CN103979981A

CN103979981A - 一种大规格半石墨质碳化硅碳砖及其生产工艺

Info

Publication number: CN103979981A
Application number: CN201410199707.XA
Authority: CN
Inventors: 邵建忠
Original assignee: Ningxia Literary Composition Is Along Novel Charcoal Products Co Ltd
Current assignee: Ningxia Literary Composition Is Along Novel Charcoal Products Co Ltd
Priority date: 2014-05-13
Filing date: 2014-05-13
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2034-05-13
Also published as: CN103979981B

Abstract

本发明涉及一种大规格半石墨质碳化硅碳砖及其生产工艺：由原料电煅无烟煤、高纯石墨、高质密碳化硅、阳极糊、煤沥青、蒽油经混捏、高频振动成型、冷却、焙烧工艺制成；本工艺所得半石墨质碳化硅碳砖具有耐磨性强、耐腐蚀性强、高密度、高体积稳定性、高强度、抗氧化、抗冲刷等特点，本工艺降低了生产成本，同时也提高了矿热炉生产的安全性，使矿热炉的使用寿命提高了2～3年。

Description

一种大规格半石墨质碳化硅碳砖及其生产工艺

技术领域

本发明属于非金属材料领域，涉及耐高温材料，具体是一种大规格半石墨质碳化硅碳砖及其生产工艺。

背景技术

自从20世纪50年代以来,炼铁高炉的炉底和炉缸大量使用炭质耐火材料,有的高炉炉腰、炉腹及下炉身也使用炭质耐火材料,采用炭质耐火材料以后,高炉炉役明显延长,很少发生炉底或炉缸烧穿事故,但是随着高炉大型化和强化冶炼技术的采用,炉衬耐火材料的工作条件越来越恶化,因此对炉衬耐火材料提出更高的要求,20世纪70年代末各国研制了多种新型炭质耐火材料用于高炉的各个部位,如高密度炭块、微孔炭块、半石墨质块、石墨块、半石墨化块、半石墨质一碳化硅块、高温模压炭砖、自焙炭块等。

目前国内矿热炉大多采用普通碳砖或组合式碳砖做出铁口，每3个月必须进行更换，这样就增加了生产成本，缩短了矿热炉的使用寿命，而且，国内矿热炉炉衬采用的碳砖规格是400mm×400mm，而国外矿热炉炉衬大多采用的是规格500mm×500mm碳砖，稳定性、抗氧化、抗冲刷性较差，因此，研发一种大规格具有一次整体成型、耐磨性强、耐腐蚀性强、高密度、高体积稳定性、高强度、抗氧化、抗冲刷等特点的半石墨质碳化硅碳砖是十分必要的。

发明内容

本发明针对现有普通碳砖和组合式碳砖存在的缺点，提供了一种大规格半石墨质碳化硅碳砖及其生产工艺，此工艺得到的碳砖具有耐磨性强、耐腐蚀性强、高密度、高体积稳定性、高强度、抗氧化、抗冲刷等特点，并且提高了矿热炉的使用寿命，降低了生产成本。

本发明的目的通过以下方案予以实现：

一种大规格半石墨质碳化硅碳砖，由原料电煅无烟煤、高纯石墨(碳含量≥99.5％)、高质密碳化硅(硅含量≥99％)、阳极糊、煤沥青、蒽油经混捏、高频振动成型、冷却、焙烧工艺制成；

上述各原料的组成按重量比为：电煅无烟煤36％～50％，高纯石墨碎7％～14％，高质密碳化硅20％～39％，阳极糊6％～11％，煤沥青13％～18％，蒽油0.8％～3.5％；

上述各原料组分的粒度分别为：电煅无烟煤2.5～15mm，高纯石墨100～300目，高质密碳化硅100～200目，阳极糊100～200目；

上述电煅无烟煤是将无烟煤在电热煅烧炉加热至1500～2000℃煅烧至半石墨质状态制得；

上述规格尺寸是650mm×600mm×800mm～3000mm；

上述大规格半石墨质碳化硅碳砖的生产方法，电煅无烟煤经破碎；高纯石墨、高质密碳化硅、阳极糊先分别用高频震动筛进行筛分后，按比例送入磨粉机制成细分；再将破碎的电煅无烟煤和制成细粉高纯石墨、高质密碳化硅、阳极糊混配后送入混捏锅；混捏后送入高频振动成型设备成型；成型后的产品经冷却、焙烧炉焙烧，降温得产品。

