鋅冶煉向大型化發(fā)展，溜槽是冶煉后鋅流出的重要通道，溜槽內(nèi)襯工藝設(shè)計及材料使用壽命對鋅冶煉的安全順利運行起著非常重要的作用，溜槽工作襯層要求具有良好的抗高溫鋅水的沖刷耐磨性和熱震穩(wěn)定性。
現(xiàn)在，大中型鋅冶煉爐溜槽工作襯部位耐火材料一般采用Al2O3-SiC-C低水泥澆注料，一次通過量一般為50-80噸左右就要維修通過量較小。根據(jù)對溜槽工作襯在實際使用過程中其使用壽命的影響因素分析認為：溜槽不但要經(jīng)受高溫鋅水的磨損，還有鋅流的熱沖擊。且損耗較快、使用壽命短影響煉鋅爐正常安全生產(chǎn)。這種情況下設(shè)計一種施工快捷、強度高和抗熱震穩(wěn)定性優(yōu)良、耐高溫鋅水沖刷性能優(yōu)異及長壽命的產(chǎn)品，從而有效穩(wěn)定的提高大中型煉鋅爐用溜槽的時長。
為了解決上述問題，研發(fā)出一種優(yōu)化設(shè)計、配方合理、制備方法簡單易實現(xiàn)、可降低溜槽內(nèi)襯材料綜合運行成本的溜槽碳化硅磚。可提高大中型煉鋅爐溜槽襯層整體使用壽命且具有廣泛的市場推廣前景及應(yīng)用價值。
一：技術(shù)方案
技術(shù)方案是：大中型煉鋅爐溜槽，包括鋼殼、鋼殼內(nèi)設(shè)置有碳化硅磚襯層，鋼殼爐壁碳化硅磚襯層通過13種不同型號的碳化硅磚砌筑而成，代替使用標準型號耐火磚砌筑泥縫多、黏連不牢坍塌的問題；鋼殼下端設(shè)置有擺動驅(qū)動裝置，擺動驅(qū)動裝置包括底座，底座上設(shè)置有向上的支撐柱，溜槽鋼殼能夠在支撐柱上端擺動，鋼殼至少有一端與底座之間連接有升降驅(qū)動件。
鋼殼橫截面為簸箕狀U型，鋼殼兩側(cè)壁長度面從對半處有大向小收，形成寬窄面1/2的比例，鋼殼前端設(shè)置有擋流板，碳化硅磚工作襯層包括底層和側(cè)層，底層為鋪設(shè)在鋼殼底部的一層小型碳化硅磚，側(cè)層則根據(jù)溜槽的長度及側(cè)部結(jié)構(gòu)設(shè)計多種尺寸的異型碳化硅磚組成。工作襯層上端延伸至耐火磚襯層上側(cè)，加工有吊耳孔。
二：煉鋅爐溜槽碳化硅磚，由以下精選原料制成：
電熔莫來石占比為30%~45%、燒結(jié)板狀剛玉占比為20%~30%、黑碳化硅占比為10%~25%、鋯英砂占比為3%~5%、高純尖晶石微粉占比為3%~6%、氧化鋁微粉占比為5%~8%、二氧化硅微粉占比為1%~3%、高強固體結(jié)合劑占比為2%~4%、燒結(jié)劑占比為1%~4%、抗氧化劑占比為1%~3%、防爆裂劑占比為0.1%~0.3%、復(fù)合分散劑占比為0.2%~0.5%。
電熔莫來石的粒度有5mm~8mm和3mm~5mm兩種，采用標準YB/T104-2005，電熔莫來石中氧化鋁的含量為≥75%，大顆粒骨料采5mm~8mm、3~5mm兩種復(fù)配，能夠有效地發(fā)揮電熔莫來石原料的熱震穩(wěn)定性及強度高的特點，進而提高產(chǎn)品骨架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
燒結(jié)板狀剛玉的粒度包括1mm~3mm和0.1mm~1mm 兩種，牌號為ZAL-99，燒結(jié)板狀剛玉中氧化鋁含量為≥99%，中小顆粒采用兩種復(fù)配，充分應(yīng)用燒結(jié)板狀剛玉的填充和流動性好、燒結(jié)性優(yōu)、抗渣鐵侵蝕性優(yōu)良等優(yōu)勢。
黑碳化硅的粒度包括0.1mm~1mm和0.044mm兩種，采用標準GB/T2480-2008，黑碳化硅中碳化硅含量≥98%，碳化硅以小顆粒和細粉兩種復(fù)配，以合理填充促進燒結(jié)，提升產(chǎn)品的高溫耐沖刷性能。
