一種rh真空精煉爐砌筑用高性能密封墊的生產方法
【專利摘要】本發明涉及一種RH真空精煉爐砌筑用高性能密封墊的生產方法，其工藝流程為：配料、預混、混煉、困料、初壓成型、精壓改型、熱處理、養生、成品揀選及包裝；原料按重量份比例配料：50～70份的鋁質材料：優質礬土+活性氧化鋁微粉，15～20份的鎂質材料：鎂砂粉，15～20份的結合劑：聚丙烯酸酯乳液，0.5～4.5份的高溫膨脹劑：藍晶石粉，0.5～4.5份的塑化劑：廣西白泥+膨潤土粉，0.25～2.5份的增韌劑：液體聚硫橡膠，0.15～1.0份的穩定劑，穩定劑為ESO環氧大豆油，或馬來酸單丁酯。本發明選用高溫膨脹性能優良的耐火材料，配合結合劑及復合添加劑，生產出高性能密封墊，高溫體積膨脹，恰好彌補了對接處鋼結構件與鎂鉻磚或無鉻化磚的膨脹系數之間的差距，減少在使用中出現鋼水滲漏的概率。
【專利說明】
一種RH真空精煉爐砌筑用高性能密封墊的生產方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及RH真空精煉密封用耐火材料技術領域，特別涉及一種RH真空精煉爐砌筑用高性能密封墊的生產方法。
【背景技術】
[0002]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。
[0003]其原理為:RH精煉裝置由配有浸漬管(即上升管和下降管)的真空室和排氣系統組成。當鋼包內的鋼水進行真空脫氣處理時，首先將浸漬管浸入鋼水內，然后將其真空室抽成真空，此時鋼水受到一個相當于Iatm的吸力被吸入真空室，同時從上升管下部1/3處吹入Ar氣，由于湍流的作用，形成大量氣泡，鋼液內的氣體則向Ar氣泡內擴散，體積成百倍地增大，導致鋼液以每秒5米的速度向真空室空間噴去，整個過程中裝置的密封度要求極高。
[0004]制作浸漬管所用的鋼結構膨脹系數為17.1?17.8?6.1T1 (20 °C?1600°C)，砌筑浸漬管的鎂鉻磚(或無鉻化磚)的膨脹系數為11.1?14.K6.1T1 (20 °C?1600 °C )，高溫使用時接處鋼結構與鎂鉻磚(或無鉻化磚)的熱膨脹不一致，極易造成磚環與磚環之間的橫縫開裂，鋼水滲漏O
[0005]目前普遍采用的密封方式為火泥與耐火纖維填縫，質感堅硬、厚重，施工過程中很容易就出現斷裂、裂紋等情況(見圖1)，而且高溫使用過程中的密封性不夠穩定，時而有漏氣等情況的發生，使用效果較差。這些情況的發生對于真空度要求極高的RH爐來說，冶煉過程中具有一定的安全隱患，并且可能會導致設備維護周轉延誤等情況的發生，已經遠遠滿足不了現場的使用要求。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是提供一種RH真空精煉爐砌筑用高性能密封墊的生產方法，
[0007]為實現上述目的，本發明采用以下技術方案實現:
[0008]—種RH真空精煉爐砌筑用高性能密封墊的生產方法，其工藝流程為:配料、預混、混煉、困料、初壓成型、精壓改型、熱處理、養生、成品揀選及包裝;具體操作如下:
[0009]I)配料:原料按重量份比例配料:50?70份的鋁質材料:優質礬土+活性氧化鋁微粉，15?20份的鎂質材料:鎂砂粉，15?20份的結合劑:聚丙烯酸酯乳液，0.5?4.5份的高溫膨脹劑:藍晶石粉，0.5?4.5份的塑化劑:廣西白泥+膨潤土粉，0.25?2.5份的增韌劑:液體聚硫橡膠，0.15?1.0份的穩定劑，穩定劑為ESO環氧大豆油，或馬來酸單丁酯；
[0010]2)預混:將高溫膨脹劑粉料、塑化劑粉料放在小型攪拌機中進行預混20?30分鐘，充分使其達到均勻；
[0011 ] 3)混煉:將鎂質材料、鋁質材料及預混料一次性投入到混合機中，一次干混5?10分鐘，使其達到均勻，在干混料中均勻加入結合劑及增韌劑和穩定劑，進行二次混合5?15分鐘，結合劑的加入量根據冬夏時令劃分:夏季加入量為16?20份、冬季加入量為15?19份；
[0012]4)困料:將混好的泥料用塑料布密封包好，進行困料24?36小時；
[0013]5)初壓成型:將困好的泥料經過一次初壓成片，成片厚度為20?30mm;
