CN103771891A - 碳化硅质耐磨耐火炉体衬砖的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及烧结球团机械竖炉用的炉体衬砖，具体是一种碳化硅质耐磨耐火炉体衬砖的制备方法。其步骤包括：配料、混料、机压成型、高温烧制，主料包括：粒径1mm-3mm的废高压电瓷或高铝矾土熟料、粒径小于1mm的电熔棕刚玉或高铝矾土熟料、粒径≥300目的电熔棕刚玉或高铝矾土熟料、SiC颗粒和SiC细粉、粒径≥300目优质粘土细粉，以磷酸盐为结合剂，以三聚磷酸钠或六偏磷酸钠为反絮凝剂，以草酸或柠檬酸为缓凝剂，加入抗氧化剂金属硅粉。本发明制备的炉体衬砖在1100℃-1400℃使用温度区间，耐压强度大于60Mpa，显气孔率小于15％，耐磨值小于5cm³，水冷法测试热震稳定性大于20次。

Description

碳化硅质耐磨耐火炉体衬砖的制备方法

技术领域

本发明涉及烧结球团机械竖炉用的炉体衬砖，具体是一种碳化硅质耐磨耐火炉体衬砖的制备方法。

背景技术

目前，冶炼高炉所用原料球团全部用机械竖炉生产。现有机械竖炉中，炉体衬砖为粘土结合砖，炉体衬砖特别是炉身下部衬砖因部位呈漏斗型，生产中其斜坡部位衬砖对冷却后排料下行的熟球形成阻力，磨损相当严重。又因此部位是炉身最底层，对炉身整体衬砖起到承托作用，对其进行更换必须要拆除其上部的所有衬砖。炉体衬砖使用寿命视耐材的耐磨程度而定，更有甚者其使用寿命只有一年左右。炉体衬砖的使用寿命不仅对吨球成本有直接影响，还严重影响了竖炉正常向高炉生产供料。

发明内容

本发明旨在解决现有粘土结合炉体衬砖使用寿命短的问题，而提供一种能够提高炉体衬砖的力学性能、抗氧化性、耐磨性、耐酸碱性和抗热震稳定性，延长竖炉使用寿命的碳化硅质耐磨耐火炉体衬砖的制备方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种碳化硅质耐磨耐火炉体衬砖的制备方法，按下述步骤进行：

a．配料：

按重量份数计，主料配比如下：

粒径1mm-3mm的废高压电瓷或高铝矾土熟料30-40份；粒径小于1mm的电熔棕刚玉或高铝矾土熟料10-20份；粒径≥300目的电熔棕刚玉或高铝矾土熟料5-15份；粒径小于1mm 的SiC 3-8份；粒径≥300目的SiC 10-15份；粒径5μm的SiC 5-10份；粒径≥300目优质粘土细粉10-20份； 

结合助烧剂：磷酸或磷酸盐溶液，总加入量占上述主料总重的5-7%；

缓凝剂：柠檬酸或草酸，占上述主料总重的0.02-0.06%；

抗氧化剂：粒径≥300目金属硅粉，占上述主料总重的1-2%；

耐热钢纤维：占上述主料总重的0-2%；

b．混料：

按配方量，将废高压电瓷或高铝矾土熟料、不同粒度的电熔棕刚玉或高铝矾土熟料、粘土细粉、金属硅粉、SiC 颗粒、SiC 细粉、耐热钢纤维在混料机中混合均匀，然后加入柠檬酸或草酸、磷酸或磷酸盐溶液，混合后搅拌至湿度均匀，进行不少于2小时的湿法困料化学反应；

