CN101993246A - 高炉炉底、炉缸用高导热石墨块 - Google Patents
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Abstract
高炉炉底、炉缸用高导热石墨块，属于炭质耐火材料技术领域。其原料由下述重量份的组份组成：2mm＜粒径≤4mm的石油焦11～15重量份、1mm＜粒径≤2mm的石油焦10～14重量份、0.075mm＜粒径≤0.15mm的石油焦53～60重量份、粒径≤0.075mm的石油焦、34～40重量份、中温沥青22～25重量份。本发明配方选用强度较高的易石墨化的优质针状焦，采用小颗料配方，并且采用高压多浸多焙的方法，使浸渍剂充分浸透到石墨块的孔隙中，这样降低了石墨块的气孔率，提高产品的致密性、体积密度和强度，最重要的是大幅度提高了石墨块的导热系数和抗碱侵蚀性，彻底解决了石墨块导热系数低的问题，达到了大型高炉用高导热石墨块质量的要求。
Description
技术领域
本发明属于炭质耐火材料技术领域，具体涉及一种高炉炉底、炉缸用高导热石墨块。
背景技术
同一座高炉的内衬采用多种材料配套使用后，高炉寿命明显延长。其中，石墨块适用于高炉炉底的最下层以及炉缸贴砌冷却壁，利用其高导热性，加强炉底、炉缸的冷却，降低炉底、炉缸砖衬温度，延长炉衬寿命。高炉在运行过程中，高炉炉底、炉缸长期遭受化学侵蚀、铁水流动对炭砖的冲刷、炭砖的氧化、热应力和热膨胀使高炉内衬受到破坏，严重影响高炉的正常运行，缩短了高炉的使用寿命。目前，国内外生产的石墨块普遍存在导热性能较低且波动很大，特别是室温导热系数较低，仅40w/m.k左右，另外，其它性能如抗碱性、抗氧化性、抗铁水溶蚀性也较差，产品的理化性能不稳定等不足。随着高炉的大型化、长寿化的发展，现有的石墨块已经不能满足高炉的发展要求。
发明内容
本方法要解决的技术问题是现有的石墨块存在的导热系数小、抗碱性、抗氧化性差的技术问题，提供一种导热系数高、抗碱性、抗氧化性好的高炉炉底、炉缸用高导热石墨块。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
本发明的高炉炉底、炉缸用高导热石墨块，其原料由下述重量份的组份组成：
2mm＜粒径≤4mm的石油焦 11～15重量份
1mm＜粒径≤2mm的石油焦 10～14重量份
0.075mm＜粒径≤0.15mm的石油焦 53～60重量份
粒径≤0.075mm的石油焦 34～40重量份
中温沥青 22～25重量份。
原料组份重量百分比优选为：
2mm＜粒径≤4mm的石油焦 12～14重量份
1mm＜粒径≤2mm的石油焦 12～14重量份
0.075mm＜粒径≤0.15mm的石油焦 55～58重量份
粒径≤0.075mm的石油焦 35～38重量份
中温沥青 22～25重量份。
本发明的的高炉炉底、炉缸用高导热石墨块的制备方法，该方法包括如下步骤：
(1)煅烧：将石油焦在1300～1350℃下真空煅烧30～40min；
(2)破碎、配料：将煅烧后的石油焦粉碎、筛分成粒径为粒径为2mm＜粒径≤4mm、1mm＜粒径≤2mm、0.075mm＜粒径≤0.15mm的颗粒和小于等于0.075mm的细粉四种规格；然后按2mm＜粒径≤4mm的颗粒11～15重量份、1mm＜粒径≤2mm的颗粒10～14重量份、0.075mm＜粒径≤0.15mm的颗粒53～60重量份、粒径≤0.075mm的石油焦34～40重量份的比例配料；
(3)混捏、成型：将上述步骤(2)配制的原料，于混捏锅中在160～170℃下混捏20～30min；然后加入22～25重量份的中温沥青，再混涅30～40min，然后倒入磨具内振动成型；
(4)焙烧：将经步骤(3)成型的产品于焙烧炉内进行一次焙烧，焙烧温度1350～1400℃，焙烧时间15～25天；
(5)浸渍：将经步骤(4)焙烧后的产品自然冷却后，放入装有浸渍沥青的高压浸渍罐中浸渍6～7小时，其压力为0.1～0.15MPa，浸渍罐温度160～170℃；
(6)二次焙烧：将上述浸渍好的产品放进焙烧炉内进行二次焙烧，焙烧温度1350～1400℃，焙烧时间9～11天；
