CN115849923A - 超高导热焦炉硅砖及制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了超高导热焦炉硅砖及制作工艺，其特征在于：包括以下五个步骤。本发明选用高纯致密的优质硅石和高活性的优质硅石混合制砖，其高纯致密的优质硅石是铁门硅石，调整铁门硅石与新密硅石的粒度配比，提高了制品的密度，铁门硅石属结晶硅石，使制品结构致密，表面光滑，具有较高的耐磨性和导热性，提高制品的导热性，制品的矿相分布致密均匀，气孔小且封闭，采用高压成型，降低气孔率，提高制品密度增加了产品的致密度，提高了炉子使用寿命，采用高温烧结的方式，延长保温时间，通过工艺参数的改进，提高硅砖的密度和强度，从而提高硅砖的导热率，同时满足并提高硅砖其它性能指标，用于焦炉的炭化室炉壁等。
Description
技术领域
本发明涉及的超高导热焦炉硅砖技术领域，具体为超高导热焦炉硅砖及制作工艺。
背景技术
钢铁行业是高能耗高污染行业，其中焦化工序能耗约占钢铁企业总能耗的15％左右，焦炉是一种结构复杂、连续生产的大型热工设备。主要由燃烧室、蓄热室、炭化室、炉顶、炉壁、炉底、端墙、及烟道等部分组成，它是在隔绝空气的条件下，将煤加热到950～1100℃，经过干馏而获得焦炭及其它副产品。砌筑一座结构严密、炉体坚固的焦炉，需大量复杂形状的耐火材料，而且要根据不同类型的焦炉，以及焦炉不同部位的使用条件，选择不同性质的材料。目前国内焦炉存在成焦率提高慢、燃料使用量大、保温效果差、使用寿命短、密封不严烟气外溢、污染严重等问题。
目前的焦炉硅砖由于我国目前生产的硅砖质量档次较低，严重影响焦炉的使用寿命，相当一部分20年左右炉龄的焦炉出现了炉墙或炉底毁坏等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供超高导热焦炉硅砖及制作工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
超高导热焦炉硅砖及制作工艺，超高导热焦炉硅砖及制作工艺，包括以下五个步骤：
步骤一：所述选取硅石，选用二氧化硅在98％以上的高纯致密的优质硅石和高活性的优质硅石混合制砖，其高纯致密的优质硅石是铁门硅石，调整铁门硅石与新密硅石的粒度配比，提高了制品的密度；
步骤二：所述引入超高导热添加剂，分别导入氧化亚铜0.1-3％、稀土矿0.1-3％、钛铁合金0.1-3％、氮化硅0.1-20％、碳化硅1-30％与锰铁矿，导热系数由原来的1.9W/m.k增大到3.0W/m.k；
步骤三：所述添加纳米材料，导入白炭黑1-10％，促进石英的转化，促进烧结；
步骤四：所述高压成型，采用400t-600t的高压成型，降低气孔率，提高制品密度，显气孔率由原来的22％降低为17％，体积密度由原来的1.8g/cm3上升为1.9g/cm3，增强了产品的结构性能；
步骤五：所述高温烧结，采用高温烧结，延长保温时间，提高鳞石英的含量，达到70％以上，降低玻璃相，小于8％，常温耐压强度由原来的45MPa上升为70MPa。
进一步，所述选用二氧化硅在98％以上的高纯致密的优质硅石和高活性的优质硅石混合制砖，其高纯致密的优质硅石是铁门硅石，高活性的优质硅石是新密硅石具有纯度高活性大的特点，通过将铁门硅石含量比例为10-50％，新密硅石的含量比例为10-40％，同时调整铁门硅石与新密硅石的粒度配比，提高了制品的密度，铁门硅石属结晶硅石，齿状镶嵌结构，具有纯度高，杂质少，耐火度高，硬度大，使制品结构致密，表面光滑，具有较高的耐磨性和导热性，是生产优质硅砖理想原料，能够在进行生产制造出的硅砖更加坚硬。
进一步，所述分别导入氧化亚铜0.1-3％、稀土矿0.1-3％、钛铁合金0.1-3％、氮化硅0.1-20％、碳化硅1-30％与锰铁矿，导热系数由原来的1.9W/m.k增大到3.0W/m.k，稀土矿中氧化铈的含量为30-50％，三氧化二钇的含量为50-70％，锰铁矿中二氧化锰的含量为50-70％。
进一步，所述导入白炭黑1-10％，促进石英的转化，促进烧结，提高制品的导热性，制品的矿相分布致密均匀，气孔小且封闭。
进一步，所述采用400t-600t的高压成型，降低气孔率，提高制品密度。显气孔率由原来的22％降低为17％，体积密度由原来的1.8g/cm3上升为1.9g/cm3，增强了产品的结构性能，减缓了烟气对产品的侵独速度，可以延长炉子的使用寿命。增加了产品的致密度，提高了炉子使用寿命。
