CN101993246B - 高炉炉底、炉缸用高导热石墨块 - Google Patents

高炉炉底、炉缸用高导热石墨块 Download PDF

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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

高炉炉底、炉缸用高导热石墨块技术领域[0001] 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[0002] 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[0003] 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。[0004] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:[0005] 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:[0006] 2mm〈粒径彡4mm的石油焦 11〜15重量份[0007] I謹〈粒径彡2謹的石油焦 10〜14重量份[0008] O. 075mm <粒径彡O. 15mm的石油焦 53〜60重量份[0009] 粒径彡O. 075mm的石油焦 34〜40重量份[0010] 中温浙青 22〜25重量份。[0011] 原料组份重量百分比优选为:[0012] 2mm <粒径彡4mm的石油焦 12〜14重量份[0013] Imm <粒径彡2mm的石油焦 12〜14重量份[0014] O. 075mm <粒径彡O. 15mm的石油焦 55〜58重量份[0015] 粒径彡O. 075mm的石油焦 35〜38重量份[0016] 中温浙青 22〜25重量份。[0017] 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:[0018] (I)煅烧:将石油焦在1300〜1350°C下真空煅烧30〜40min ;[0019] (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 <粒径彡4mm、 Imm <粒径< 2mm、0. 075mm <粒径< O. 15mm的颗粒和小于等于O. 075mm的细粉四种规格; 然后按2mm <粒径< 4mm的颗粒11〜15重量份、Imm <粒径< 2mm的颗粒10〜14重量份、O. 075mm <粒径彡O. 15mm的颗粒53〜60重量份、粒径彡O. 075mm的石油焦34〜40重量份的比例配料;[0020] (3)混捏、成型:将上述步骤(2)配制的原料,于混捏锅中在160〜170°C下混捏 20〜30min ;然后加入22〜25重量份的中温浙青,再混涅30〜40min,然后倒入磨具内振动成型;[0021] (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°C,焙烧时间15〜25天;[0022] (5)浸溃:将经步骤(4)焙烧后的产品自然冷却后,放入装有浸溃浙青的高压浸溃罐中浸溃6〜7小时,其压力为O. I〜O. 15MPa,浸溃罐温度160〜170°C ;[0023] (6) 二次焙烧:将上述浸溃好的产品放进焙烧炉内进行二次焙烧,焙烧温度 1350〜1400°C,焙烧时间9〜11天;[0024] (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°C,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。[0025] 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,使浸溃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%。[0026] 具体有益效果为:[0027] (I)提闻了石墨块的导热系数,在闻炉上应用时有效地减少了闻炉炭块热梯度,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。[0028] (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。[0029] (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[0030] 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。[0031] 实施例I[0032] 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:[0033] 2mm <粒径彡4mm的石油焦 11〜15重量份[0034] Imm <粒径彡2mm的石油焦 10〜14重量份[0035] O. 075mm <粒径彡O. 15mm的石油焦 53〜60重量份[0036] 粒径彡O. 075mm的石油焦 34〜40重量份[0037] 中温浙青 22〜25重量份。[0038] 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:[0039] (I)煅烧:将石油焦在1300〜1350°C下真空煅烧30〜40min ;[0040] (2)破碎、配料:将煅烧后的石油焦粉碎、筛分成粒径为2mm <粒径彡<粒径< 2mm、0. 075mm <粒径< O. 15mm的颗粒和小于等于O. 