c．机压成型、高温烧制：

完成困料反应后的混合料，达到半干状态后装入相应的砖型模具，用压力机压制成型，成型坯干燥5天以上入窑，按普通耐火砖的烧制方式烧成，烧成温度1200-1300℃。

采用上述技术方案的本发明，具有以下特点：

在氧化条件下，磷酸或磷酸盐助烧使SiC与其它成分在中高温形成共熔液相并产生挥发气体，可使烧成制品在高温下形成微膨胀，增强荷软，避免因其他各种原因引起的收缩和变形，材料表面形成一层陶瓷釉面，封闭材料表面气孔，阻止材料内部SiC的氧化分解，同时防止碱性气体和硫氧化物对耐火材料的侵蚀。由于制品在高温处理后基质部分生成大量低温共熔液相和表层陶瓷釉面，加强了烧成制品的致密性和耐磨强度；抑制了碳化硅的氧化分解，改变了碳化硅不宜中温使用的历史；且陶瓷釉面的存在可避免球团焙烧时产生的液相引起的粘炉挂壁。耐热钢纤维的加入可以提高抗压强度。

与现有技术相比，本发明制备的碳化硅质耐磨耐火炉体衬砖在1100℃-1400℃使用温度区间耐压强度大于70Mpa，显气孔率小于14％，耐磨值小于4cm³，水冷法测试热震稳定性大于20次以上。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明，目的仅在于更好的理解本发明内容。因此，所举之例并非限制本发明的保护范围。

实施例1：一种碳化硅质耐磨耐火炉体衬砖的制备方法，按下述步骤进行：

a．配料：

按重量份数计，主料配比如下：

粒径1mm-3mm的废高压电瓷30份；粒径小于1mm的电熔棕刚玉20份；粒径≥300目的高铝矾土熟料5份；粒径小于1mm 的SiC 8份；粒径≥300目的SiC 12份；粒径5μm的SiC 10份；粒径≥300目优质粘土细粉15份；共计100份。

结合助烧剂：磷酸盐溶液，总加入量占上述主料总重的5%；

缓凝剂：柠檬酸，占上述主料总重的0.02%；

抗氧化剂：粒径≥300目金属硅粉，占上述主料总重的2%；

b．混料：

按配方量，将废高压电瓷、电熔棕刚玉、高铝矾土熟料、粘土细粉、金属硅粉、SiC在混料机中混合均匀，然后加入柠檬酸、磷酸盐溶液，混合后搅拌至湿度均匀，进行不少于2小时的湿法困料化学反应；

c．机压成型、高温烧制：

完成困料反应后的混合料，达到半干状态后装入相应的砖型模具，用压力机压制成型，成型坯干燥5天以上入窑，按普通耐火砖的烧制方式烧成，烧成温度1250℃。

实施例2：一种碳化硅质耐磨耐火炉体衬砖的制备方法，按下述步骤进行：

a．配料：

按重量份数计，主料配比如下：

粒径1mm-3mm的废高压电瓷40份；粒径小于1mm的电熔棕刚玉10份；粒径≥300目的高铝矾土熟料7份；粒径小于1mm 的SiC 3份；粒径≥300目的SiC 15份；粒径5μm的SiC 5份；粒径≥300目优质粘土细粉20份；共计100份。

结合助烧剂：磷酸盐溶液，总加入量占上述主料总重的7%；

缓凝剂：柠檬酸，占上述主料总重的0.06%；

抗氧化剂：粒径≥300目金属硅粉，占上述主料总重的1%；

耐热钢纤维：占上述主料总重的1%；

b．混料：

按配方量，将废高压电瓷、电熔棕刚玉、高铝矾土熟料、粘土细粉、金属硅粉、SiC、耐热钢纤维在混料机中混合均匀，然后加入柠檬酸、磷酸盐溶液，混合后搅拌至湿度均匀，进行不少于2小时的湿法困料化学反应；

c．机压成型、高温烧制：

完成困料反应后的混合料，达到半干状态后装入相应的砖型模具，用压力机压制成型，成型坯干燥5天以上入窑，按普通耐火砖的烧制方式烧成，烧成温度1250℃。

实施例3：一种碳化硅质耐磨耐火炉体衬砖的制备方法，按下述步骤进行：

a．配料：

按重量份数计，主料配比如下：

粒径1mm-3mm的高铝矾土熟料35份；粒径小于1mm的电熔棕刚玉15份；粒径≥300目的高铝矾土熟料10份；粒径小于1mm 的SiC 5份；粒径≥300目的SiC 12份；粒径5μm的SiC 8份；粒径≥300目优质粘土细粉15份；共计100份。

