CN106007681B - 一种rh真空精炼炉砌筑用高性能密封垫的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种RH真空精炼炉砌筑用高性能密封垫的生产方法，其工艺流程为：配料、预混、混炼、困料、初压成型、精压改型、热处理、养生、成品拣选及包装；原料按重量份比例配料：50～70份的铝质材料：优质矾土+活性氧化铝微粉，15～20份的镁质材料：镁砂粉，15～20份的结合剂：聚丙烯酸酯乳液，0.5～4.5份的高温膨胀剂：蓝晶石粉，0.5～4.5份的塑化剂：广西白泥+膨润土粉，0.25～2.5份的增韧剂：液体聚硫橡胶，0.15～1.0份的稳定剂，稳定剂为ESO环氧大豆油，或马来酸单丁酯。本发明选用高温膨胀性能优良的耐火材料，配合结合剂及复合添加剂，生产出高性能密封垫，高温体积膨胀，恰好弥补了对接处钢结构件与镁铬砖或无铬化砖的膨胀系数之间的差距，减少在使用中出现钢水渗漏的概率。
Description
技术领域
本发明涉及RH真空精炼密封用耐火材料技术领域，特别涉及一种RH真空精炼炉砌筑用高性能密封垫的生产方法。
背景技术
近几十年，RH炉外精炼技术取得了巨大进展,由原来单一的脱气功能发展到现在的真空脱气、脱碳、吹氧脱碳、喷粉脱硫、温度补偿、去夹杂、均匀温度和成分等多种功能，成为目前冶炼精品钢最常用的二次精炼冶金方法。
其原理为：RH精炼装置由配有浸渍管(即上升管和下降管)的真空室和排气系统组成。当钢包内的钢水进行真空脱气处理时，首先将浸渍管浸入钢水内，然后将其真空室抽成真空，此时钢水受到一个相当于1atm的吸力被吸入真空室，同时从上升管下部1/3处吹入Ar气，由于湍流的作用，形成大量气泡，钢液内的气体则向Ar气泡内扩散，体积成百倍地增大，导致钢液以每秒5米的速度向真空室空间喷去，整个过程中装置的密封度要求极高。
制作浸渍管所用的钢结构膨胀系数为17.1～17.8～6﹒K～1(20℃～1600℃)，砌筑浸渍管的镁铬砖(或无铬化砖)的膨胀系数为11.1～14.8～6﹒K～1(20℃～1600℃)，高温使用时接处钢结构与镁铬砖(或无铬化砖)的热膨胀不一致，极易造成砖环与砖环之间的横缝开裂，钢水渗漏。
目前普遍采用的密封方式为火泥与耐火纤维填缝，质感坚硬、厚重，施工过程中很容易就出现断裂、裂纹等情况(见图1)，而且高温使用过程中的密封性不够稳定，时而有漏气等情况的发生，使用效果较差。这些情况的发生对于真空度要求极高的RH炉来说，冶炼过程中具有一定的安全隐患，并且可能会导致设备维护周转延误等情况的发生，已经远远满足不了现场的使用要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种RH真空精炼炉砌筑用高性能密封垫的生产方法，
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种RH真空精炼炉砌筑用高性能密封垫的生产方法，其工艺流程为：配料、预混、混炼、困料、初压成型、精压改型、热处理、养生、成品拣选及包装；具体操作如下：
1)配料：原料按重量份比例配料：50～70份的铝质材料：优质矾土+活性氧化铝微粉，15～20份的镁质材料：镁砂粉，15～20份的结合剂：聚丙烯酸酯乳液，0.5～4.5份的高温膨胀剂：蓝晶石粉，0.5～4.5份的塑化剂：广西白泥+膨润土粉，0.25～2.5份的增韧剂：液体聚硫橡胶，0.15～1.0份的稳定剂，稳定剂为ESO环氧大豆油，或马来酸单丁酯；
2)预混：将高温膨胀剂粉料、塑化剂粉料放在小型搅拌机中进行预混20～30分钟，充分使其达到均匀；
3)混炼：将镁质材料、铝质材料及预混料一次性投入到混合机中，一次干混5～10分钟，使其达到均匀，在干混料中均匀加入结合剂及增韧剂和稳定剂，进行二次混合5～15分钟，结合剂的加入量根据冬夏时令划分：夏季加入量为16～20份、冬季加入量为15～19份；