075mm的细粉四种规格;然后按2mm <粒径< 4mm的颗粒11〜15重量份、Imm <粒径< 2mm的颗粒10〜14重量份、O. 075mm <粒径彡O. 15mm的颗粒53〜60重量份、粒径彡O. 075mm的石油焦34〜40重量份的比例配料;[0041] (3)混捏、成型:将上述步骤(2)配制的原料,于混捏锅中在160〜170°C下混捏 20〜30min ;然后加入22〜25重量份的中温浙青,再混涅30〜40min,然后倒入磨具内振动成型;[0042] (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°C,焙烧时间15〜25天;[0043] (5)浸溃:将经步骤(4)焙烧后的产品自然冷却后,放入装有浸溃浙青的高压浸溃罐中浸溃6〜7小时,其压力为O. I〜O. 15MPa,浸溃罐温度160〜170°C ;[0044] (6) 二次焙烧:将上述浸溃好的产品放进焙烧炉内进行二次焙烧,焙烧温度 1350〜1400°C,焙烧时间9〜11天;[0045] (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°C,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。[0046] 实施例2[0047] 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:[0048] 2mm〈粒径彡4mm的石油焦 11重量份[0049] Imm〈粒径彡2mm的石油焦 12重量份[0050] O. 075mm <粒径< O. 15mm的石油焦 58重量份[0051] 粒径彡O. 075mm的石油焦 35重量份[0052] 中温浙青 22重量份。[0053] 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:[0054] (I)煅烧:将石油焦在1300°C下真空煅烧40min ;[0055] (2)破碎、配料:将煅烧后的石油焦粉碎、筛分成粒径为2mm <粒径彡<粒径< 2mm、0. 075mm <粒径< O. 15mm的颗粒和小于等于O. 075mm的细粉四种规格;然后按2mm <粒径< 4mm的颗粒11重量份、Imm <粒径< 2mm的颗粒12重量份、O. 075mm <粒径彡O. 15mm的颗粒58重量份、粒径彡O. 075mm的石油焦35重量份的比例配料;[0056] (3)混捏、成型:将上述步骤(2)配制的原料,于混捏锅中在160°C下混捏30min ; 然后加入22重量份的中温浙青,再混涅30min,然后倒入磨具内振动成型;[0057] (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°C, 焙烧时间25天;[0058] (5)浸溃:将经步骤(4)焙烧后的产品自然冷却后,放入装有浸溃浙青的高压浸溃罐中浸溃6小时,其压力为O. 15MPa,浸溃罐温度160°C ;[0059] (6) 二次焙烧:将上述浸溃好的产品放进焙烧炉内进行二次焙烧,焙烧温度 1350°C,焙烧时间11天;[0060] (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°C,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。[0061] 实施例3[0062] 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:[0063] 2mm <粒径彡4mm的石油焦 12重量份[0064] Imm <粒径彡2mm的石油焦 14重量份[0065] O. 075mm <粒径< O. 15mm的石油焦 60重量份[0066] 粒径彡O. 075mm的石油焦 38重量份[0067] 中温浙青 23重量份。[0068] 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:[0069] (I)煅烧:将石油焦在1350°C下真空煅烧30min ;[0070] (2)破碎、配料:将煅烧后的石油焦粉碎、筛分成粒径为2mm <粒径彡<粒径< 2mm、0. 075mm <粒径< O. 15mm的颗粒和小于等于O. 075mm的细粉四种规格;然后按2mm <粒径< 4mm的颗粒12重量份、Imm <粒径< 2mm的颗粒14重量份、O. 075mm <粒径彡O. 15mm的颗粒60重量份、粒径彡O. 075mm的石油焦38重量份的比例配料;[0071] (3)混捏、成型:将上述步骤(2)配制的原料,于混捏锅中在162°C下混捏28min ; 然后加入23重量份的中温浙青,再混涅32min,然后倒入磨具内振动成型;[0072] (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°C, 焙烧时间20天;[0073] (5)浸溃:将经步骤(4)焙烧后的产品自然冷却后,放入装有浸溃浙青的高压浸溃罐中浸溃6. 5小时,其压力为O. 12MPa,浸溃罐温度165°C ;[0074] (6) 二次焙烧:将上述浸溃好的产品放进焙烧炉内进行二次焙烧,焙烧温度 1370°C,焙烧时间10天;[0075] (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°C,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。[0076] 实施例4[0077] 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:[0078] 2mm <粒径彡4mm的石油焦 13重量份[0079] Imm <粒径彡2mm的石油焦 10重量份[0080] O. 075mm <粒径< O. 15mm的石油焦 53重量份[0081] 粒径彡O. 075mm的石油焦 40重量份[0082] 中温浙青 24重量份。