(7)石墨化、精加工：将经过二次焙烧的产品，装进石墨化炉中石墨化，石墨化温度为2600～3000℃，石墨化时间2～3天；然后将石墨化毛坯精加工成所需要的规格。
本发明配方选用强度较高的易石墨化的优质针状焦，采用小颗料配方，并且采用高压多浸多焙的方法，使浸渍剂充分浸透到石墨块的孔隙中，这样降低了石墨块的气孔率，提高产品的致密性、体积密度和强度，最重要的是大幅度提高了石墨块的导热系数和抗碱侵蚀性，彻底解决了石墨块导热系数低的问题，达到了大型高炉用高导热石墨块质量的要求。参照ZBQ52004标准的试验方法测定石墨块导热系数，室温下石墨块导热系数为150w/m.k；参照GB9975标准试验方法测定石墨块抗碱性，石墨块抗碱性为U级；参照GB/T1324-91标准试验方法测定石墨块的抗氧化率，石墨块的抗氧化率为20％。
具体有益效果为：
(1)提高了石墨块的导热系数，在高炉上应用时有效地减少了高炉炭块热梯度，降低了热应力，避免应力集中。同时能够确保优良的热传导性能，冷却效果好。使铁水在内部砌体工作端面上凝结，形成渣皮，保护内部砖衬，并且能够有效地减少对炭块溶蚀和渗透侵蚀。
(2)热膨胀系数低，重烧收缩小，在高温下有较好的体积稳定性，保证了高温下炉体的稳定性。
(3)结构致密、气孔率低、抗压抗折强度高，抵抗应力能力强。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做详细说明，但并不以任何方式限制本发明。
实施例1
本发明的高炉炉底、炉缸用高导热石墨块，其原料由下述重量份的组份组成：
2mm＜粒径≤4mm的石油焦 11～15重量份
1mm＜粒径≤2mm的石油焦 10～14重量份
0.075mm＜粒径≤0.15mm的石油焦 53～60重量份
粒径≤0.075mm的石油焦 34～40重量份
中温沥青 22～25重量份。
本发明的高炉炉底、炉缸用高导热石墨块的制备方法，该方法包括如下步骤：
(1)煅烧：将石油焦在1300～1350℃下真空煅烧30～40min；
(2)破碎、配料：将煅烧后的石油焦粉碎、筛分成粒径为2mm＜粒径≤4mm、1mm＜粒径≤2mm、0.075mm＜粒径≤0.15mm的颗粒和小于等于0.075mm的细粉四种规格；然后按2mm＜粒径≤4mm的颗粒11～15重量份、1mm＜粒径≤2mm的颗粒10～14重量份、0.075mm＜粒径≤0.15mm的颗粒53～60重量份、粒径≤0.075mm的石油焦34～40重量份的比例配料；
(3)混捏、成型：将上述步骤(2)配制的原料，于混捏锅中在160～170℃下混捏20～30min；然后加入22～25重量份的中温沥青，再混涅30～40min，然后倒入磨具内振动成型；
(4)焙烧：将经步骤(3)成型的产品于焙烧炉内进行一次焙烧，焙烧温度1350～1400℃，焙烧时间15～25天；
(5)浸渍：将经步骤(4)焙烧后的产品自然冷却后，放入装有浸渍沥青的高压浸渍罐中浸渍6～7小时，其压力为0.1～0.15MPa，浸渍罐温度160～170℃；
(6)二次焙烧：将上述浸渍好的产品放进焙烧炉内进行二次焙烧，焙烧温度1350～1400℃，焙烧时间9～11天；
(7)石墨化、精加工：将经过二次焙烧的产品，装进石墨化炉中石墨化，石墨化温度为2600～3000℃，石墨化时间2～3天；然后将石墨化毛坯精加工成所需要的规格。
实施例2
本发明的高炉炉底、炉缸用高导热石墨块，其原料由下述重量份的组份组成：
2mm＜粒径≤4mm的石油焦 11重量份
1mm＜粒径≤2mm的石油焦 12重量份
0.075mm＜粒径≤0.15mm的石油焦 58重量份
粒径≤0.075mm的石油焦 35重量份
中温沥青 22重量份。
本发明的高炉炉底、炉缸用高导热石墨块的制备方法，该方法包括如下步骤：
(1)煅烧：将石油焦在1300℃下真空煅烧40min；
(2)破碎、配料：将煅烧后的石油焦粉碎、筛分成粒径为2mm＜粒径≤4mm、1mm＜粒径≤2mm、0.075mm＜粒径≤0.15mm的颗粒和小于等于0.075mm的细粉四种规格；然后按2mm＜粒径≤4mm的颗粒11重量份、1mm＜粒径≤2mm的颗粒12重量份、0.075mm＜粒径≤0.15mm的颗粒58重量份、粒径≤0.075mm的石油焦35重量份的比例配料；