上述混捏过程包括干混过程和湿混过程；

上述干混温度是200℃，时间是30～35分钟；

上述湿混过程为：当料温降为170℃，加入温度均大于200℃的液体煤沥青和液体蒽油，湿混15～20分钟，温度再次达到160～170℃时再放料成型；

上述高频振动成型设备中，频率震动不小于3500r/min，压力液压油缸直径大于800mm，压力高于1.0×10⁵MPa，高温立式磨具采用导热油，传热温度在180～190℃，震压时间7～9分钟；

上述成型后的产品用吊篮吊起在水中冷却，冷却时间30～40分钟；

上述当焙烧温度达到1250℃，停止焙烧。

本发明的有益效果：本发明的大规格半石墨质碳化硅碳砖应用在矿热炉领域，具有一次整体成型、耐磨性强、耐腐蚀性强、高密度、高体积稳定性、高强度、抗氧化、抗冲刷等特点，矿热炉用大规格半石墨质碳化硅碳砖做出铁口每20个月才更换一次，大大提高了矿热炉的使用寿命，同时，给冶金冶炼行业降低近3％的生产成本。本发明的半石墨质碳化硅碳砖在矿热炉内随着温度的升高，半石墨炭胶泥从上至下逐步焙烧，通过软化、炭化过程使原来的砌筑缝隙不复存在，溶为一体，形成坚硬的一个整体坩锅，从而大大降低了电阻率，使电极与炉衬形成的回路功率提高，降低了电耗，节约了生产成本，同时也提高了矿热炉生产的安全性，使矿热炉的使用寿命提高了2～3年。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的技术方案做进一步的说明：

实施例1

电煅无烟煤经破碎后，粒度(2.5～15mm)；高纯石墨、高质密碳化硅、阳极糊先分别用高频震动筛进行筛分后，按重量配比取筛分后的高纯石墨14％、碳化硅20％、阳极糊11％，送入磨粉机制成细分；再取破碎的电煅无烟煤36％和制成细粉的高纯石墨(0～200目)、高质密碳化硅(0～200目)、阳极糊(0～200目)混配后送入高温传热混捏锅，在200℃的高温传热混捏锅中干混30～35分钟，当料温降为170℃时，加入温度均大于200℃的液体煤沥青17％和高温蒽油2％，湿混15～20分钟，当温度再次达到160--170℃时再放料成型；混捏后送入高频振动成型设备成型；频率震动不小于3500r/min，压力液压油缸直径大于800mm，压力高于1.0×105MPa，高温立式磨具(磨具截面内径尺寸长655mm×宽605mm×高800mm)采用导热油，传热温度在180～190℃，震压时间7～9分钟；成型后的产品放入水池中冷却30～40分钟；将冷却后的产品放入环式焙烧炉中，用天然气作为燃料根据实际的焙烧升温曲线进行焙烧，焙烧温度达到1250℃时停止焙烧，然后降温、出产品。

实施例2

电煅无烟煤经破碎后，粒度(2.5～15mm)；高纯石墨、高质密碳化硅、阳极糊先分别用高频震动筛进行筛分后，按重量配比取筛分后的高纯石墨7％、碳化硅28％、阳极糊6％，送入磨粉机制成细分；再取破碎的电煅无烟煤46％和制成细粉的高纯石墨(0～200目)、高质密碳化硅(0～200目)、阳极糊(0～200目)混配后送入高温传热混捏锅，在200℃的高温传热混捏锅中干混30～35分钟，当料温降为170℃时，加入温度均大于200℃的液体煤沥青12％和高温蒽油1％，湿混15～20分钟，当温度再次达到160--170℃时再放料成型；混捏后送入高频振动成型设备成型；频率震动不小于3500r/min，压力液压油缸直径大于800mm，压力高于1.0×105MPa，高温立式磨具(磨具截面内径尺寸长655mm×宽605mm×高3800mm)采用导热油，传热温度在180～190℃，震压时间7～9分钟；成型后的产品放入水池中冷却30～40分钟；将冷却后的产品放入环式焙烧炉中，用天然气作为燃料根据实际的焙烧升温曲线进行焙烧，焙烧温度达到1250℃时停止焙烧，然后降温、出产品。