4)困料：将混好的泥料用塑料布密封包好，进行困料24～36小时；
5)初压成型：将困好的泥料经过一次初压成片，成片厚度为20～30mm；
6)精压改型：根据产品的设计规格进行二次精压、改型，二次精压后的片厚度为3～10mm；
7)热处理：经过110～120℃循环热风热处理干燥18～24小时；
8)养生：在温度20～30℃、湿度50～70％的条件下养生48～56小时；
9)成品进行拣选、检验、包装入库。
所述的优质矾土：Al2O3含量89～90％、粒度为325目；活性氧化铝微粉：Al2O3含量≥99％,粒度要求≤5μm；镁砂粉：MgO含量89～95％、粒度为325目；广西白泥：耐火度大于1700℃，SiO2含量45.3～51.6％，Al2O3含量26～36.8％；膨润土粉：SiO2含量70～72％，Al2O3含量15～16％；蓝晶石粉：SiO2含量大于60％，Al2O3含量大于30％，粒度为200目；液体聚硫橡胶：相对密度1.13～1.31；聚丙烯酸酯乳液：固含量为54％，PH值为5.5～6.5，粘度为200～1000厘泊；ESO环氧大豆油：环氧值≥6.0％，碘值≤6。
所述的优质矾土与活性氧化铝微粉配比比例为6～8：1。
所述的广西白泥与膨润土粉配比比例为2～5：1。
所述的蓝晶石粉产地为南非。
RH真空精炼炉砌筑用高性能密封垫的生产过程中，原料库房及生产厂房温度要求控制在20～30℃，湿度控制在45～70％。
为达到高温使用时膨胀的效果，这种新型高性能密封垫主要采用以下几点措施：
①以铝质材料、镁质材料为主原料，这两种材料在800℃～1400℃的高温下合成尖晶石，同时发生体积膨胀的原理，化学反应方程式下:
MgO+Al2O3→MgAl2O4
②通过采用具有膨胀性质的膨胀剂南非蓝晶石细粉，与主体材料相配合，补充解决了密封垫的膨胀问题，蓝晶石在高温锻烧时，于1100开始分解，至1300蓝晶石分解加剧，有大量莫来石生成。1350时分解速度加快，并以1450完全分解，当温度达到1500，开始出现石英玻璃以及纤维状莫来石晶体。
③为进一步增强密封垫的常温强度，引入增韧剂：液体聚硫橡胶，引入塑化剂：广西白泥和膨润土。
④为进一步提高密封垫的耐候性能，保证产品可以在较长时间内存放和使用，引入稳定剂环氧大豆油或马来酸单丁酯。
⑤结合剂采用聚丙烯酸酯，该结合剂在一定条件下固化后，形成三维的交联结构(网状结构)，有较高的粘结强度和较好的耐热、耐候性能，能够使耐火原料、高温膨胀剂及其他添加剂充分的糅合在了一起，生产出来的RH膨胀性密封垫产品，既有一定的韧性又有一定的强度，在高温使用时具有一定的膨胀性，充分满足RH炉现场砌筑的需要。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明的RH真空精炼炉砌筑用高性能密封垫，在设计方案前，通过计算金属材料(钢结构件)与无机非金属材料(耐火砖)之间的热膨胀差异，利用高温生成尖晶石、莫来石而产生的不可逆体积膨胀，使新型高性能密封垫在高温使用时，自身的体积膨胀刚好能够弥补RH浸渍管环流管对接处钢结构与无铬砖因高温热膨胀系数不同而造成的横砖缝，在高温使用时达到最佳的密封效果，避免漏钢。
2)本发明的RH真空精炼炉砌筑用高性能密封垫，所采用的主要成分为优质矾土、镁砂粉，全部是高耐火性能的耐火原材料，因此与常规的纤维制品相比，在高温使用时安全性更高。
3)本发明的RH真空精炼炉砌筑用高性能密封垫，由于采用独特的结合剂、塑化剂和增韧剂技术，常温强度高，韧度高，便于现场施工。
4)本发明的RH真空精炼炉砌筑用高性能密封垫，由于采用独特的稳定剂技术，存放时间长(不低于15天)，不变质，便于现场施工。