(3)混捏、成型：将上述步骤(2)配制的原料，于混捏锅中在160℃下混捏30min；然后加入22重量份的中温沥青，再混涅30min，然后倒入磨具内振动成型；
(4)焙烧：将经步骤(3)成型的产品于焙烧炉内进行一次焙烧，焙烧温度1350℃，焙烧时间25天；
(5)浸渍：将经步骤(4)焙烧后的产品自然冷却后，放入装有浸渍沥青的高压浸渍罐中浸渍6小时，其压力为0.15MPa，浸渍罐温度160℃；
(6)二次焙烧：将上述浸渍好的产品放进焙烧炉内进行二次焙烧，焙烧温度1350℃，焙烧时间11天；
(7)石墨化、精加工：将经过二次焙烧的产品，装进石墨化炉中石墨化，石墨化温度为2600℃，石墨化时间3天；然后将石墨化毛坯精加工成所需要的规格。
实施例3
本发明的高炉炉底、炉缸用高导热石墨块，其原料由下述重量份的组份组成：
2mm＜粒径≤4mm的石油焦 12重量份
1mm＜粒径≤2mm的石油焦 14重量份
0.075mm＜粒径≤0.15mm的石油焦 60重量份
粒径≤0.075mm的石油焦 38重量份
中温沥青 23重量份。
本发明的高炉炉底、炉缸用高导热石墨块的制备方法，该方法包括如下步骤：
(1)煅烧：将石油焦在1350℃下真空煅烧30min；
(2)破碎、配料：将煅烧后的石油焦粉碎、筛分成粒径为2mm＜粒径≤4mm、1mm＜粒径≤2mm、0.075mm＜粒径≤0.15mm的颗粒和小于等于0.075mm的细粉四种规格；然后按2mm＜粒径≤4mm的颗粒12重量份、1mm＜粒径≤2mm的颗粒14重量份、0.075mm＜粒径≤0.15mm的颗粒60重量份、粒径≤0.075mm的石油焦38重量份的比例配料；
(3)混捏、成型：将上述步骤(2)配制的原料，于混捏锅中在162℃下混捏28min；然后加入23重量份的中温沥青，再混涅32min，然后倒入磨具内振动成型；
(4)焙烧：将经步骤(3)成型的产品于焙烧炉内进行一次焙烧，焙烧温度1370℃，焙烧时间20天；
(5)浸渍：将经步骤(4)焙烧后的产品自然冷却后，放入装有浸渍沥青的高压浸渍罐中浸渍6.5小时，其压力为0.12MPa，浸渍罐温度165℃；
(6)二次焙烧：将上述浸渍好的产品放进焙烧炉内进行二次焙烧，焙烧温度1370℃，焙烧时间10天；
(7)石墨化、精加工：将经过二次焙烧的产品，装进石墨化炉中石墨化，石墨化温度为2800℃，石墨化时间2天；然后将石墨化毛坯精加工成所需要的规格。
实施例4
本发明的高炉炉底、炉缸用高导热石墨块，其原料由下述重量份的组份组成：
2mm＜粒径≤4mm的石油焦 13重量份
1mm＜粒径≤2mm的石油焦 10重量份
0.075mm＜粒径≤0.15mm的石油焦 53重量份
粒径≤0.075mm的石油焦 40重量份
中温沥青 24重量份。
本发明的高炉炉底、炉缸用高导热石墨块的制备方法，该方法包括如下步骤：
(1)煅烧：将石油焦在1320℃下真空煅烧35min；
(2)破碎、配料：将煅烧后的石油焦粉碎、筛分成粒径为2mm＜粒径≤4mm、1mm＜粒径≤2mm、0.075mm＜粒径≤0.15mm的颗粒和小于等于0.075mm的细粉四种规格；然后按2mm＜粒径≤4mm的颗粒13重量份、1mm＜粒径≤2mm的颗粒10重量份、0.075mm＜粒径≤0.15mm的颗粒53重量份、粒径≤0.075mm的石油焦40重量份的比例配料；
(3)混捏、成型：将上述步骤(2)配制的原料，于混捏锅中在165℃下混捏26min；然后加入24重量份的中温沥青，再混涅34min，然后倒入磨具内振动成型；
(4)焙烧：将经步骤(3)成型的产品于焙烧炉内进行一次焙烧，焙烧温度1380℃，焙烧时间18天；
(5)浸渍：将经步骤(4)焙烧后的产品自然冷却后，放入装有浸渍沥青的高压浸渍罐中浸渍7小时，其压力为0.13MPa，浸渍罐温度170℃；
(6)二次焙烧：将上述浸渍好的产品放进焙烧炉内进行二次焙烧，焙烧温度1380℃，焙烧时间9天；
(7)石墨化、精加工：将经过二次焙烧的产品，装进石墨化炉中石墨化，石墨化温度为2700℃，石墨化时间3天；然后将石墨化毛坯精加工成所需要的规格。
实施例5
