一种脱磷喷枪及其专用预制料制造技术

本发明专利技术公开了一种新型脱磷喷枪及脱磷喷枪喷粉钢管外专用的预制料。根据脱磷喷枪的工作状况，将一体式结构的耐火材料保护层改为由提前预制采用人工合成尖晶石、板状刚玉、高纯电熔镁砂、单斜氧化锆和稀土氧化物配制的预制料烧制的耐热保护罩、托板和多个结构相同的耐火套块组装而成，提高了脱磷喷枪的抗碱性渣和FeO侵蚀；加入的单斜氧化锆、板状刚玉、稀土材料和高纯电熔镁砂，在材料烧成和使用中形成微裂纹，提高了材料韧性和抗热震稳定性；同时材料中可形成原位尖晶石，引起少量体积膨胀，很好抵消了材料高温烧成时的收缩，保持了材料的体积稳定；稀土氧化物的引入改善了材料的微观结构，提高玻璃相的耐火度，强化了材料的抗侵蚀性和耐磨性。

【技术实现步骤摘要】
一种脱磷喷枪及其专用预制料
本专利技术涉及耐火材料，尤其是涉及一种脱磷喷枪，本专利技术还涉及脱磷喷枪喷粉钢管外部专用的预制料。
技术介绍
铁水脱磷是炼铁的一个重要工序，对铁水质量和铸件品质影响较大。脱磷工序使用的工具为脱磷喷枪，脱磷喷枪内部为耐热喷粉钢管，钢管前端对称设置有两个喷孔进行喷粉作业，耐热喷粉钢管外部浇注刚玉-莫来石或高铝低水泥浇注料。由于喷枪内为钢管，外部浇注的耐火材料无法进行高温烧结，只能烘干处理，然后通过在高温铁水中使用逐步烧结，用来保护内层喷粉钢管；为提高强度，强化结构的稳定性，在耐热喷粉钢管外部还焊接有固V型锚钢钉和拉筋板。由于脱磷时需要较强的氧化性炉渣，通常需要用脱磷喷枪向铁水中加入铁磷或吹氧，形成富含FeO的氧化碱性炉渣，提高脱磷效率，为提高化渣效率或需要加入石灰、白云石或萤石，这样的氧化性碱性渣对刚玉-莫来石喷枪的侵蚀较为严重，加上喷枪吹粉的振动及钢管和刚玉-莫来石膨胀系数的不一致产生的强热应力，以及使用时喷枪的实际工况（一是从室温直接插入1500℃左右的高温铁水中，过大的温差容易出现炸裂；二是耐火材料由外高温向内阶梯温度上升至中温时，水泥结合剂等强度会下降；三是耐火材料烧结时会产生液相粘结，由于没有冷凝，此时耐火材料是松软的，强度更低，在铁水冲击下更易掉块；四是随着阶梯温度不断的向耐火材料内部升高，因钢材和耐材等膨胀系数不一致，使耐火材料产生纵向和横向裂炸）所致，极易造成喷枪（外部浇注料层）的开裂、侵蚀。掉块和变形，极大地减少了喷枪的使用寿命。目前一般的脱磷喷枪使用寿命仅3-5次，最高不超过16次，制约了炼铁铸造业的发展。因此开发一种脱磷喷枪专用的新材料势在必行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能减少熔渣侵蚀和渗透，使用寿命长的脱磷喷枪，本专利技术还提供脱磷喷枪的喷粉钢管外部的耐热保护层专用的预制料。为实现上述目的，本专利技术可采取下述技术方案：本专利技术所述的新型脱磷喷枪，包括喷粉钢管和包覆在所述喷粉钢管外周面上的耐热保护层，所述喷粉钢管前端对称开设有喷粉孔；所述喷粉孔外设置有耐热保护罩，与所述喷粉孔位置相对应的耐热保护罩上开设有通孔，旋拧在所述喷粉孔上的喷粉支管延伸进所述通孔内；在所述耐热保护罩内的喷粉钢管上旋拧有定位螺母，所述定位螺母前端的耐热保护套内嵌放有托板，所述托板通过沿周向均衡设置的销钉与所述耐热保护罩侧壁相固连；所述耐热保护罩后部喷粉钢管上的耐热保护层由多个结构相同的耐火套块拼接而成，所述耐火套块一端设置有圆形凸台，另一端设置有与所述凸台相适应的凹槽；位于所述耐火套块内的喷粉钢管上间隙套装有隔热套；在所述耐火套块后部的所述喷粉钢管上依次设置有顶压所述耐火套块的压紧弹簧和带有内螺纹的紧固压板，在所述喷粉钢管外壁上开设有与其匹配的外螺纹；所述压紧弹簧外侧套装接有弹簧护套。