CN103964867B - 一种碳化硅炭砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种碳化硅炭砖及其制备方法，属于炭素材料制备技术领域。本发明将不同粒级的碳化硅、高温电煅煤、石墨碎配成干料；将干料加入混捏锅，再加入添加剂硅粉、白刚玉，加入粘结剂中温煤沥青进行湿混制得糊料，再进行压型、焙烧、精加工工艺制备而成。本发明采用炭砖挤压成型方式，使用了新的工艺配方和技术、利用成熟的生产设备，生产出较低铁水溶蚀指数、高体积密度、低氧化率、较高导热系数碳化硅炭砖。生产的产品质量满足矿热炉及高炉铁口及铁口溜槽的技术设计和使用要求。
Description
技术领域
本发明属于炭素材料制备技术领域，特别涉及一种碳化硅炭砖及其制备方法。
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。炼铁高炉炉缸用耐火材料工况条件恶劣，缸炉以及铁口区、铁口以下的异常侵蚀区炭砖的寿命长短是影响高炉整体长寿的关键环节之一。碳化硅炭砖是具有良好的导热性、抗热振性、抗碱性、抗剥落性、抗铁水和熔渣冲刷性为一体的炭砖，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
本发明所要解决的技术问题提供一种碳化硅炭砖及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种碳化硅炭砖，由干料和粘结剂煤沥青组成，所述干料和粘结剂煤沥青质量比为4:0.7-1，所述干料由粒度为6-4mm碳化硅10-15份，粒度为4-2mm碳化硅5-10份，粒度为2-1mm碳化硅7-12份，粒度为1-0.002mm碳化硅6-11份，粒度为4-2mm石墨碎8-13份，粒度为2-0.5mm石墨碎8-16份，粒度0.075-0.002mm电煅煤24-35份，粒度小于0.075mm硅粉7-10份，粒度小于0.075mm白刚玉3-6份组成。
上述碳化硅炭砖的制备方法，其工艺步骤如下：
a、干料的准备：由下述重量份的物质：粒度为6-4mm碳化硅10-15份，粒度为4-2mm碳化硅5-10份，粒度为2-1mm碳化硅7-12份，粒度为1-0.002mm碳化硅6-11份，粒度为4-2mm石墨碎8-13份，粒度为2-0.5mm石墨碎11-16份，粒度0.075-0.002mm,电煅煤24-35份,粒度小于0.075mm硅粉7-10份，粒度小于0.075mm白刚玉3-5份制得干料；
b、混捏：将干料加入混捏锅搅拌，再加入粘结剂煤沥青进行湿混，干料和粘结剂煤沥青质量比为4:0.7-1,出糊温度为140～150℃，得到糊料；
c、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130-140℃，由振动成型机压制生制品,振动成型机预振时间1-3分钟、大振时间1-3分钟，压型生制品经水冷、自然冷却70小时以上待用；
d、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1420℃条件下保持20小时后开始降温，冷却100小时后出炉，制得焙烧品；
e、精加工：将焙烧品在组合数控机床上加工、并在磨床进行四面研磨为成品。
所述的步骤d中的升温曲线为：
本发明生产的碳化硅炭砖，产品质量指标和使用性能均达到或超过超微孔炭砖国家标准，具有良好导热性、较高体积密度、较低氧化性及铁水溶蚀性。可替代炉缸及铁口微孔及超微孔炭砖。
具体实施方式
实施例1
一种碳化硅炭砖，由干料和粘结剂煤沥青组成，所述干料和粘结剂煤沥青质量比为4:1，所述干料由粒度为6-4mm碳化硅15份，粒度为4-2mm碳化硅6份，粒度为2-1mm碳化硅9份，粒度为1-0.002mm碳化硅7份，粒度为4-2mm石墨碎10份，粒度为2-0.5mm石墨碎15份，粒度0.075-0.002mm电煅煤24份，粒度小于0.075mm硅粉9份，粒度小于0.075mm白刚玉5份组成。
一种制备如权利要求1所述的碳化硅炭砖的方法，其工艺步骤如下：
a、干料的准备：由下述重量份的物质：由粒度为6-4mm碳化硅15份，粒度为4-2mm碳化硅6份，粒度为2-1mm碳化硅9份，粒度为1-0.002mm碳化硅7份，粒度为4-2mm石墨碎10份，粒度为2-0.5mm石墨碎15份，粒度0.075-0.002mm电煅煤24份，粒度小于0.075mm硅粉9份，粒度小于0.075mm白刚玉5份制得干料；
（2）混捏：将2000KG干料直接加入混捏锅搅拌均匀，再加入500KG的粘结剂煤沥青进行湿混，出糊温度为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140℃，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70小时以上待用。
