CN102515800A - 一种微孔石墨碳化硅砖 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微孔石墨碳化硅砖，属于炼铁高炉用耐火材料领域，它以SiC、Si、Ti、分解石墨为主要原料，以改性酚醛树脂为结合剂，经混捏、模压振动成型、低温烘烤、浸渍、高温烧成工艺制成。该砖具有优良的导热性、抗碱性、抗氧化性及熔渣侵蚀性，平均孔径小，孔径大于1μm的孔容积≤4%，适用于大型高炉的炉腹、炉腰、炉身中下部区域，使用寿命长，经济效益显著。
Description
技术领域
本发明涉及一种高炉内衬用的微孔石墨碳化硅砖。
技术背景
目前国内大型高炉的炉腹、炉腰、炉身中下部区域，大多采用石墨砖、Si3N4结合碳化硅砖、高铝砖、烧成微孔铝炭砖作内衬。在高炉生产过程中，炉腹、炉腰、炉身中下部区域的内衬材料长期受到炉内热负荷的冲击，温度波动而产生的热应力破坏，物料磨损，气流冲刷，熔渣、碱金属的侵蚀，引起炉衬破损，严重影响高炉的正常运行，使高炉一代炉役寿命缩短。为了满足高炉日益大型化、长寿化、冶炼强化的发展需要，研究开发多功能优质内衬材料微孔石墨碳化硅砖，已势在必行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种微孔石墨碳化硅砖，以满足强化冶炼的大型高炉生产对内衬材料的苛刻要求。
为了解决上述技术问题，采用以下技术方案：一种微孔石墨碳化硅砖，以SiC、分解石墨、Si、Ti为主要原料，以改性酚醛树脂为结合剂，原料、结合剂按以下重量百分比组成：Si微粉5~12份，分解石墨粉15~45份，Ti微粉1~6份，氧化硼1~5份，SiC颗粒40~75份，改性酚醛树脂6.5~12份；以上原料经混捏、模压振动成型、350~450℃低温烘烤的砖坯浸渍沥青后，在高温1280~1380℃还原气氛条件下焙烧而成。
制备工艺如下：将原料、结合剂按比例称重后，放入混捏机，在70~80℃的条件下混捏30分钟；将混捏后的物料，用模压振动成型机制成砖坯，砖坯在350~450℃的条件下烘烤10~15小时，然后将烘烤后的砖坯放入浸渍罐内抽真空处理，真空压力≥0.09MPa，保压20~30分钟；然后放入浸渍剂，浸渍剂的液面应高于砖坯上表面300~400mm，用压缩空气加压，压力为0.8MPa，保压1~2小时；浸渍后的砖坯在还原气氛下焙烧，温度为1280~1380℃，保温时间50~70小时。
所述浸渍剂为熔化的改质沥青溶液。
本发明微孔石墨碳化硅砖导热性能好，抗热震性能优良，抗熔渣、碱金属侵蚀性能强，耐冲刷，孔径大于1μm气孔的孔容积小于4%。
具体实施方式
实施例1：一种微孔石墨碳化硅砖，以SiC、分解石墨、Si、Ti为主要原料，以改性酚醛树脂为结合剂，原料、结合剂按以下重量百分比组成：Si微粉5~12份，分解石墨粉15~45份，Ti微粉1~6份，氧化硼1~5份，SiC颗粒40~75份，改性酚醛树脂6.5~12份；以上原料经混捏、模压振动成型、350~450℃低温烘烤的砖坯浸渍沥青后，在高温1280~1380℃还原气氛条件下焙烧而成。
制备工艺如下：将原料及结合剂按比例称重后，放入混捏机，在70~80℃的条件下，混捏30分钟，用模压振动成型机制成砖坯；经350~450℃烘烤10~15小时的砖坯，在浸渍罐内抽真空处理，真空压力≥0.09MPa，保压20~30分钟；然后放入熔化的改质沥青溶液，改质沥青溶液的液面应高于砖坯上表面300~400mm，用压缩空气加压，压力为0.8MPa，保压1~2小时；浸渍后的砖坯在还原气氛下焙烧，最高焙烧温度为1280~1380℃，保温时间50~70小时。
本发明微孔石墨碳化硅砖导热性能好，导热系数≥50w/m.k，分解石墨粉经混捏后，均匀、密实地填充于颗粒物料之间，形成连续的网状体，可顺利传导热量；抗热震性能优良；Si、Ti微粉在高温下与石墨发生化学反应，生成碳化钛及须状的ß-SiC，成连续的网状结构分布，并使制品内部的气孔孔径细微化，使制品中孔径小于1μm的气孔容积≥85%，可以有效阻止侵蚀气体进入制品内部，降低侵蚀气体与制品接触的比表面积，提高制品的抗氧化能力及抗熔渣、碱金属的侵蚀能力，抗碱性为u级；改性酚醛树脂及改质沥青的加入，可提高结合剂的残炭率，有效减小气孔数量及容积，使其大于1μm的气孔容积<4%。
实施例2~实施例5的原料及结合剂组成（重量份）见表1。
其他同实施例1。
表1：
| 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
| Si微粉 | 6 | 8 | 10 | 12 |
| 分解石墨粉 | 15 | 25 | 25 | 40 |
| Ti微粉 | 1 | 2 | 3 | 6 |
| 氧化硼 | 3 | 2 | 1 | 5 |
| SiC颗粒 | 71 | 57 | 53 | 40 |
| 改性酚醛树脂 | 7 | 8 | 9 | 12 |
Claims (3)
1.一种微孔石墨碳化硅砖，以SiC、分解石墨、Si、Ti为主要原料，以改性酚醛树脂为结合剂，其特征在于原料、结合剂按以下重量百分比组成：Si微粉5~12份，分解石墨粉15~45份，Ti微粉1~6份，氧化硼1~5份，SiC颗粒40~75份，改性酚醛树脂6.5~12份；以上原料经混捏、模压振动成型、350~450℃低温烘烤的砖坯浸渍沥青后，在高温1280~1380℃还原气氛条件下焙烧而成。
2.根据权利要求1所述的微孔石墨碳化硅砖，其特征在于制备工艺如下：将原料、结合剂按比例称重后，放入混捏机，在70~80℃的条件下混捏30分钟；将混捏后的物料，用模压振动成型机制成砖坯，砖坯在350~450℃的条件下烘烤10~15小时，然后将烘烤后的砖坯放入浸渍罐内抽真空处理，真空压力≥0.09MPa，保压20~30分钟；然后放入浸渍剂，浸渍剂的液面应高于砖坯上表面300~400mm，用压缩空气加压，压力为0.8MPa，保压1~2小时；浸渍后的砖坯在还原气氛下焙烧，温度为1280~1380℃，保温时间50~70小时。
3.根据权利要求2所述的微孔石墨碳化硅砖，其特征在于：所述浸渍剂为熔化的改质沥青溶液。
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