本专利技术所述的脱磷喷枪专用预制料，该专用预制料用于烧制耐热保护罩、托板和耐火套块；是由原料人工合成尖晶石、板状刚玉、高纯电熔镁砂、单斜氧化锆、稀土氧化物按照下述重量份配比配制而成：人工合成尖晶石66~73份，板状刚玉15~26份，高纯电熔镁砂5~6份，单斜氧化锆3~5份，稀土氧化物1份。所述人工合成尖晶石原料包括粒径0.1~1mm、1~3mm和3~5mm的颗粒料和粒径320目的粉料；所述稀土氧化物为氧化铈或包括氧化铈（CeO2）、氧化镧（La2O3）、氧化钇（Y2O3）、氧化钕（Nd2O3）、氧化铕（Eu2O3）等组分的复合稀土氧化物，复合稀土氧化物中各成分含量一般为CeO225-32%，La2O330-32%，Nd2O33.36%，Y2O31-5%，Eu2O30.1-0.3%。所述板状刚玉为粒径320目的粉料；所述高纯电熔镁砂为粒度180目的粉料；所述单斜氧化锆为粒径320~325目的粉料；所述稀土氧化物为粒度200~320目的粉料。实际配制时，各原料可按照以下重量份配比进行配制：3~5mm的人工合成尖晶石颗粒料30份，1~3mm的人工合成尖晶石颗粒料15份，0.1~1mm的人工合成尖晶石颗粒料20份，320目的板状刚玉粉料26份，180目的高纯电熔镁砂粉料5份，320目的单斜氧化锆粉料3份；200目含有氧化铈、氧化镧、氧化钇、氧化钕、氧化铕等组分的复合稀土氧化物1份。各原料也可按照下述重量份配比进行配制：3~5mm的人工合成尖晶石颗粒料25份，1~3mm的人工合成尖晶石颗粒料20份，0.1~1mm的人工合成尖晶石颗粒料15份，320目的人工合成尖晶石粉料13份，320目的板状刚玉粉料15份，180目的高纯电熔镁砂粉料6份，320目的单斜氧化锆粉料5份；320目的氧化铈粉料1份。其制备方法为：首先将所有原料混合均匀，然后用模具压制成耐热保护罩、托板和耐火套块等坯料，进入电热梭式窑中经1600℃高温烧成、修型后，将其依次组装在耐热喷粉钢管外即可。烧成后的耐热保护罩、托板和耐火套块的理化指标为：为避免因阶梯温度向钢管渗透，本专利技术在耐火套块内的喷粉钢管上间隙（留出的间隙大约为1mm左右，满足喷粉钢管的微膨胀即可）套装有隔热套，隔热套专用预制料是由原料轻质硫铝酸钙、200目的白刚玉粉、粒度≤1.0μm的超细氧化铝细粉、粒度≤5.0μm的活性氧化铝细粉、粒度180目的电熔镁砂按下述百分配比配制而成：配比：轻质六铝酸钙65%，白刚玉粉10%，超细氧化铝细粉10%，活性氧化铝细粉10%，电熔镁砂5%；其中超细氧化铝细粉中Al2O3≥99%；活性氧化铝细粉中Al2O3≥98%；电熔镁砂中MgO≥96%。隔热套的制备方法为：将全部原料混合均匀后，密封自然困料12-18小时，随后在1.0T振动成型机振动加压成型；成型后的样品自然干燥48小时后进入电热干燥器220℃干燥2-3天后装车，进入电热梭式窑1200℃经8-12小时烧成即可。烧成后的隔热套的理化指标为：本专利技术的优点在于根据脱磷喷枪的工作环境和作业状况，将传统的一体式结构的耐火材料保护层改为由提前预制的耐热保护罩、托板和多个结构相同的耐火套块组装而成，烧制耐热保护罩、托板和耐火套块专用的预制料采用人工合成尖晶石材料作为主料，提高了脱磷喷枪的抗碱性渣和FeO侵蚀；加入单斜氧化锆、板状刚玉、稀土材料和高纯电熔镁砂，在材料烧成和使用中形成微裂纹，极大的提高了材料韧性和抗热震稳定性；同时材料中可形成原位尖晶石，引起少量体积膨胀，很好抵消了材料高温烧成时的收缩，保持了材料的体积稳定；而稀土氧化物的引入可有效改善材料的微观结构，提高玻璃相的耐火度，强化了材料的抗侵蚀性和耐磨性。附图说明图1是本专利技术的剖面结构示意图。图2是图1中耐火套块的结构图。图3是图1中隔热套的结构图。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术做更加详细的说明，以便于本领域技术人员等理解和实施。