（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1420℃条件下保持20小时后开始降温，冷却100小时后出炉，制得焙烧品。
（5）精加工：将焙烧品在组合数控机床上加工、并在磨床进行四面研磨为成品。
步骤（4）中所述的焙烧升温曲线为：
理化指标
实施例2
一种碳化硅炭砖，由干料和粘结剂煤沥青组成，所述干料和粘结剂煤沥青质量比为4:0.7，所述干料由粒度为6-4mm碳化硅10份，粒度为4-2mm碳化硅8份，粒度为2-1mm碳化硅7份，粒度为1-0.002mm碳化硅7份，粒度为4-2mm石墨碎8份，粒度为2-0.5mm石墨碎8份，粒度0.075-0.002mm,电煅煤35份，粒度小于0.075mm硅粉8份，粒度小于0.075mm白刚玉3份组成。
一种上述碳化硅炭砖的制备方法，其工艺步骤如下：
（1）干料的准备：干料由粒度为6-4mm碳化硅10份，粒度为4-2mm碳化硅8份，粒度为2-1mm碳化硅7份，粒度为1-0.002mm碳化硅7份，粒度为4-2mm石墨碎8份，粒度为2-0.5mm石墨碎8份，粒度0.075-0.002mm,电煅煤35份，粒度小于0.075mm硅粉8份，粒度小于0.075mm白刚玉3份制得干料。
（2）混捏：将2000KG干料直接加入混捏锅搅拌均匀，再加350KG的粘结剂煤沥青进行湿混，出糊温度为140℃，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130℃，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70小时以上待用。
（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1420℃条件下保持20小时后开始降温，冷却100小时后出炉，制得焙烧品。
（10）精加工：将焙烧品在组合数控机床上加工、并在磨床进行四面研磨为成品。
步骤（4）中所述的焙烧升温曲线为：
理化指标
实施例3
一种碳化硅炭砖，由干料和粘结剂煤沥青组成，所述干料和粘结剂煤沥青质量比为4:1，所述干料由粒度为6-4mm碳化硅15份，粒度为4-2mm碳化硅5份，粒度为2-1mm碳化硅10份，粒度为1-0.002mm碳化硅6份，粒度为4-2mm石墨碎13份，粒度为2-0.5mm石墨碎11份，粒度0.075-0.002mm电煅煤30份，粒度小于0.075mm硅粉10份，粒度小于0.075mm白刚玉4份组成。
一种上述碳化硅炭砖的制备方法，其工艺步骤如下：
（1）干料的准备：干料由粒度为6-4mm碳化硅15份，粒度为4-2mm碳化硅5份，粒度为2-1mm碳化硅10份，粒度为1-0.002mm碳化硅6份，粒度为4-2mm石墨碎13份，粒度为2-0.5mm石墨碎11份，粒度0.075-0.002mm电煅煤30份，粒度小于0.075mm硅粉10份，粒度小于0.075mm白刚玉4份制得干料。
（2）混捏：将2000KG干料直接加入混捏锅搅拌均匀，再加500KG的粘结剂煤沥青进行湿混，出糊温度为140℃，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130℃，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70小时以上待用。
（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1420℃条件下保持20小时后开始降温，冷却100小时后出炉，制得焙烧品。
（10）精加工：将焙烧品在组合数控机床上加工、并在磨床进行四面研磨为成品。
步骤（4）中所述的焙烧升温曲线为：
理化指标
实施例4
一种碳化硅炭砖，由干料和粘结剂煤沥青组成，所述干料和粘结剂煤沥青质量比为4:0.8，所述干料由粒度为6-4mm碳化硅10份，粒度为4-2mm碳化硅10份，粒度为2-1mm碳化硅8份，粒度为1-0.002mm碳化硅11份，粒度为4-2mm石墨碎9份，粒度为2-0.5mm石墨碎16份，粒度0.075-0.002mm电煅煤30份，粒度小于0.075mm硅粉7份，粒度小于0.075mm白刚玉5份组成。
一种上述碳化硅炭砖的制备方法，其工艺步骤如下：
（1）干料的准备：干料由粒度为6-4mm碳化硅10份，粒度为4-2mm碳化硅10份，粒度为2-1mm碳化硅8份，粒度为1-0.002mm碳化硅11份，粒度为4-2mm石墨碎9份，粒度为2-0.5mm石墨碎16份，粒度0.075-0.002mm电煅煤30份，粒度小于0.075mm硅粉7份，粒度小于0.075mm白刚玉5份制得。