[0083] 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:[0084] (I)煅烧:将石油焦在1320°C下真空煅烧35min ;[0085] (2)破碎、配料:将煅烧后的石油焦粉碎、筛分成粒径为2mm <粒径彡<粒径< 2mm、0. 075mm <粒径< O. 15mm的颗粒和小于等于O. 075mm的细粉四种规格;然后按2mm <粒径< 4mm的颗粒13重量份、Imm <粒径< 2mm的颗粒10重量份、O. 075mm <粒径彡O. 15mm的颗粒53重量份、粒径彡O. 075mm的石油焦40重量份的比例配料;[0086] (3)混捏、成型:将上述步骤(2)配制的原料,于混捏锅中在165°C下混捏26min ; 然后加入24重量份的中温浙青,再混涅34min,然后倒入磨具内振动成型;[0087] (4)焙烧:将经步骤⑶成型的产品于焙烧炉内进行一次焙烧,焙烧温度1380°C, 焙烧时间18天;[0088] (5)浸溃:将经步骤(4)焙烧后的产品自然冷却后,放入装有浸溃浙青的高压浸溃罐中浸溃7小时,其压力为O. 13MPa,浸溃罐温度170°C ;[0089] (6) 二次焙烧:将上述浸溃好的产品放进焙烧炉内进行二次焙烧,焙烧温度 1380°C,焙烧时间9天;[0090] (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°C,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。[0091] 实施例5[0092] 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:[0093] 2mm <粒径< 4mm的石油焦 15重量份[0094] Imm <粒径彡2mm的石油焦 11重量份[0095] O. 075mm <粒径< O. 15mm的石油焦 56重量份[0096] 粒径彡O. 075mm的石油焦 36重量份[0097] 中温浙青 25重量份。[0098] 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:[0099] (I)煅烧:将石油焦在1340°C下真空煅烧32min ;[0100] (2)破碎、配料:将煅烧后的石油焦粉碎、筛分成粒径为2mm <粒径彡<粒径< 2mm、0. 075mm <粒径< O. 15mm的颗粒和小于等于O. 075mm的细粉四种规格;然后按2mm <粒径< 4mm的颗粒15重量份、Imm <粒径< 2mm的颗粒11重量份、O. 075mm <粒径彡O. 15mm的颗粒56重量份、粒径彡O. 075mm的石油焦36重量份的比例配料;[0101] (3)混捏、成型:将上述步骤(2)配制的原料,于混捏锅中在166°C下混捏20min ; 然后加入25重量份的中温浙青,再混涅40min,然后倒入磨具内振动成型;[0102] (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°C,焙烧时间15〜25天;[0103] (5)浸溃:将经步骤(4)焙烧后的产品自然冷却后,放入装有浸溃浙青的高压浸溃罐中浸溃6〜7小时,其压力为O. I〜O. 15MPa,浸溃罐温度160〜170°C ;[0104] (6) 二次焙烧:将上述浸溃好的产品放进焙烧炉内进行二次焙烧,焙烧温度 1400°C,焙烧时间10天;[0105] (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°C,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 (1)

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 12〜14重量份 Imm <粒径< 2mm的石油焦 12〜14重量份O. 075mm <粒径彡O. 15mm的石油焦 55〜58重量份粒径彡O. 075mm的石油焦 35〜38重量份中温浙青 22〜25重量份;其制备方法包括如下步骤:(1)煅烧:将石油焦在1300〜1350°C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 <粒径彡4mm、Imm <粒径彡2mm、O. 075mm <粒径< O. 15mm的颗粒和小于等于O. 075mm的细粉四种规格;然后按2mm <粒径 ^ 4mm的颗粒12〜14重量份、1_ <粒径< 2_的颗粒12〜14重量份、O. 075mm <粒径 (O. 15mm的颗粒55〜58重量份、粒径彡O. 075mm的石油焦35〜38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160〜170°C下混捏20〜 30min ;然后加入22〜25重量份的中温浙青,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°C,焙烧时间15〜25天;(5)浸溃:将经步骤(4)焙烧后的产品自然冷却后,放入装有浸溃浙青的高压浸溃罐中浸溃6〜7小时,其压力为O. I〜O. 15MPa,浸溃罐温度160〜170°C ;(6) 二次焙烧:将上述浸溃好的产品放进焙烧炉内进行二次焙烧,焙烧温度1350〜 1400°C,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°C,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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