CN103951440B

CN103951440B - 高导热高温模压炭砖

Info

Publication number: CN103951440B
Application number: CN201410073856.1A
Authority: CN
Inventors: 白周京; 白海钦; 向左良; 孟轲; 白吉康; 任伊凡; 曹孟鸽; 张丽君
Original assignee: HENAN CROSSING OCEANS NEW MATERIALS TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HENAN CROSSING OCEANS NEW MATERIALS TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2014-03-03
Publication date: 2018-01-05
Anticipated expiration: 2034-03-03
Also published as: CN103951440A

Abstract

本发明公开了一种高导热高温模压炭砖，其采用无烟电煅煤、石墨、碳化硅、氧化硅、氮化硅、二氧化钛、三氧化二铝以及结合剂为原料经粉碎、混捏后在模具中直接加压、加热焙烧制成炭砖，其不仅工艺简单，极大的缩短了炭砖的制成时间，提高了炭砖的生产效率，降低了生产能耗，同时，炭砖在模具中处于加压状态下直接焙烧，制成的炭砖的导热系数提高了2倍以上，且其它各项指标远远超过了国内同类产品，达到甚至超过了国外先进产品，用本发明的高导热高温模压炭砖制成高炉内衬可以有效提高炼铁高炉的使用寿命。

Description

高导热高温模压炭砖

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，主要涉及一种用于砌筑高炉炉衬的模压炭砖，准确的说是涉及一种高导热高温模压炭砖。

背景技术

炼铁高炉的大型化和长寿化成为钢铁产业的发展趋势，而作为炼铁高炉内衬的高炉炭砖是延长炼铁高炉使用寿命的关键。高炉炭砖的导热性能对于降低炉衬温度、增大铁水粘度以减缓铁水对炉衬侵蚀速度、延长炉衬寿命起着重要的作用，因此，增加高炉炭砖的导热系数指标成为提高延长高炉寿命的主要研究对象。目前，由于我国高炉炭砖主要以无烟电煅煤、人造石墨、硅粉和刚玉粉等为原料，用焦油沥青为结合剂，采用热混炼工艺，在加热条件在振动成型，在埋碳条件下于焙烧炉中高温烧制20-30天，出炉后加工成型。这种生产工艺相对落后，而且生产的高炉炭砖导热系数仅在10-15W／m.K左右，而国外高炉炭砖的导热系数普遍在20W／m.K以上，甚至部分炭砖达到40W／m.K，导致我国大型钢铁企业使用的高炉炭砖依靠进口，不仅造成企业投入较大，而且严重影响我国钢铁行业的发展。

发明内容

本发明的目的是：提供一种高导热高温模压炭砖，以解决现有高炉炭砖生产工艺落后、制备时间长、导热系数低的问题。

本发明采用的技术方案是：一种高导热高温模压炭砖，其特征在于，包括以下重量百分配比的原料：无烟电煅煤20％-30％、石墨30％-50％、碳化硅2％-5％、氧化硅3％-5％、氮化硅2％-5％、二氧化钛3％-5％、α-AL₂O₃5％-10％、结合剂10％-15％，制备时，

第一步，将上述原料充分粉碎成粉料后充分混合，实现配料；

第二步，将第一步配得的混合料经混捏后倒入模具中，在25-30MPa的压力下保持1-2分钟，制得炭砖坯料；

第三步，将模具通电加热至1000-1200℃并同时加压至45-55MPa，保持6-10分钟，制成高温模压炭砖。

所述的石墨为50％的天然石墨和50％的人造石墨组成。

所述的结合剂为中间相沥青。

本发明的高导热高温模压炭砖采用的无烟电煅煤为骨料，辅以石墨、碳化硅、氧化硅、氮化硅、二氧化钛、三氧化二铝以及结合剂等辅料，在模具中预压成型的同时，通过给模具加压并通电加热，在模具中即可一次压制焙烧出成型高炉炭砖，其不仅极大的节省了高炉炭砖的烧制时间，提高了炭砖的生产效率，而且炭砖在模具中处于加压状态下直接焙烧，使得炭砖内部结构紧密，制成的炭砖整体透气率降低的同时，其导热系数在增加到45W／m.K以上，远远超过了国内外同类产品的导热性能，其不仅克服了现有高炉炭砖导热系数低的问题，而且采用模具加热焙烧的生产工艺还可以降低产品的生产能耗，降低企业生产成本，适于行业内广泛推广应用。