[0014]6)精壓改型:根據產品的設計規格進行二次精壓、改型，二次精壓后的片厚度為3?1mm;
[0015]7)熱處理:經過110?120°C循環熱風熱處理干燥18?24小時；
[0016]8)養生:在溫度20?30°C、濕度50?70%的條件下養生48?56小時；
[0017]9)成品進行揀選、檢驗、包裝入庫。
[0018]所述的優質礬土: Al2O3含量89?90%、粒度為325目；活性氧化鋁微粉:Al2O3含量彡99%，粒度要求彡5μπι;鎂砂粉:MgO含量89?95%、粒度為325目；廣西白泥:耐火度大于17000C，S12含量45.3?51.6% ,Al2O3含量26?36.8% ；膨潤土粉:S12含量70?72% ,Al2O3含量15?16%;藍晶石粉:S12含量大于60% ,Al2O3含量大于30%，粒度為200目；液體聚硫橡膠:相對密度1.13?1.31;聚丙烯酸酯乳液:固含量為54%，pH值為5.5?6.5，粘度為200?1000厘泊;ESO環氧大豆油:環氧值彡6.0%，碘值<6。
[0019]所述的優質礬土與活性氧化鋁微粉配比比例為6?8:1。
[0020]所述的廣西白泥與膨潤土粉配比比例為2?5: I。
[0021]所述的藍晶石粉產地為南非。
[0022]RH真空精煉爐砌筑用高性能密封墊的生產過程中，原料庫房及生產廠房溫度要求控制在20?30 °C，濕度控制在45?70%。
[0023]為達到高溫使用時膨脹的效果，這種新型高性能密封墊主要采用以下幾點措施:
[0024]①以鋁質材料、鎂質材料為主原料，這兩種材料在8000C?1400 V的高溫下合成尖晶石，同時發生體積膨脹的原理，化學反應方程式下:
[0025]Mg0+Al203^MgAl204
[0026]②通過采用具有膨脹性質的膨脹劑南非藍晶石細粉，與主體材料相配合，補充解決了密封墊的膨脹問題，藍晶石在高溫鍛燒時，于1100開始分解，至1300藍晶石分解加劇，有大量莫來石生成。1350時分解速度加快，并以1450完全分解，當溫度達到1500，開始出現石英玻璃以及纖維狀莫來石晶體。
[0027]③為進一步增強密封墊的常溫強度，引入增韌劑:液體聚硫橡膠，引入塑化劑:廣西白泥和膨潤土。
[0028]④為進一步提高密封墊的耐候性能，保證產品可以在較長時間內存放和使用，弓丨入穩定劑環氧大豆油或馬來酸單丁酯。
[0029]⑤結合劑采用聚丙烯酸酯，該結合劑在一定條件下固化后，形成三維的交聯結構(網狀結構)，有較高的粘結強度和較好的耐熱、耐候性能，能夠使耐火原料、高溫膨脹劑及其他添加劑充分的糅合在了一起，生產出來的RH膨脹性密封墊產品，既有一定的韌性又有一定的強度，在高溫使用時具有一定的膨脹性，充分滿足RH爐現場砌筑的需要。
[0030]與現有的技術相比，本發明的有益效果是:
[0031 ] I)本發明的RH真空精煉爐砌筑用高性能密封墊，在設計方案前，通過計算金屬材料(鋼結構件)與無機非金屬材料(耐火磚)之間的熱膨脹差異，利用高溫生成尖晶石、莫來石而產生的不可逆體積膨脹，使新型高性能密封墊在高溫使用時，自身的體積膨脹剛好能夠彌補RH浸漬管環流管對接處鋼結構與無鉻磚因高溫熱膨脹系數不同而造成的橫磚縫，在高溫使用時達到最佳的密封效果，避免漏鋼。
[0032]2)本發明的RH真空精煉爐砌筑用高性能密封墊，所采用的主要成分為優質礬土、鎂砂粉，全部是高耐火性能的耐火原材料，因此與常規的纖維制品相比，在高溫使用時安全性更高。
[0033]3)本發明的RH真空精煉爐砌筑用高性能密封墊，由于采用獨特的結合劑、塑化劑和增韌劑技術，常溫強度高，韌度高，便于現場施工。
[0034]4)本發明的RH真空精煉爐砌筑用高性能密封墊，由于采用獨特的穩定劑技術，存放時間長(不低于15天)，不變質，便于現場施工。
[0035]5)本發明的RH真空精煉爐砌筑用高性能密封墊，由于采用精壓預切割的方式，厚度均勻，外形尺寸精確，與火泥及纖維制品對比，施工更方便，浪費更少，安全可靠，無污染，具有極強的市場競爭力。
【附圖說明】
[0036]圖1為現有火泥密封RH真空精煉爐缺陷示意圖。