鋯英砂的粒度為0.1mm至0.2mm，采用標準YB/834-87，牌號為特級品，鋯英砂中氧化鋯含量為65%，利用其高溫強度穩(wěn)定性優(yōu)點，提升產(chǎn)品的高溫耐磨性來延長壽命。
高純尖晶石微粉的粒度≤2.5μm，高純尖晶石微粉中氧化鋁含量為≥87%、氧化鎂含量≥8%，其特性為燒結(jié)強度高、耐高溫沖擊性能優(yōu)越。
氧化鋁微粉的粒度≤1.5μm，氧化鋁微粉中氧化鋁含量為99%，采用標準YS/T89-1995。
高強固體結(jié)合劑為固體磷酸二氫鋁，固體磷酸二氫鋁的粒度小于0.044mm，固體磷酸二氫鋁中五氧化二磷含量為32%，可有效促進產(chǎn)品組合中的顆粒與細粉，微粉的結(jié)合快干強度及應(yīng)用過程中的耐磨性。
三：產(chǎn)品的特點：
煉鋅爐溜槽由鋼殼、碳化硅磚工作襯層結(jié)構(gòu)簡單且穩(wěn)定性高，鐵水流經(jīng)溝槽，溫度自碳化硅磚依次向外傳遞，通過工作襯層、耐火磚襯層的保護以及鋼殼的支撐，能夠保證工作穩(wěn)定，設(shè)置擺動驅(qū)動裝置，能夠驅(qū)動擺動溜槽擺動，進而將鐵水分配至不同的容器；鋼殼橫截面為簸箕狀U型，鋼殼兩側(cè)壁長度面從對半處有大向小收，形成寬窄面1/2的比例，鋼殼前端設(shè)置有擋流板施工安裝簡便快捷、安全性提升。
四：煉鋅爐溜槽用碳化硅磚的制備方法：
混料：稱取原料，用強制式攪拌機拌料，首先將電熔莫來石、燒結(jié)板狀剛玉、黑碳化硅、鋯英砂、高純尖晶石微粉、氧化鋁微粉、二氧化硅微粉原料進行混合，轉(zhuǎn)速為100rpm，攪拌10min，再依次加入高強固體結(jié)合劑、燒結(jié)劑、抗氧化劑、防爆裂劑和復(fù)合分散劑進行混合攪拌均勻，轉(zhuǎn)速100rpm，攪拌5min，得到混合料，將混合料稱量后裝入防潮包裝袋中備用。
澆注預(yù)制：將混合料加入高速混煉機中，加4%重量的自來水?dāng)嚢?分鐘，材料干濕均勻、流動性好，混合料倒入已經(jīng)準備好的異型預(yù)制磚模具內(nèi)，用Φ50振動棒插入振動，均勻成型。
成型和干燥：預(yù)制磚濕坯體在模具內(nèi)自然干燥12小時后脫模，轉(zhuǎn)入烘箱進行200℃干燥48小時，使其中的水分充分揮發(fā)，強度提高，然后自然冷卻后得到鐵合金礦熱爐溜槽用碳化硅預(yù)制磚
五：煉鋅爐溜槽用碳化硅磚安裝步驟：
在鋼殼內(nèi)砌碳化硅磚襯層，磚襯層之間通過碳化硅質(zhì)火泥填充粘結(jié)，碳化硅磚根據(jù)溜槽的整體結(jié)構(gòu)劃分為13種不同尺寸的異型磚。砌筑順序有從底部開始，將小型的碳化硅磚尺寸為230*114*65（mm），立面平鋪在槽底后，然后再砌筑側(cè)部槽面，由于側(cè)部槽面存在拐角、圓弧結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)碳化硅磚的時候，就將該部位的形體設(shè)計在磚型中，使得磚型的尺寸與側(cè)部槽面正好吻合。整體砌筑的灰縫不大于1mm。
六 ：結(jié)論
通過對配方組合進行優(yōu)化，采用精選優(yōu)質(zhì)原材料，引入高強固體結(jié)合劑、燒結(jié)劑等，得到煉鋅爐溜槽用碳化硅磚，有效提升了碳化硅磚的致密度、熱震穩(wěn)定性，高溫?zé)笥谰镁�變化率呈微膨脹且比較穩(wěn)定，高溫耐壓抗折強度較大提升；配方通過優(yōu)化、減少或者不用揮發(fā)性強的含碳材料，減少了碳含量的排放，可有效降低溜槽綜合運行成本、節(jié)約優(yōu)質(zhì)耐火原料資源，提升煉鋅爐溜槽一次通鐵量提升至130噸以上，使用壽命延長30%以上，具有顯著的經(jīng)濟和社會效益。