CN103361034B - 一种不规则颗粒状板栗总苞保温材料 - Google Patents

一种不规则颗粒状板栗总苞保温材料 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种不规则颗粒状板栗总苞保温材料，可应用于冶金工业中的炼钢铁水保温、钢水铸造保温以及建筑行业中的墙体保温。其特征在于，该保温材料经干燥、破碎、筛分制成粒度为3mm～5mm的不规则颗粒状保温剂，具有良好的覆盖致密性和铺展均匀性，保温效果好，价格低廉。为板栗废弃物-板栗总苞找到一种大规模直接使用的新途径。

Description

一种不规则颗粒状板栗总苞保温材料
技术领域
本发明属于新材料技术领域，具体地将涉及一种新型植物性板栗总苞保温材料，主要用于冶金工业中的炼钢铁水保温、钢水铸造保温，也可用于建筑行业中的墙体保温。
背景技术
在炼钢铁水运输、钢水到铸造运输过程中降温显著，不仅损失大量热能，而且直接影响了正常生产。铁水保温是为炼钢提供高温铁水、节约能耗及降低成本的重要途径。钢水保温是为保证铸造的成型性。
铁水、钢水统称为金属液，其保温材料分为两大类，非植物性金属液保温材料和植物性金属液保温材料。非植物性金属液保温材料主要有蛭石、粉煤灰、膨胀石墨材料以及珍珠岩等；植物性金属液保温材料主要有碳化秸秆、碳化稻壳、稻壳灰、稻壳以及碳化稻壳与其他材料复合而成材料等。通过专利和非专利文献分析，炼钢、炼铁领域使用主要采用生稻壳作保温剂，或将生稻壳经过碳化处理后使用。将生稻壳或碳化稻壳保温剂覆盖在金属液表面，以防止铁水的热耗散和外界空气的侵入。生稻壳或碳化稻壳覆盖在金属液表面会有效降低钢水的降温速率，但在使用中铺展性较差，覆盖在金属液表面往往会出现堆状，不能迅速地铺展开，导致金属液表面有局部裸露在空气中，散热较快。为了克服上述保温剂的不足，近年来，应用于金属液保温的保温剂大多是以稻壳为原料，经过一个复杂的工艺过程，与其它材料复配得到的复合型保温剂，这改变了稻壳的性质，使其变成新的生成物来加以利用，导致企业的生产成本大大增加。因此，需要提供一种新的低成本的且保温效果良好的保温材料。
我国板栗地域分布辽阔，河北、山东、湖北、陕西等地是著名的板栗产区，品种资源丰富。特别是近几年来，板栗生产发展迅速，无论面积还是产量，增长速度都远远超过其他各国。伴随板栗产业的快速发展，板栗壳、板栗总苞等大量的板栗副产物也在大幅度增加，大量的板栗总苞都作为废渣被焚烧或废弃，造成了环境污染和资源浪费。
经检索，直接利用板栗总苞作为保温材料，用其单一原料制成保温剂，开发了一种新型植物性保温剂的资料还未见报道。也为其找到了一种不改变本身性质而大规模直接使用的新用途。
发明内容
本发明的目的是提供一种低成本且保温效果良好的植物性金属液保温材料，即以板栗总苞为原料的保温剂，保温时间长，铺展性好。
为了实现上述发明目的，本发明提供的板栗总苞保温材料，经烘干、破碎、筛分制成一种不规则颗粒状板栗总苞保温剂，制样粒度为3mm～5mm，可保证保温剂的铺展性，用安息角表示，在44.35°～47.98°，其堆比重为0.2g/cm3～0.4g/cm3，导热系数为0.083W/(m·K)，覆盖板栗总苞保温剂后降温速率为9.13℃/min～9.31℃/min。
本发明提供的不规则颗粒状板栗总苞保温剂，其生产流程如下所述：
1、原材料采购；
2、对原材料进行破碎、筛分、粒度要求3mm～5mm；
3、在常温常压下，检查原材料的物理性能及组成成分，分析其保温性能；
4、确定原材料的保温效果。
附图说明
下面对照附图对本发明进一步说明。
图1是粒度为3mm的板栗总苞保温剂、稻壳保温剂保温性能图。
具体实施方式
下面用实施例进一步说明本发明：由于金属液热量主要是通过罐口向外散热，可近似认为是单向传热。将板栗总苞保温剂覆盖在单向加热***中，通过测量***温度随时间的变化，考察保温剂的保温效果，见图1。实际钢水温度大约在1600℃左右，覆盖剂加入钢水表面形成粉状层和烧结层。粉状层和烧结层界限温度一般为800℃左右，因此实施例中所用的恒定温度选为800℃。用平均降温速率Vt(℃/min)大小表示保温性能的好坏，这数值越小保温性能越好。
实施例
下面基于实施例就本发明进行说明，但实施例的条件是为了确认本发明的实施可能性及效果而采用的一个条件例，本发明并不局限于这些条件例。
对原料进行破碎、筛分、粒度要求分别为3mm、4mm、5mm，覆盖厚度为60mm～130mm。
表1中所示的粒度分别对应为示例1至示例3板栗总苞保温剂，表1中的示例4为未经任何处理的稻壳保温剂，粒度为3mm。对以上四组保温剂进行了堆比重、铺展性、导热系数和***降温速率的性能测试，结果表明，相同粒度下，本发明的低成本板栗总苞保温剂的堆比重为0.3249g/cm3，导热系数为0.083W/(m·K)；稻壳保温剂的堆比重为0.1104g/cm3，导热系数为0.057W/(m·K)；板栗总苞保温剂的堆比重、导热系数均高于稻壳保温剂；板栗总苞保温剂的安息角为44.35°，稻壳保温剂的安息角为44.77°，安息角越小，保温剂的铺展性越好，板栗总苞保温剂的铺展性优于稻壳保温剂，能迅速铺展开，可弥补导热系数高、堆比重大的不足，因此从总体上看，在相同粒度相同厚度下，覆盖有板栗总苞保温剂的***平均降温速率为9.13℃/min，覆盖有稻壳保温剂的***平均降温速率为10.67℃/min，两者相较，前者降温速率有效降低1.54℃/min，板栗总苞保温剂保温效果优于稻壳保温剂。
由图1可以看出，2min内，板栗总苞保温剂和稻壳保温剂的保温效果相当；2min～14min内，覆盖有稻壳保温剂的***降温速率略低于覆盖板栗总苞保温剂；14min～30min内，覆盖有稻壳保温剂的***温度迅速下降，而覆盖有板栗总苞的***降温速率小，且在28min后趋于平稳。
表1不同粒度保温剂测定性能表
Figure BSA0000092637530000031
综上所述，本发明的低成本新型植物性金属液保温剂以板栗总苞作为单一原料制成，保温效果好，成本低廉。
本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明保护范围的情况下，可以进行各种变形和修改。