实施例1制备脱磷喷枪如图1-2所示，该脱磷喷枪的长度5.4米，喷粉钢管1的外径80cm，套装在喷粉钢管1外的耐火套块7上设置的凹槽（凸台）的深度30cm。本专利技术的新型脱磷喷枪，包括喷粉钢管1和包覆在喷粉钢管1外周面上的耐热保护层，喷粉钢管前端对称开设有喷粉孔；为延长脱磷喷枪的使用寿命，本专利技术在喷粉孔外设置有耐热保护罩2，与喷粉孔位置相对应的耐热保护罩2上开设有通孔，旋拧在喷粉孔上的喷粉支管3延伸进通孔内（喷粉支管3的出粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型脱磷喷枪，包括喷粉钢管（1）和包覆在所述喷粉钢管（1）外周面上的耐热保护层，所述喷粉钢管前端对称开设有喷粉孔；其特征在于：所述喷粉孔外设置有耐热保护罩（2），与所述喷粉孔位置相对应的耐热保护罩（2）上开设有通孔，旋拧在所述喷粉孔上的喷粉支管（3）延伸进所述通孔内；在所述耐热保护罩（2）内的喷粉钢管（1）上旋拧有定位螺母（4），所述定位螺母（4）前端的耐热保护套内嵌放有托板（5），所述托板（5）通过沿周向均衡设置的销钉（6）与所述耐热保护罩（2）侧壁相固连；所述耐热保护罩（2）后部喷粉钢管（1）上的耐热保护层由多个结构相同的耐火套块（7）拼接而成，所述耐火套块（7）一端设置有圆形凸台（7.1），另一端设置有与所述圆形凸台（7.1）相适应的凹槽（7.2）；位于所述耐火套块（7）内的喷粉钢管（1）上间隙套装有隔热套（8）；在所述耐火套块（7）后部的所述喷粉钢管（1）上依次设置有顶压所述耐火套块（7）的压紧弹簧（9）和带有内螺纹的紧固压板（10），在所述喷粉钢管（1）外壁上开设有与其匹配的外螺纹；所述压紧弹簧（8）外侧套装接有弹簧护套（11）。

【技术特征摘要】
1.一种新型脱磷喷枪，包括喷粉钢管（1）和包覆在所述喷粉钢管（1）外周面上的耐热保护层，所述喷粉钢管前端对称开设有喷粉孔；其特征在于：所述喷粉孔外设置有耐热保护罩（2），与所述喷粉孔位置相对应的耐热保护罩（2）上开设有通孔，旋拧在所述喷粉孔上的喷粉支管（3）延伸进所述通孔内；在所述耐热保护罩（2）内的喷粉钢管（1）上旋拧有定位螺母（4），所述定位螺母（4）前端的耐热保护套内嵌放有托板（5），所述托板（5）通过沿周向均衡设置的销钉（6）与所述耐热保护罩（2）侧壁相固连；所述耐热保护罩（2）后部喷粉钢管（1）上的耐热保护层由多个结构相同的耐火套块（7）拼接而成，所述耐火套块（7）一端设置有圆形凸台（7.1），另一端设置有与所述圆形凸台（7.1）相适应的凹槽（7.2）；位于所述耐火套块（7）内的喷粉钢管（1）上间隙套装有隔热套（8）；在所述耐火套块（7）后部的所述喷粉钢管（1）上依次设置有顶压所述耐火套块（7）的压紧弹簧（9）和带有内螺纹的紧固压板（10），在所述喷粉钢管（1）外壁上开设有与其匹配的外螺纹；所述压紧弹簧（8）外侧套装接有弹簧护套（11）。2.权利要求1所述脱磷喷枪专用预制料，其特征在于：所述专用预制料用于烧制耐热保护罩（2）、托板（5）和耐火套块（7）；是由原料人工合成尖晶石、板状刚玉、高纯电熔镁砂、单斜氧化锆、稀土氧化物按照下述重量份配比配制而成：人工合成尖晶石66~73份，板状刚玉15~26份，高纯电熔镁砂5~6份，单斜氧化锆3~5份，稀土氧化物1份。3.根据权利要求2所述的脱磷喷枪专用预制料，其特征在于：所述人工合成尖晶石原料包括粒径0.1~1mm、1~3mm和3~5mm的颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：化人杰，化金良，赵万顺，赵丽君，
申请(专利权)人：郑州市晟火冶金节能材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41