结合助烧剂：42.5%磷酸溶液，总加入量占上述主料总重的8%；

缓凝剂：草酸，占上述主料总重的0.04%；

抗氧化剂：粒径≥200目金属硅粉，占上述主料总重的1.5%；

耐热钢纤维：占上述主料总重的1%；

b．混料：

按配方量，将不同粒度的废高压电瓷、电熔棕刚玉、高铝矾土熟料、SiC、粘土细粉、金属硅粉、耐热钢纤维在混料机中混合均匀，然后加入草酸、磷酸溶液，混合后搅拌至湿度均匀，进行不少于2小时的湿法困料化学反应；

c．机压成型、高温烧制：

完成困料反应后的混合料，达到半干状态后装入相应的砖型模具，用压力机压制成型，成型坯干燥5天以上入窑，按普通耐火砖的烧制方式烧成，烧成温度1300℃。

实施例4：一种碳化硅质耐磨耐火炉体衬砖的制备方法，按下述步骤进行：

a．配料：

按重量份数计，主料配比如下：

粒径1mm-3mm的高铝矾土熟料40份；粒径小于1mm的高铝矾土熟料15份；粒径≥300目的高铝矾土熟料5份；粒径小于1mm 的SiC 5份；粒径≥300目的SiC 10份；粒径5μm的SiC 5份；粒径≥300目优质粘土细粉20份；共计100份。

结合助烧剂：磷酸盐溶液，总加入量占上述主料总重的5%；

缓凝剂：柠檬酸，占上述主料总重的0.05%；

抗氧化剂：粒径≥200目金属硅粉，占上述主料总重的1.5%；

耐热钢纤维：占上述主料总重的2%；

b．混料：

按配方量，将不同粒度的高铝矾土熟料、粘土细粉、金属硅粉、SiC 颗粒、SiC 细粉、耐热钢纤维在混料机中混合均匀，然后加入柠檬酸、磷酸盐溶液，混合后搅拌至湿度均匀，进行不少于2小时的湿法困料化学反应；

c．机压成型、高温烧制：

完成困料反应后的混合料，达到半干状态后装入相应的砖型模具，用压力机压制成型，成型坯干燥5天以上入窑，按普通耐火砖的烧制方式烧成，烧成温度1300℃。

Claims (1)

1.一种碳化硅质耐磨耐火炉体衬砖的制备方法，其特征在于，按下述步骤进行：

a．配料：

按重量份数计，主料配比如下：

粒径1mm-3mm的废高压电瓷或高铝矾土熟料30-40份；粒径小于1mm的电熔棕刚玉或高铝矾土熟料10-20份；粒径≥300目的电熔棕刚玉或高铝矾土熟料5-15份；粒径小于1mm 的SiC 3-8份；粒径≥300目的SiC 10-15份；粒径5μm的SiC 5-10份；粒径≥300目优质粘土细粉10-20份；

结合助烧剂：磷酸或磷酸盐溶液，总加入量占上述主料总重的5-7%；

缓凝剂：柠檬酸或草酸，占上述主料总重的0.02-0.06%；

抗氧化剂：粒径≥300目金属硅粉，占上述主料总重的1-2%；

耐热钢纤维：占上述主料总重的0-2%；

b．混料：

按配方量，将废高压电瓷或高铝矾土熟料、不同粒度的电熔棕刚玉或高铝矾土熟料、粘土细粉、金属硅粉、SiC 颗粒、SiC 细粉、耐热钢纤维在混料机中混合均匀，然后加入柠檬酸或草酸、磷酸或磷酸盐溶液，混合后搅拌至湿度均匀，进行不少于2小时的湿法困料化学反应；

c．机压成型、高温烧制：

完成困料反应后的混合料，达到半干状态后装入相应的砖型模具，用压力机压制成型，成型坯干燥5天以上入窑，按普通耐火砖的烧制方式烧成，烧成温度1200-1300℃。