發(fā)熱保溫覆蓋劑的熱特性曲線

發(fā)熱保溫覆蓋劑的燃燒溫度曲線和熱損失

曲線示于圖1、圖2中

在鑄造生產(chǎn)中,往往對鐵水保溫覆蓋劑不夠重視。沿襲使用稻草灰作為鐵水保溫、集渣覆蓋材料,稻草灰結(jié)構(gòu)松散,粘結(jié)強(qiáng)度差,不易扒渣,不能起到有效擋渣作用,而且當(dāng)將稻草灰放到鐵水表面時,稻草灰會四處飛揚(yáng)、污染作業(yè)環(huán)境、給操作工人健康帶來了不利影響。采用稻草灰,珍珠巖作鋼(鐵)水覆蓋劑已為人們所熟悉。筆者在某鄉(xiāng)辦鑄鋼廠協(xié)助工作時發(fā)現(xiàn),紅木炭塊也可作覆蓋劑。該鑄鋼廠采用木柴烘烤鋼水包,烘好后剩下許多未燃盡的木柴——紅木炭,我們把它用作明冒口的覆蓋劑取代稻草灰,效果很好,明顯改善了冒口補(bǔ)縮作用,提高了鑄件質(zhì)量。

將工業(yè)廢棄物進(jìn)行二次綜合利用,開發(fā)高附加值產(chǎn)品的研究,是目前國內(nèi)外普遍關(guān)注的前沿課題。本研究結(jié)合高爐渣和白云石尾礦的物理化學(xué)性質(zhì),進(jìn)行了利用此兩種工業(yè)廢棄物配制堿性中間包覆蓋劑的研究。本研究以Ca O-Si O2-Mg O-Al2O3相圖和熱力學(xué)等知識為基礎(chǔ),進(jìn)行大量實驗室研究,對中間包覆蓋劑的各成分配比進(jìn)行優(yōu)化。確定的配比方案為:Mg O=15%、Ca O=38.18%、Si O2=31.82%,Al2O3和其他為15%(包括不低于5%的Ca F2),R=1.67。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了覆蓋劑的實際配料,原料選用了某鋼鐵企業(yè)的高爐渣和經(jīng)煅燒去除CO2的某礦山白云石尾礦為基料,輔料選用膨脹珍珠巖和螢石。配制得到的堿性中間包覆蓋劑兩種工業(yè)廢棄物的總占比高達(dá)89.61%。按照實際配料方案生產(chǎn)覆蓋劑,并對其保溫性能進(jìn)行工業(yè)試驗。與另一種成熟的堿性中間包覆蓋劑相比,使用工業(yè)廢棄物配置的覆蓋劑在中間包鋼水保溫性能上無統(tǒng)計學(xué)差異,可進(jìn)行實際工業(yè)應(yīng)用。本實驗制品制備和生產(chǎn)成本要相對更加低廉,在性能相同的情況下比其他中間包覆蓋劑更有優(yōu)勢。

在此基礎(chǔ)上,首先采用單因數(shù)試驗法研究了覆蓋劑中各組分對覆蓋劑發(fā)熱和保溫效果的影響。結(jié)果表明,當(dāng)酸化石墨含量為8-18wt%,珍珠巖含量為12-20wt%,發(fā)熱劑在10wt%左右時,覆蓋劑的發(fā)熱保溫性能良好,成本較低。隨后,利用正交試驗法進(jìn)一步優(yōu)化了新型鑄鋼冒口覆蓋劑的配比,得到新型鑄鋼冒口覆蓋劑的配比為：鋁粉4-8wt%、粉煤灰25-35wt%、珍珠巖15-18wt%、酸化石墨14-18wt%,碳粉10-15wt%、觸發(fā)劑2-3wt%、其他18-22wt%。生產(chǎn)試驗進(jìn)一步證明,新型鑄鋼冒口覆蓋劑具有發(fā)熱和保溫的雙重作用,能夠明顯地提高冒口的補(bǔ)縮能力,降低冒口的有效高度,節(jié)約鋼水,提高鑄件的

珍珠巖具有表觀密度輕、導(dǎo)熱系數(shù)低、化學(xué)穩(wěn)定性好、吸濕能力小、無毒無味諸多優(yōu)良性能,廣泛應(yīng)用于鑄造、保溫材料和建筑等多個領(lǐng)域。珍珠巖在鑄造生產(chǎn)時可用作集渣劑或覆蓋劑,在建筑行業(yè)可制成保溫隔熱吸音板,上述應(yīng)用主要基于珍珠巖具有較好的高溫膨脹性能。珍珠巖膨脹的原因是其內(nèi)部含有的水分,只有含水量合適才可獲得較高膨脹倍數(shù),因此需要對珍珠巖原礦進(jìn)行加熱預(yù)處理。本文以天梯礦業(yè)某珍珠巖原礦為研究對象,開展了珍珠巖原礦加熱預(yù)處理工藝研究,研制了新型膨脹珍珠巖集渣劑和覆蓋劑,對珍珠巖的工業(yè)應(yīng)用具有重大的意義。以珍珠巖高溫膨脹性能為指標(biāo),開展了不同珍珠巖原礦普通加熱和微波加熱預(yù)處理工藝研究,綜合研究了不同預(yù)處理溫度和時間、膨脹溫度和時間、珍珠巖粒度和加熱預(yù)處理方式對珍珠巖的高溫膨脹性能的影響。結(jié)果表明:不同目數(shù)的珍珠巖在350℃下預(yù)熱10min后,在1100℃高溫下焙燒20s能達(dá)到膨脹效果,粗粒度珍珠巖的膨脹倍數(shù)較大;與普通加熱預(yù)處理珍珠巖相比,微波加熱預(yù)處理工藝可縮短珍珠巖預(yù)處理時間、但降低了珍珠巖的高溫膨脹性,針對不同使用要求可選擇不同的預(yù)處理工藝;基于上述研究結(jié)果,設(shè)計了珍珠巖預(yù)處理生產(chǎn)線。