狀剛玉11份；1≥粒徑≥0.088mm的板狀剛玉顆粒9份；

粒徑為1mm-0.088mm的電熔鎂鋁尖晶石9份；粒徑≤0.044mm的板狀剛玉細粉11份；粒徑≤0.074mm的電熔鎂鋁尖晶石細粉9份；粒徑＜10μm的電熔鎂鋁尖晶石微粉3份；粒徑＜5μm的活性氧化鋁微粉2份；粒徑＜10μm的煅燒氧化鋁微粉1份；鋁酸鈣水泥4 份；粒徑＜1μm的硅灰1份；高效減水劑0.06份；水泥高效增強劑2份；熱震穩定劑0.02 份；多晶氧化鋯纖維0.2份。

澆注料層的制備方法同實施例1。

實施例4：

澆注料層是由下述原料按重量份配比制成：10mm≥粒徑＞5mm的板狀剛玉22份；5mm ≥粒徑＞3mm的板狀剛玉12份；3mm≥粒徑＞1mm的板狀剛玉12份；1≥粒徑≥0.088mm的板狀剛玉顆粒10份；

粒徑為1mm-0.088mm的電熔鎂鋁尖晶石10份；粒徑≤0.044mm的板狀剛玉細粉12.5 份；粒徑≤0.074mm的電熔鎂鋁尖晶石細粉10份；粒徑＜10μm的電熔鎂鋁尖晶石微粉4 份；粒徑＜5μm的活性氧化鋁微粉3份；粒徑＜10μm的煅燒氧化鋁微粉2份；鋁酸鈣水泥5份；粒徑＜1μm的硅灰1.5份；高效減水劑0.07份；水泥高效增強劑2份；熱震穩定劑0.02份；多晶氧化鋯纖維0.3份。

澆注料層的制備方法同實施例1。

實施例5：

澆注料層是由下述原料按重量份配比制成：10mm≥粒徑＞5mm的板狀剛玉23份；5mm ≥粒徑＞3mm的板狀剛玉15份；3mm≥粒徑＞1mm的板狀剛玉15份；1≥粒徑≥0.088mm的板狀剛玉顆粒12份；

粒徑為1mm-0.088mm的電熔鎂鋁尖晶石13份；粒徑≤0.044mm的板狀剛玉細粉16份；粒徑≤0.074mm的電熔鎂鋁尖晶石細粉15份；粒徑＜10μm的電熔鎂鋁尖晶石微粉6份；粒徑＜5μm的活性氧化鋁微粉4份；粒徑＜10μm的煅燒氧化鋁微粉3份；鋁酸鈣水泥5 份；粒徑＜1μm的硅灰2份；高效減水劑0.10份；水泥高效增強劑2份；熱震穩定劑0.02 份；多晶氧化鋯纖維1份。

澆注料層的制備方法同實施例1。

實施例6：

澆注料層是由下述原料按重量份配比制成：10mm≥粒徑＞5mm的板狀剛玉23份；5mm ≥粒徑＞3mm的板狀剛玉17份；3mm≥粒徑＞1mm的板狀剛玉18份；1≥粒徑≥0.088mm的板狀剛玉顆粒14份；

粒徑為1mm-0.088mm的電熔鎂鋁尖晶石14份；粒徑≤0.044mm的板狀剛玉細粉19.5 份；粒徑≤0.074mm的電熔鎂鋁尖晶石細粉16份；粒徑＜10μm的電熔鎂鋁尖晶石微粉8 份；粒徑＜5μm的活性氧化鋁微粉5份；粒徑＜10μm的煅燒氧化鋁微粉4份；鋁酸鈣水泥6份；粒徑＜1μm的硅灰0.5份；高效減水劑0.15份；水泥高效增強劑3份；熱震穩定劑0.03份；多晶氧化鋯纖維1.5份。

澆注料層的制備方法同實施例1。

本實用新型通過在澆注料層4的制備原料中加入多晶氧化鋯纖維，增加其基質強度。通過在原料中引入10mm≥粒徑＞5mm的板狀剛玉大顆粒，增強澆注料的熱震性能，改善材料的耐剝落性。通過在原料中加入熱震穩定劑，使材料內部氣孔均勻分散，也是為了進一步增強澆注料的熱震性能。通過在原料中加入水泥高效增強劑，有利于促進澆注料層基質高溫燒結，調整產品整體性能均一性，改善材料強度分布，從而達到改善澆注料的高溫整體強度，減少或避免澆注料局部脫落。

實施效果：

按以上方案實施之后，RH爐浸漬管的整體完整性改善極為明顯。RH爐浸漬管改進前后使用壽命初步統計見表2：

表2

從表2可以看出，通過本實用新型所采用的結構及澆注料層的制備方法，改善RH爐浸漬管的整體性，使浸漬管的使用壽命提高明顯，提高幅度為19.89％，這樣一方面很好地滿足了鋼廠冶煉的要求，同時也為耐火材料生產廠家創造了可觀的效益。