实施例3

电煅无烟煤经破碎后，粒度(2.5～15mm)；高纯石墨、高质密碳化硅、阳极糊先分别用高频震动筛进行筛分后，按重量配比取筛分后的高纯石墨9％、碳化硅22％、阳极糊8％，送入磨粉机制成细分；再取破碎的电煅无烟煤45％和制成细粉的高纯石墨(0～200目)、高质密碳化硅(0～200目)、阳极糊(0～200目)混配后送入高温传热混捏锅，在200℃的高温传热混捏锅中干混30～35分钟，当料温降为170℃时，加入温度均高于200℃的液体煤沥青14％和高温蒽油2％，湿混15～20分钟，当温度再次达到160--170℃时再放料成型。混捏后送入高频振动成型设备成型；频率震动不小于3500r/min，压力液压油缸直径大于800mm，压力高于1.0×105MPa，高温立式磨具(磨具截面内径尺寸长655mm×宽605mm×高3800mm)采用导热油，传热温度在180～190℃，震压时间7～9分钟；成型后的产品放入水池中冷却30～40分钟；将冷却后的产品放入环式焙烧炉中，用天然气作为燃料根据实际的焙烧升温曲线进行焙烧，焙烧温度达到1250℃时停止焙烧，然后降温、出产品。

根据上述生产工艺所得产品的理化指标：

Claims

1.一种大规格半石墨质碳化硅碳砖，由原料电煅无烟煤、高纯石墨、高质密碳化硅、阳极糊、煤沥青、蒽油经混捏、高频振动成型、冷却、焙烧工艺制成。

2.根据权利要求1所述的半石墨质碳化硅碳砖，其特征在于，各原料的组成按重量比为：电煅无烟煤36%～50%，高纯石墨碎7%～14%，高质密碳化硅20%～39%，阳极糊6%～11%，煤沥青13%～18%，蒽油0.8%～3.5%。

3.根据权利要求1或2所述的半石墨质碳化硅碳砖，其特征在于：各原料组分的粒度分别为：电煅无烟煤2.5～15mm，高纯石墨100～300目，高质密碳化硅100～200目，阳极糊100～200目。

4.根据权利要求1所述的半石墨质碳化硅碳砖，其特征在于：电煅无烟煤是将无烟煤在电热煅烧炉加热至1500～2000℃煅烧至半石墨质状态制得。

5.根据权利要求1所述的半石墨质碳化硅碳砖，其特征在于：规格尺寸是650mm×600mm×800mm～3000mm。

6.根据权利要求1所述一种的大规格半石墨质碳化硅碳砖的生产方法，电煅无烟煤经破碎；高纯石墨、高质密碳化硅、阳极糊先分别用高频震动筛进行筛分后，按比例送入磨粉机制成细分；再将破碎的电煅无烟煤和制成细粉高纯石墨、高质密碳化硅、阳极糊混配后送入混捏锅；混捏后送入高频振动成型设备成型；成型后的产品经冷却、焙烧炉焙烧，降温得产品。

7.根据权利要求6所述的半石墨质碳化硅碳砖的生产方法，其特征在于：混捏过程包括干混过程和湿混过程。

8.根据权利要求6所述的半石墨质碳化硅碳砖的生产方法，其特征在于：干混温度是200℃，时间是30～35分钟。

9.根据权利要求6所述的半石墨质碳化硅碳砖的生产方法，其特征在于：湿混过程为：当料温降为170℃，加入温度均大于200℃的液体煤沥青和液体蒽油，湿混15～20分钟，温度再次达到160～170℃时再放料成型。

10.根据权利要求6～8任意一项所述的半石墨质碳化硅碳砖的生产方法，其特征在于：高频振动成型设备中，频率震动不小于3500r/min，压力液压油缸直径大于800mm，压力高于1.0×10⁵MPa，高温立式磨具采用导热油，传热温度在180～190℃，震压时间7～9分钟。

11.根据权利要求6所述的半石墨质碳化硅碳砖的生产方法，其特征在于：成型后的产品用吊篮吊起在水中冷却，冷却时间30～40分钟。

12.根据权利要求6所述的半石墨质碳化硅碳砖的生产方法，其特征在于：当焙烧温度达到1250℃，停止焙烧。