Claims (4)

1.一种不规则颗粒状板栗总苞保温材料，主要用于冶金工业中的炼钢铁水保温、钢水铸造保温，也用于建筑行业中的墙体保温；以板栗总苞为原料经过烘干、破碎，筛分制成保温剂，其特征在于，破碎粒度为3mm～5mm，堆比重为0.2g/cm3～0.4g/cm3，铺展性用安息角表示，安息角大小为44.35°～47.98°，导热系数为0.083W/(m·K)，覆盖板栗总苞保温剂后降温速率为9.13℃/min～9.31℃/min。
2.如权利要求1所述的一种不规则颗粒状板栗总苞保温材料，其中，破碎粒度为3mm，堆比重为0.3249g/cm3，安息角为44.35°，导热系数为0.083W/(m·K)，覆盖板栗总苞保温剂后降温速率为9.13℃/min，保温效果好。
3.如权利要求1所述的一种不规则颗粒状板栗总苞保温材料，其中，破碎粒度为4mm，堆比重为0.3004g/cm3，安息角为47.54°，导热系数为0.083W/(m·K)，覆盖板栗总苞保温剂后降温速率为9.25℃/min，保温效果次之。
4.如权利要求1所述的一种不规则颗粒状板栗总苞保温材料，其中，破碎粒度为5mm，堆比重为0.2990g/cm3，安息角为47.98°，导热系数为0.083W/(m·K)，覆盖板栗总苞保温剂后降温速率为9.31℃/min，保温效果略差。
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