5)本发明的RH真空精炼炉砌筑用高性能密封垫，由于采用精压预切割的方式，厚度均匀，外形尺寸精确，与火泥及纤维制品对比，施工更方便，浪费更少，安全可靠，无污染，具有极强的市场竞争力。
附图说明
图1为现有火泥密封RH真空精炼炉缺陷示意图。
图2为本发明密封垫密封RH真空精炼炉的示意图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进一步说明：
实施例1
夏季生产RH真空精炼炉砌筑用高性能密封垫；原料库房及生产厂房温度要求控制在20～30℃，湿度控制在45～70％。
其工艺流程为：
1)配料：原料按重量份比例配料：
优质矾土325目48.4份，Al2O3含量89～90％；
活性氧化铝微粉6.5份，Al2O3含量≥99％，粒度要求≤5μm；
中档镁砂粉325目18份，MgO含量89～95％；
聚丙烯酸脂乳液18份，固含量为54％，PH值为5.5～6.5，粘度为200～1000厘泊；
南非蓝晶石粉200目4份，SiO2含量大于60％，Al2O3含量大于30％；
广西白泥3份，耐火度大于1700℃，SiO2含量45.3～51.6％，Al2O3含量26～36.8％；
优质膨润土粉1.5份，SiO2含量70～72％，Al2O3含量15～16％；
液体聚硫橡胶0.4份，相对密度1.13～1.31；
ESO环氧大豆油0.2份，环氧值≥6.0％，碘值≤6。
2)预混：将南非蓝晶石粉、广西白泥、优质膨润土粉放在小型搅拌机中进行预混20～30分钟，充分使其达到均匀；
3)混炼：将中档镁砂粉、优质矾土、活性氧化铝微粉，及预混料一次性投入到面粉混合机中，一次干混5～10分钟，使其达到均匀，在干混料中均匀加入聚丙烯酸酯乳液，及液体聚硫橡胶和ESO环氧大豆油，进行二次混合5～15分钟；
4)困料：将混好的泥料用塑料布密封包好，进行困料24小时；
5)初压成型：将困好的泥料经过压面机一次初压成片，成片厚度为20～25mm；
6)精压改型：根据产品的设计规格经过成型机进行二次精压，二次精压后的片厚度为3mm，对精压后的压片进行改型；
7)热处理：经过110～120℃循环热风热处理干燥24小时；
8)养生：在温度20～30℃、湿度50～70％的条件下养生48小时；
9)成品进行拣选、检验、包装入库。
实施例2
冬季生产RH真空精炼炉砌筑用高性能密封垫；原料库房及生产厂房温度要求控制在20～30℃，湿度控制在45～70％。
其工艺流程为：
1)配料：原料按重量份比例配料：
优质矾土325目50份，Al2O3含量89～90％；
活性氧化铝微粉8份，Al2O3含量≥99％，粒度要求≤5μm；
中档镁砂粉325目20份，MgO含量89～95％；
聚丙烯酸脂乳液16份，固含量为54％，PH值为5.5～6.5，粘度为200～1000厘泊；
南非蓝晶石粉200目4.5份，SiO2含量大于60％，Al2O3含量大于30％；
广西白泥3.5份，耐火度大于1700℃，SiO2含量45.3～51.6％，Al2O3含量26～36.8％；
优质膨润土粉1份，SiO2含量70～72％，Al2O3含量15～16％；
液体聚硫橡胶1份，相对密度1.13～1.31；
马来酸单丁酯1份。
2)预混：将南非蓝晶石粉、广西白泥、优质膨润土粉放在小型搅拌机中进行预混20～30分钟，充分使其达到均匀；
3)混炼：将中档镁砂粉、优质矾土、活性氧化铝微粉，及预混料一次性投入到面粉混合机中，一次干混5～10分钟，使其达到均匀，在干混料中均匀加入聚丙烯酸酯乳液，及液体聚硫橡胶和ESO环氧大豆油，进行二次混合5～15分钟；
4)困料：将混好的泥料用塑料布密封包好，进行困料36小时；
5)初压成型：将困好的泥料经过压面机一次初压成片，成片厚度为25～30mm；