本发明的高炉炉底、炉缸用高导热石墨块，其原料由下述重量份的组份组成：
2mm＜粒径≤4mm的石油焦 15重量份
1mm＜粒径≤2mm的石油焦 11重量份
0.075mm＜粒径≤0.15mm的石油焦 56重量份
粒径≤0.075mm的石油焦 36重量份
中温沥青 25重量份。
本发明的高炉炉底、炉缸用高导热石墨块的制备方法，该方法包括如下步骤：
(1)煅烧：将石油焦在1340℃下真空煅烧32min；
(2)破碎、配料：将煅烧后的石油焦粉碎、筛分成粒径为2mm＜粒径≤4mm、1mm＜粒径≤2mm、0.075mm＜粒径≤0.15mm的颗粒和小于等于0.075mm的细粉四种规格；然后按2mm＜粒径≤4mm的颗粒15重量份、1mm＜粒径≤2mm的颗粒11重量份、0.075mm＜粒径≤0.15mm的颗粒56重量份、粒径≤0.075mm的石油焦36重量份的比例配料；
(3)混捏、成型：将上述步骤(2)配制的原料，于混捏锅中在166℃下混捏20min；然后加入25重量份的中温沥青，再混涅40min，然后倒入磨具内振动成型；
(4)焙烧：将经步骤(3)成型的产品于焙烧炉内进行一次焙烧，焙烧温度1350～1400℃，焙烧时间15～25天；
(5)浸渍：将经步骤(4)焙烧后的产品自然冷却后，放入装有浸渍沥青的高压浸渍罐中浸渍6～7小时，其压力为0.1～0.15MPa，浸渍罐温度160～170℃；
(6)二次焙烧：将上述浸渍好的产品放进焙烧炉内进行二次焙烧，焙烧温度1400℃，焙烧时间10天；
(7)石墨化、精加工：将经过二次焙烧的产品，装进石墨化炉中石墨化，石墨化温度为3000℃，石墨化时间2天；然后将石墨化毛坯精加工成所需要的规格。
Claims (3)
1.一种高炉炉底、炉缸用高导热石墨块，其特征在于：其原料由下述重量份的组份组成：
2mm＜粒径≤4mm的石油焦 11～15重量份
1mm＜粒径≤2mm的石油焦 10～14重量份
0.075mm＜粒径≤0.15mm的石油焦 53～60重量份
粒径≤0.075mm的石油焦 34～40重量份
中温沥青 22～25重量份。
2.根据权利要求1所述的高炉炉底、炉缸用高导热石墨块，其特征在于原料组份重量百分比如下：
2mm＜粒径≤4mm的石油焦 12～14重量份
1mm＜粒径≤2mm的石油焦 12～14重量份
0.075mm＜粒径≤0.15mm的石油焦 55～58重量份
粒径≤0.075mm的石油焦 35～38重量份
中温沥青 22～25重量份。
3.权利要求1所述的高炉炉底、炉缸用高导热石墨块的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
(1)煅烧：将石油焦在1300～1350℃下真空煅烧30～40min；
(2)破碎、配料：将煅烧后的石油焦粉碎、筛分成2mm＜粒径≤4mm、1mm＜粒径≤2mm、0.075mm＜粒径≤0.15mm的颗粒和小于等于0.075mm的细粉四种规格；然后按2mm＜粒径≤4mm的颗粒11～15重量份、1mm＜粒径≤2mm的颗粒10～14重量份、0.075mm＜粒径≤0.15mm的颗粒53～60重量份、粒径≤0.075mm的石油焦34～40重量份的比例配料；
(3)混捏、成型：将上述步骤(2)配制的原料，于混捏锅中在160～170℃下混捏20～30min；然后加入22～25重量份的中温沥青，再混涅30～40min，然后倒入磨具内振动成型；
(4)焙烧：将经步骤(3)成型的产品于焙烧炉内进行一次焙烧，焙烧温度1350～1400℃，焙烧时间15～25天；
(5)浸渍：将经步骤(4)焙烧后的产品自然冷却后，放入装有浸渍沥青的高压浸渍罐中浸渍6～7小时，其压力为0.1～0.15MPa，浸渍罐温度160～170℃；
(6)二次焙烧：将上述浸渍好的产品放进焙烧炉内进行二次焙烧，焙烧温度1350～1400℃，焙烧时间9～11天；
(7)石墨化、精加工：将经过二次焙烧的产品，装进石墨化炉中石墨化，石墨化温度为2600～3000℃，石墨化时间2～3天；然后将石墨化毛坯精加工成所需要的规格。
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