[0037]圖2為本發明密封墊密封RH真空精煉爐的示意圖。
【具體實施方式】
[0038]下面對本發明的【具體實施方式】進一步說明:
[0039]實施例1
[0040]夏季生產RH真空精煉爐砌筑用高性能密封墊;原料庫房及生產廠房溫度要求控制在20?30 °C，濕度控制在45?70%。
[0041 ] 其工藝流程為:
[0042]I)配料:原料按重量份比例配料:
[0043]優質礬土325目 48.4份，Al2O3含量89?90% ；
[0044]活性氧化鋁微粉6.5份，Al2O3含量彡99%，粒度要求彡5μπι;
[0045]中檔鎂砂粉325目18份，MgO含量89?95% ；
[0046]聚丙烯酸脂乳液18份，固含量為54%，ρΗ值為5.5?6.5，粘度為200?1000厘泊；
[0047]南非藍晶石粉200目4份，S12含量大于60 % ,Al2O3含量大于30% ;
[0048]廣西白泥3份，耐火度大于1700°C，S12含量45.3?51.6% ,Al2O3含量26?36.8% ；
[0049]優質膨潤土粉1.5份，S12含量70?72% ,Al2O3含量15?16%;
[0050]液體聚硫橡膠0.4份，相對密度1.13?1.31;
[0051 ] ESO環氧大豆油0.2份，環氧值彡6.0%，碘值彡6。
[0052]2)預混:將南非藍晶石粉、廣西白泥、優質膨潤土粉放在小型攪拌機中進行預混20?30分鐘，充分使其達到均勻；
[0053]3)混煉:將中檔鎂砂粉、優質礬土、活性氧化鋁微粉，及預混料一次性投入到面粉混合機中，一次干混5?10分鐘，使其達到均勻，在干混料中均勻加入聚丙烯酸酯乳液，及液體聚硫橡膠和ESO環氧大豆油，進行二次混合5?15分鐘；
[0054]4)困料:將混好的泥料用塑料布密封包好，進行困料24小時；
[0055]5)初壓成型:將困好的泥料經過壓面機一次初壓成片，成片厚度為20?25mm;
[0056]6)精壓改型:根據產品的設計規格經過成型機進行二次精壓，二次精壓后的片厚度為3_，對精壓后的壓片進行改型；
[0057]7)熱處理:經過110?120°C循環熱風熱處理干燥24小時；
[0058]8)養生:在溫度20?30 °C、濕度50?70%的條件下養生48小時；
[0059]9)成品進行揀選、檢驗、包裝入庫。
[0060]實施例2
[0061]冬季生產RH真空精煉爐砌筑用高性能密封墊;原料庫房及生產廠房溫度要求控制在20?30 °C，濕度控制在45?70%。
[0062]其工藝流程為:
[0063]I)配料:原料按重量份比例配料:
[0064]優質礬土325目50份，Al2O3含量89?90% ；
[0065]活性氧化鋁微粉8份，Al2O3含量彡99%，粒度要求<5μπι;
[0066]中檔鎂砂粉325目20份，MgO含量89?95% ；
[0067]聚丙烯酸脂乳液16份，固含量為54%，ρΗ值為5.5?6.5，粘度為200?1000厘泊；
[0068]南非藍晶石粉200目4.5份，S12含量大于60 % ,Al2O3含量大于30% ；
[0069]廣西白泥3.5份，耐火度大于1700°C，S12含量45.3?51.6% ,Al2O3含量26?36.8% ；
[0070]優質膨潤土粉I份，S12含量70?72% ,Al2O3含量15?16% ；
[0071 ]液體聚硫橡膠I份，相對密度1.13?1.31;
[0072]馬來酸單丁酯I份。
[0073]2)預混:將南非藍晶石粉、廣西白泥、優質膨潤土粉放在小型攪拌機中進行預混20?30分鐘，充分使其達到均勻；
[0074]3)混煉:將中檔鎂砂粉、優質礬土、活性氧化鋁微粉，及預混料一次性投入到面粉混合機中，一次干混5?10分鐘，使其達到均勻，在干混料中均勻加入聚丙烯酸酯乳液，及液體聚硫橡膠和ESO環氧大豆油，進行二次混合5?15分鐘；
[0075]4)困料:將混好的泥料用塑料布密封包好，進行困料36小時；
[0076]5)初壓成型:將困好的泥料經過壓面機一次初壓成片，成片厚度為25?30_;
[0077]6)精壓改型:根據產品的設計規格經過成型機進行二次精壓，二次精壓后的片厚度為5_，對精壓后的壓片進行改型；
[0078]7)熱處理:經過110?120°C循環熱風熱處理干燥18小時；
[0079]8)養生:在溫度20?30°C、濕度50?70%的條件下養生56小時；
[0080]9)成品進行揀選、檢驗、包裝入庫。
[0081]上述方法選用高溫膨脹性能優良的耐火材料，配合專用結合劑及復合添加劑，通過新的生產成型方法，生產出高性能密封墊，這種高性能密封墊在高溫使用中，體積膨脹，恰好彌補了對接處鋼結構件與鎂鉻磚或無鉻化磚的膨脹系數之間的差距，減少在使用中出現鋼水滲漏的概率(見圖2)。
[0082]上面所述僅是本發明的基本原理，并非對本發明作任何限制，凡是依據本發明對其進行等同變化和修飾，均在本專利技術保護方案的范疇之內。
【主權項】
1.一種RH真空精煉爐砌筑用高性能密封墊的生產方法，其特征在于，其工藝流程為:配料、預混、混煉、困料、初壓成型、精壓改型、熱處理、養生、成品揀選及包裝;具體操作如下: 1)配料:原料按重量份比例配料:50?70份的鋁質材料:優質礬土+活性氧化鋁微粉，15?20份的鎂質材料:鎂砂粉，15?20份的結合劑:聚丙烯酸酯乳液，0.5?4.5份的高溫膨脹劑:藍晶石粉，0.5?4.5份的塑化劑:廣西白泥+膨潤土粉，0.25?2.5份的增韌劑:液體聚硫橡膠，0.15?1.0份的穩定劑，穩定劑為ESO環氧大豆油，或馬來酸單丁酯； 2)預混:將高溫膨脹劑粉料、塑化劑粉料放在小型攪拌機中進行預混20?30分鐘，充分使其達到均勻； 3)混煉:將鎂質材料、鋁質材料及預混料一次性投入到混合機中，一次干混5?10分鐘，使其達到均勻，在干混料中均勻加入結合劑及增韌劑和穩定劑，進行二次混合5?15分鐘，結合劑的加入量根據冬夏時令劃分:夏季加入量為16?20份、冬季加入量為15?19份； 4)困料:將混好的泥料用塑料布密封包好，進行困料24?36小時； 5)初壓成型:將困好的泥料經過一次初壓成片，成片厚度為20?30mm; 6)精壓改型:根據產品的設計規格進行二次精壓、改型，二次精壓后的片厚度為3?10mm； 7)熱處理:經過110?120°C循環熱風熱處理干燥18?24小時； 8)養生:在溫度20?30°C、濕度50?70%的條件下養生48?56小時； 9)成品進行揀選、檢驗、包裝入庫。2.根據權利要求1所述的一種RH真空精煉爐砌筑用高性能密封墊的生產方法，其特征在于，所述的優質礬土: Al2O3含量89?90%、粒度為325目；活性氧化鋁微粉:Al2O3含量彡99 %，粒度要求彡5μπι;鎂砂粉:MgO含量89?95 %、粒度為325目；廣西白泥:耐火度大于17000C，S12 含量 45.3 ?51.6% ,Al2O3 含量 26 ?36.8%；膨潤土粉:S12 含量 70 ?72% ,Al2O3 含量15?16% ;藍晶石粉:S12含量大于60% ,Al2O3含量大于30%，粒度為200目；液體聚硫橡膠:相對密度1.13?1.31;聚丙烯酸酯乳液:固含量為54 %，pH值為5.5?6.5，粘度為200?1000厘泊;ESO環氧大豆油:環氧值彡6.0% ,碘值<6。3.根據權利要求1所述的一種RH真空精煉爐砌筑用高性能密封墊的生產方法，其特征在于，所述的優質礬土與活性氧化鋁微粉配比比例為6?8:1。4.根據權利要求1所述的一種RH真空精煉爐砌筑用高性能密封墊的生產方法，其特征在于，所述的廣西白泥與膨潤土粉配比比例為2?5:1。5.根據權利要求1所述的一種RH真空精煉爐砌筑用高性能密封墊的生產方法，其特征在于，所述的藍晶石粉產地為南非。6.根據權利要求1所述的一種RH真空精煉爐砌筑用高性能密封墊的生產方法，其特征在于，密封墊的生產過程中，原料庫房及生產廠房溫度要求控制在20?30°C，濕度控制在45?70% ο
【文檔編號】C04B35/101GK106007681SQ201610331713
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月18日
【發明人】王瓊, 李濤, 孫遜
【申請人】鞍山市和豐耐火材料有限公司