6)精压改型：根据产品的设计规格经过成型机进行二次精压，二次精压后的片厚度为5mm，对精压后的压片进行改型；
7)热处理：经过110～120℃循环热风热处理干燥18小时；
8)养生：在温度20～30℃、湿度50～70％的条件下养生56小时；
9)成品进行拣选、检验、包装入库。
上述方法选用高温膨胀性能优良的耐火材料，配合专用结合剂及复合添加剂，通过新的生产成型方法，生产出高性能密封垫，这种高性能密封垫在高温使用中，体积膨胀，恰好弥补了对接处钢结构件与镁铬砖或无铬化砖的膨胀系数之间的差距，减少在使用中出现钢水渗漏的概率(见图2)。
上面所述仅是本发明的基本原理，并非对本发明作任何限制，凡是依据本发明对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。
Claims (5)
1.一种RH真空精炼炉砌筑用高性能密封垫的生产方法，其特征在于，其工艺流程为：配料、预混、混炼、困料、初压成型、精压改型、热处理、养生、成品拣选及包装；具体操作如下：
1)配料：原料按重量份比例配料：50～70份的铝质材料：优质矾土+活性氧化铝微粉，15～20份的镁质材料：镁砂粉，15～20份的结合剂：聚丙烯酸酯乳液，0.5～4.5份的高温膨胀剂：蓝晶石粉，0.5～4.5份的塑化剂：广西白泥+膨润土粉，0.25～2.5份的增韧剂：液体聚硫橡胶，0.15～1.0份的稳定剂，稳定剂为ESO环氧大豆油，或马来酸单丁酯,所述的优质矾土：Al2O3含量89～90％、粒度为325目；活性氧化铝微粉：Al2O3含量≥99％,粒度要求≤5μm；优质矾土与活性氧化铝微粉配比比例为6～8：1；
2)预混：将高温膨胀剂粉料、塑化剂粉料放在小型搅拌机中进行预混20～30分钟，充分使其达到均匀；
3)混炼：将镁质材料、铝质材料及预混料一次性投入到混合机中，一次干混5～10分钟，使其达到均匀，在干混料中均匀加入结合剂及增韧剂和稳定剂，进行二次混合5～15分钟，结合剂的加入量根据冬夏时令划分：夏季加入量为16～20份、冬季加入量为15～19份；
4)困料：将混好的泥料用塑料布密封包好，进行困料24～36小时；
5)初压成型：将困好的泥料经过一次初压成片，成片厚度为20～30mm；
6)精压改型：根据产品的设计规格进行二次精压、改型，二次精压后的片厚度为3～10mm；
7)热处理：经过110～120℃循环热风热处理干燥18～24小时；
8)养生：在温度20～30℃、湿度50～70％的条件下养生48～56小时；
9)成品进行拣选、检验、包装入库。
2.根据权利要求1所述的一种RH真空精炼炉砌筑用高性能密封垫的生产方法，其特征在于，所述的镁砂粉：MgO含量89～95％、粒度为325目；广西白泥：耐火度大于1700℃，SiO2含量45.3～51.6％，Al2O3含量26～36.8％；膨润土粉：SiO2含量70～72％，Al2O3含量15～16％；蓝晶石粉：SiO2含量大于60％，Al2O3含量大于30％，粒度为200目；液体聚硫橡胶：相对密度1.13～1.31；聚丙烯酸酯乳液：固含量为54％，PH值为5.5～6.5，粘度为200～1000厘泊；ESO环氧大豆油：环氧值≥6.0％，碘值≤6。
3.根据权利要求1所述的一种RH真空精炼炉砌筑用高性能密封垫的生产方法，其特征在于，所述的广西白泥与膨润土粉配比比例为2～5：1。
4.根据权利要求1所述的一种RH真空精炼炉砌筑用高性能密封垫的生产方法，其特征在于，所述的蓝晶石粉产地为南非。
5.根据权利要求1所述的一种RH真空精炼炉砌筑用高性能密封垫的生产方法，其特征在于，密封垫的生产过程中，原料库房及生产厂房温度要求控制在20～30℃，湿度控制在45～70％。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |