CN102992805A - 一种高导热超微孔炭砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种高导热超微孔炭砖及其制造方法属于炭素耐火材料制造技术领域。将不同粒级的高温处理的无烟煤、人造石墨碎、二种非炭质添加剂配成干料；再加入粘结剂中温煤沥青进行混捏制得糊料之后，进行成型、焙烧、加工而成。本发明使用创新的原料组成与添加剂的工艺配方、合理的焙烧制度和利用先进的加工设备，生产出既具有高导热性能，又具有超微孔性能的大型炼铁高炉、大型矿热炉用耐火内衬炭砖，满足大型炼铁高炉、大型矿热炉长寿命的需要。

Description

一种高导热超微孔炭砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及炭素耐火材料制造技术领域，特别涉及一种高导热超微孔炭砖，本发明还包括该炭砖的制备方法。

背景技术

随着钢铁工业的快速发展，炼铁技术的不断进步，炼铁高炉日趋大型化、长寿化，而且更加高效节能。高炉炉龄长寿成为世界炼铁行业不断追求的重要目标，也是衡量一个国家炼铁水平的重要标志之一。国家钢铁产业规划明确提出淘汰<300 m³以下的小高炉，限制1000m³以下高炉建设。炼铁业淘汰小高炉，发展现代化长寿节能环保型高炉势在必行。炼铁高炉的结构调整，推进了高炉软水冷却技术的应用和铜冷却壁的广泛使用，影响高炉寿命的关键部位由炉腹炉身转为炉缸炉底以及铁口区、铁口以下的异常侵蚀区。在高炉异常侵蚀区要求采用性能和质量更高的，既具有高导热性能，又具有超微孔化的炭砖。国内外现有高炉炭砖只有高导热炭砖，或超微孔炭砖。将既具有高导热性能，又具有超微孔化性能集于一身的炭砖，对发展现代化长寿、节能、环保大型高炉具有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的是高导热超微孔炭砖的生产技术问题，提供一种高导热超微孔炭砖，本发明还包括该炭砖的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高导热超微孔炭砖的制造方法，以高温处理的无烟煤粒度为0.15-0mm，占15～25%,人造石墨6-0mm，占45～55%，添加剂硅粉占4～10%，添加剂氧化铝粉占1～7%作为干料，再加入粘结剂中温煤沥青17～21％后进行混捏、压型、焙烧、加工制备而成。

其工艺步骤如下：

（1）干料的准备：按上述比例取高温处理的无烟煤、人造石墨、添加剂硅粉、添加剂氧化铝粉制得干料。 

（2）混捏：将干料直接加入混捏锅搅拌均匀，再按上述比例加入粘结剂煤沥青进行湿混，出糊温度为140～150℃，得到糊料。

（3）压型：将混捏好的糊料加入振动成型机保温拌筒搅拌后下入成型模具，下料温度125-135℃，预振时间1～3分钟，大振时间1～3分钟，由振动成型机压制生制品，压型生制品经水冷、自然冷却72小时后待用。

（4）焙烧：将压型生制品装入环式焙烧炉，填充料粒度0.075-6mm。按照规定的曲线进行升温，在最高温度1300～1400℃条件下保持15～25小时后开始降温，冷却96～120小时后出炉，制得焙烧品。

（5）机加工：将焙烧品在组合数控机床上加工为高炉要求尺寸的成品。

 

上述步骤（4）中所述的焙烧升温曲线为：

本发明原料中使用一种经高温处理的特种无烟煤，具有很好的热稳定性能，以及良好的微气孔和耐碱侵蚀性能。原料中所述的非炭质添加剂硅粉与非炭质添加剂氧化铝粉组合，在焙烧高温下充分的反应，形成具有良好的微气孔结构，以及很好的导热性的炭砖。本发明制造的高导热超微孔炭砖，经方大炭素公司检测中心国家认可实验室检测，完全符合国家标准YB/T4189-2009超微孔炭砖的超微孔化性能，又符合专利ZL200410026100.8高炉用高导热炭砖的高导热性能,实物主要理化指标如下：     