（2）混捏：将2000KG干料直接加入混捏锅搅拌均匀，再加400KG的粘结剂煤沥青进行湿混，出糊温度为140℃，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130℃，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70小时以上待用。
（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1420℃条件下保持20小时后开始降温，冷却100小时后出炉，制得焙烧品。
（10）精加工：将焙烧品在组合数控机床上加工、并在磨床进行四面研磨为成品。
步骤（4）中所述的焙烧升温曲线为：
理化指标
实施例5
一种碳化硅炭砖，由干料和粘结剂煤沥青组成，所述干料和粘结剂煤沥青质量比为4:0.9，所述干料由粒度为6-4mm碳化硅12份，粒度为4-2mm碳化硅8份，粒度为2-1mm碳化硅12份，粒度为1-0.002mm碳化硅7份，粒度为4-2mm石墨碎10份，粒度为2-0.5mm石墨碎9份，粒度0.075-0.002mm电煅煤30份，粒度小于0.075mm硅粉8份，粒度小于0.075mm白刚玉6份组成。
一种上述碳化硅炭砖的制备方法，其工艺步骤如下：
（1）干料的准备：干料由粒度为6-4mm碳化硅12份，粒度为4-2mm碳化硅8份，粒度为2-1mm碳化硅12份，粒度为1-0.002mm碳化硅7份，粒度为4-2mm石墨碎10份，粒度为2-0.5mm石墨碎9份，粒度0.075-0.002mm电煅煤30份，粒度小于0.075mm硅粉8份，粒度小于0.075mm白刚玉6份制得干料。
（2）混捏：将2000KG干料直接加入混捏锅搅拌均匀，再加450KG的粘结剂煤沥青进行湿混，出糊温度为140℃，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130℃，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70小时以上待用。
（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1420℃条件下保持20小时后开始降温，冷却100小时后出炉，制得焙烧品。
（10）精加工：将焙烧品在组合数控机床上加工、并在磨床进行四面研磨为成品。
步骤（4）中所述的焙烧升温曲线为：
理化指标
Claims (3)
1.一种碳化硅炭砖，其特征在于：由干料和粘结剂煤沥青组成，所述干料和粘结剂煤沥青质量比为4:0.7-1，所述干料由粒度为6-4mm碳化硅10-15份，粒度为4-2mm碳化硅5-10份，粒度为2-1mm碳化硅7-12份，粒度为1-0.002mm碳化硅6-11份，粒度为4-2mm石墨碎8-13份，粒度为2-0.5mm石墨碎8-16份，粒度0.075-0.002mm电煅煤24-35份，粒度小于0.075mm硅粉7-10份，粒度小于0.075mm白刚玉3-6份组成。
2.一种制备如权利要求1所述的碳化硅炭砖的制备方法，其特征在于工艺步骤如下：
a、干料的准备：由下述重量份的物质：粒度为6-4mm碳化硅10-15份，粒度为4-2mm碳化硅5-10份，粒度为2-1mm碳化硅7-12份，粒度为1-0.002mm碳化硅6-11份，粒度为4-2mm石墨碎8-13份，粒度为2-0.5mm石墨碎11-16份，粒度0.075-0.002mm,电煅煤24-35份,粒度小于0.075mm硅粉7-10份，粒度小于0.075mm白刚玉3-5份制得干料；
b、混捏：将干料加入混捏锅搅拌，再加入粘结剂煤沥青进行湿混，干料和粘结剂煤沥青质量比为4:0.7-1,出糊温度为140～150℃，得到糊料；
c、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130-140℃，由振动成型机压制生制品,振动成型机预振时间1-3分钟、大振时间1-3分钟，压型生制品经水冷、自然冷却70小时以上待用；
d、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1420℃条件下保持20小时后开始降温，冷却100小时后出炉，制得焙烧品；
e、精加工：将焙烧品在组合数控机床上加工、并在磨床进行四面研磨为成品。
3.根据权利要求2所述的一种碳化硅炭砖的制备方法，其特征在于所述的步骤d中的升温曲线为：
。
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