具体实施方式

本发明的高导热高温模压炭砖以20％-30％的无烟电煅煤、30％-50％的石墨、2％-5％的碳化硅、3％-5％的氧化硅、2％-5％的氮化硅、3％-5％的二氧化钛以及10％-15％的结合剂、5％-10％的α-AL₂O₃以及10％-15％结合剂等为原料，各原料的含量以重量百分比表示，将各原料充分粉碎后混合均匀并经过机械混捏后送入模具中，原料在模具中预压成型后加压并通电加热，是其在模具中直接焙烧成型，具体实施方式如下：

实施例一

取30％的无烟电煅煤、15％的天然石墨、15％的人造石墨、5％的碳化硅、5％的氧化硅、2％的氮化硅、3％的二氧化钛、5％的α-AL₂O₃和10％的中间相沥青。

第一步，将上述原料粉碎成粉料后充分混合，实现配料；

第二步，将配得的混合料经机械混捏后倒入模具中，在30MPa的压力下保持1分钟，制得炭砖坯料；

第三步，将模具通电加热至1100℃并同时加压至50MPa，保持8分钟，脱模后制成高温模压炭砖。

实施例二

取20％的无烟电煅煤、25％的天然石墨、25％的人造石墨、2％的碳化硅、3％的氧化硅、2％的氮化硅、3％的二氧化钛、10％的α-AL₂O₃和10％的中间相沥青。

第一步，将上述原料粉碎成粉料后充分混合，实现配料；

第二步，将配得的混合料经机械混捏后倒入模具中，在25MPa的压力下保持2分钟，制得炭砖坯料；

第三步，将模具通电加热至1000℃并同时加压至55MPa，保持6分钟，脱模后制成高温模压炭砖。

实施例三

取20％的无烟电煅煤、20％的天然石墨、20％的人造石墨、2％的碳化硅、3％的氧化硅、5％的氮化硅、5％的二氧化钛、10％的α-AL₂O₃和15％的中间相沥青。

第一步，将上述原料粉碎成粉料后充分混合，实现配料；

第二步，将配得的混合料经机械混捏后倒入模具中，在30MPa的压力下保持2分钟，制得炭砖坯料；

第三步，将模具通电加热至1200℃并同时加压至45MPa，保持10分钟，脱模后制成高温模压炭砖。

本发明的高导热高温模压炭砖的生产是采用在模具中加压的同时为模具通电加热，将传统炭砖的模压成型、焙烧合二为一，将原先需要在埋炭条件下高温烧制20-30天缩短到几分钟，从而极大的缩短了炭砖的烧制时间，其不仅提高了生产效率，而且降低了生产的能耗。同时，本发明的高导热高温模压炭砖的各项主要理化指标与现有炭砖相比均有较大的提高，具体参见表1，

表1：

从上表可以看出，本发明的高温空侵蚀模压炭砖相对于现有的普通炭砖、微孔炭砖、超微孔炭砖以及高导热炭砖，其在耐压强度、抗折强度以及透气率、铁水溶蚀指数上均远远超过现有产品，达到甚至超过了国外先进炭砖产品的各项性能指标，特别是本发明的炭砖采用在模具中加压状态下焙烧工艺，使得炭砖上<1um的孔容积≥85％，而炭砖的透气率降低到1.82mDa、导热系数升高到2倍以上，有效解决了现有炭砖导热系数低的缺陷，用本发明的高导热高温模压炭砖制成高炉内衬可以迅速的将热量传递到冷却壁上，从而有效的降低了炉衬温度，保证了铁水粘度，减缓了铁水对炉衬侵蚀速度，延长了炼铁高炉的使用寿命。

Claims

1.一种高导热高温模压炭砖，其特征在于，包括以下重量百分配比的原料：无烟电煅煤20％-30％、石墨30％-50％、碳化硅2％-5％、氧化硅3％-5％、氮化硅2％-5％、二氧化钛3％-5％、α-AL₂O₃5％-10％、结合剂10％-15％，制备时，

2.根据权利要求1所述的高导热高温模压炭砖，其特征在于，所述的石墨组分由50％的天然石墨和50％的人造石墨组成。

3.根据权利要求1所述的高导热高温模压炭砖，其特征在于，所述的结合剂为中间相沥青。