 从上表实物指标检测结果可见，本专利制造的高导热超微孔炭砖，既具有高炉用高导热炭砖的高导热性能，又具有超微孔炭砖的超微孔化性能，集高导热性能、超微孔化性能于一身的新型炭砖，对发展现代化长寿、节能、环保大型高炉具有重要的意义。

具体实施方式

实施例1

（1）干料的准备：以高温处理的无烟煤粒度为0.15—0mm占15%，390 Kg；人造石墨6—0mm占55%，1430 Kg；添加剂硅粉占4%，104 Kg；添加剂氧化铝粉占7%，182 Kg；制得干料总重2106Kg。

（2）混捏：将干料直接加入混捏锅搅拌均匀，加入占糊料总重量19％的粘结剂煤沥青494Kg进行湿混，出糊温度为140℃，得到糊料2600Kg。

（3）压型：将混捏好的糊料加入振动成型机保温拌筒搅拌后下入成型模具，下料温度125℃，预振时间3分钟，大振时间3分钟，由振动成型机压制生制品，压型生制品经水冷、自然冷却72小时后待用。

（4）焙烧：将压型生制品装入环式焙烧炉，填充料冶金焦的粒度0.075-6mm。按照规定的曲线进行升温，在最高温度1300℃条件下保持25小时后开始降温，冷却96小时后出炉，制得焙烧品。

（5）机加工：将焙烧品在组合数控机床上加工为高炉要求尺寸的成品。

实施例2

（1）干料的准备：以高温处理的无烟煤粒度为0.15—0.05mm占20%，520 Kg；人造石墨6—0.05mm占50%，1300 Kg；添加剂硅粉占6%，156 Kg；添加剂氧化铝粉占5%，130 Kg；制得干料总重2106 Kg。

（2）混捏：将干料直接加入混捏锅搅拌均匀，加入占糊料总重量19％的粘结剂煤沥青494 Kg进行湿混，出糊温度为140℃，得到糊料2600Kg。

（3）压型：将混捏好的糊料加入振动成型机保温拌筒搅拌后下入成型模具，下料温度135℃，预振时间1分钟，大振时间1分钟，由振动成型机压制生制品，压型生制品经水冷、自然冷却72小时后待用。

（4）焙烧：将压型生制品装入环式焙烧炉，加入粒度0.075-6mm的填充料冶金焦。按照规定的曲线进行升温，在最高温度1400℃条件下保持15小时后开始降温，冷却120小时后出炉，制得焙烧品。所述的焙烧升温曲线通实施例1。

（5）机加工：将焙烧品在组合数控机床上加工为高炉要求尺寸的成品。

实施例3

（1）干料的准备：以高温处理的无烟煤粒度为0.15—0.005mm占25%，650 Kg；人造石墨6—0.005mm占45%，1170 Kg；添加剂硅粉占10%，260 Kg；添加剂氧化铝粉占1%，26 Kg；制得干料总重2106 Kg。

（2）混捏：将干料直接加入混捏锅搅拌均匀，加入占糊料总重量19％的粘结剂煤沥青494 Kg进行湿混，出糊温度为150℃，得到糊料2600Kg。

（3）压型：将混捏好的糊料加入振动成型机保温拌筒搅拌后下入成型模具，下料温度125℃，预振时间1分钟，大振时间1分钟，由振动成型机压制生制品，压型生制品经水冷、自然冷却72小时后待用。

（4）焙烧：将压型生制品装入带盖式环式焙烧炉，填充料粒度0.075-6mm。按照规定的曲线进行升温，在最高温度1390℃条件下保持20小时后开始降温，冷却96小时后出炉，制得焙烧品。所述的焙烧升温曲线通实施例1。

（5）机加工：焙烧品检查合格后，可按照图纸要求，在铣磨机床上多道工序加工，单块加工满足图纸要求后，再进行组装验收，通过严格的外观质量和加工精度检验，按规定要求进行组装。按照设计进行包装、入库、待用。产品加工尺寸和公差要求：600×500×1800mm，截面公差±1 mm，长度公差±5 mm.

实施例4

（1）干料的准备：以高温处理的无烟煤粒度为0.15mm占20%，520 Kg；人造石墨6--0mm占52%，1352 Kg；添加剂硅粉占6%，156 Kg；添加剂氧化铝粉占5%，130 Kg；制得干料总重2158 Kg。

（2）混捏：将干料直接加入混捏锅搅拌均匀，加入占糊料总重量17％的粘结剂煤沥青442 Kg进行湿混，出糊温度为140℃，得到糊料2600Kg。

（3）压型：将混捏好的糊料加入振动成型机保温拌筒搅拌后下入成型模具，下料温度135℃，预振时间1分钟，大振时间1分钟，由振动成型机压制生制品，压型生制品经水冷、自然冷却72小时后待用。

（4）焙烧：将压型生制品装入环式焙烧炉，加入粒度0.075-6mm的填充料冶金焦。按照规定的曲线进行升温，在最高温度1400℃条件下保持15小时后开始降温，冷却120小时后出炉，制得焙烧品。所述的焙烧升温曲线通实施例1。

（5）机加工：将焙烧品在组合数控机床上加工为高炉要求尺寸的成品。

实施例5

（1）干料的准备：以高温处理的无烟煤粒度为0.0005mm占20%，520 Kg；人造石墨6--0mm占48%，1248 Kg；添加剂硅粉占6%，156 Kg；添加剂氧化铝粉占5%，130 Kg；制得干料总重2054 Kg。

（2）混捏：将干料直接加入混捏锅搅拌均匀，加入占糊料总重量21％的粘结剂煤沥青546Kg进行湿混，出糊温度为140℃，得到糊料2600Kg。

（3）压型：将混捏好的糊料加入振动成型机保温拌筒搅拌后下入成型模具，下料温度135℃，预振时间1分钟，大振时间1分钟，由振动成型机压制生制品，压型生制品经水冷、自然冷却72小时后待用。

（4）焙烧：将压型生制品装入环式焙烧炉，加入粒度0.075-6mm的填充料冶金焦。按照规定的曲线进行升温，在最高温度1400℃条件下保持15小时后开始降温，冷却120小时后出炉，制得焙烧品。所述的焙烧升温曲线通实施例1。

（5）机加工：将焙烧品在组合数控机床上加工为高炉要求尺寸的成品。

实施例6

(1)干料的准备：以高温处理的无烟煤粒度为0.15—0.0005μm占15%，390 Kg；人造石墨6—0.0005μm占55%，1430 Kg；添加剂硅粉占4%，104 Kg；添加剂氧化铝粉占7%，182 Kg；制得干料总重2106Kg。

步骤（2）-（5）同实施例1。

Claims (3)

1.一种高导热超微孔炭砖，其特征在于：以高温处理的无烟煤粒度为0.15-0mm，占15～25%,人造石墨6-0mm，占45～55%，添加剂硅粉占4～10%，添加剂氧化铝粉占1～7%作为干料，再加入粘结剂中温煤沥青17～21%后进行混捏、压型、焙烧、加工制备而成。

2.一种制备如权利要求1所述高导热超微孔炭砖的方法，其工艺步骤如下：

（1）干料的准备：以权利要求1所述的原料及配比制得干料； 

（2）混捏：将干料直接加入混捏锅搅拌均匀，再按权利要求1所述比例加入粘结剂煤沥青进行湿混，出糊温度为140～150℃，得到糊料；

（3）压型：将混捏好的糊料加入振动成型机保温拌筒搅拌后下入成型模具，下料温度125～135℃，预振时间1～3分钟，大振时间1～3分钟，由振动成型机压制生制品，压型生制品经水冷、自然冷却72小时后待用；

（4）焙烧：将压型生制品装入环式焙烧炉，加入粒度0.075-6mm的填充料冶金焦，按照规定的曲线进行升温，在最高温度1300～1400℃条件下保持15～25小时后开始降温，冷却96～120小时后出炉，制得焙烧品；

（5）机加工：将焙烧品在组合数控机床上加工为高炉要求尺寸的成品。

3.根据权利要求2所述的一种高导热超微孔炭砖的制备方法，其特征在于所述步骤（4）中的焙烧升温曲线为：