进一步，所述采用高温烧结的方式，延长保温时间，提高鳞石英的含量，达到70％以上，降低玻璃相，小于8％，常温耐压强度由原来的45MPa上升为70MPa。与现有技术相比，本发明的有益效果是：选用二氧化硅在98％以上的高纯致密的优质硅石和高活性的优质硅石混合制砖，其高纯致密的优质硅石是铁门硅石，调整铁门硅石与新密硅石的粒度配比，提高了制品的密度，铁门硅石属结晶硅石，齿状镶嵌结构，具有纯度高，杂质少，耐火度高，硬度大，使制品结构致密，表面光滑，具有较高的耐磨性和导热性，是生产优质硅砖理想原料，能够在进行生产制造出的硅砖更加坚硬，分别导入氧化亚铜、稀土矿、钛铁合金、氮化硅、碳化硅与锰铁矿，导入白炭黑，促进石英的转化，促进烧结，提高制品的导热性，制品的矿相分布致密均匀，气孔小且封闭，采用高压成型，降低气孔率，提高制品密度。显气孔率由原来的22％降低为17％，体积密度由原来的1.8g/cm3上升为1.9g/cm3，增强了产品的结构性能，减缓了烟气对产品的侵独速度，可以延长炉子的使用寿命。增加了产品的致密度，提高了炉子使用寿命，采用高温烧结的方式，延长保温时间，提高鳞石英的含量，达到70％以上，降低玻璃相，小于8％，常温耐压强度由原来的45MPa上升为70MPa，通过工艺参数的改进，提高硅砖的密度和强度，从而提高硅砖的导热率，同时满足并提高硅砖其它性能指标，用于焦炉的炭化室炉壁等，以提高硅砖的传热速度,达到节能减排的目的。
附图说明
图1为本发明的超高导热焦炉硅砖及制作工艺步骤流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
请参阅图1，本发明提供的实施例：超高导热焦炉硅砖及制作工艺，超高导热焦炉硅砖及制作工艺，包括以下五个步骤：
步骤一：所述选取硅石，选用二氧化硅在98％以上的高纯致密的优质硅石和高活性的优质硅石混合制砖，其高纯致密的优质硅石是铁门硅石，调整铁门硅石与新密硅石的粒度配比，提高了制品的密度；
步骤二：所述引入超高导热添加剂，分别导入氧化亚铜0.1-3％、稀土矿0.1-3％、钛铁合金0.1-3％、氮化硅0.1-20％、碳化硅1-30％与锰铁矿，导热系数由原来的1.9W/m.k增大到3.0W/m.k；
步骤三：所述添加纳米材料，导入白炭黑1-10％，促进石英的转化，促进烧结；
步骤四：所述高压成型，采用400t-600t的高压成型，降低气孔率，提高制品密度，显气孔率由原来的22％降低为17％，体积密度由原来的1.8g/cm3上升为1.9g/cm3，增强了产品的结构性能；
步骤五：所述高温烧结，采用高温烧结，延长保温时间，提高鳞石英的含量，达到70％以上，降低玻璃相，小于8％，常温耐压强度由原来的45MPa上升为70MPa。
进一步，所述选用二氧化硅在98％以上的高纯致密的优质硅石和高活性的优质硅石混合制砖，其高纯致密的优质硅石是铁门硅石，高活性的优质硅石是新密硅石具有纯度高活性大的特点，通过将铁门硅石含量比例为10-50％，新密硅石的含量比例为10-40％，同时调整铁门硅石与新密硅石的粒度配比，提高了制品的密度，铁门硅石属结晶硅石，齿状镶嵌结构，具有纯度高，杂质少，耐火度高，硬度大，使制品结构致密，表面光滑，具有较高的耐磨性和导热性，是生产优质硅砖理想原料，能够在进行生产制造出的硅砖更加坚硬。
进一步，所述分别导入氧化亚铜0.1-3％、稀土矿0.1-3％、钛铁合金0.1-3％、氮化硅0.1-20％、碳化硅1-30％与锰铁矿，导热系数由原来的1.9W/m.k增大到3.0W/m.k，稀土矿中氧化铈的含量为30-50％，三氧化二钇的含量为50-70％，锰铁矿中二氧化锰的含量为50-70％。
进一步，所述导入白炭黑1-10％，促进石英的转化，促进烧结，提高制品的导热性，制品的矿相分布致密均匀，气孔小且封闭。
进一步，所述采用400t-600t的高压成型，降低气孔率，提高制品密度。显气孔率由原来的22％降低为17％，体积密度由原来的1.8g/cm3上升为1.9g/cm3，增强了产品的结构性能，减缓了烟气对产品的侵独速度，可以延长炉子的使用寿命。增加了产品的致密度，提高了炉子使用寿命。
进一步，所述采用高温烧结的方式，延长保温时间，提高鳞石英的含量，达到70％以上，降低玻璃相，小于8％，常温耐压强度由原来的45MPa上升为70MPa。
实施例2
选用高纯致密的优质硅石和高活性的优质硅石混合制砖，其高纯致密的优质硅石是铁门硅石，调整铁门硅石与新密硅石的粒度配比，提高了制品的密度，铁门硅石属结晶硅石，使制品结构致密，表面光滑，具有较高的耐磨性和导热性，是生产优质硅砖理想原料，能够在进行生产制造出的硅砖更加坚硬，分别导入氧化亚铜、稀土矿、钛铁合金、氮化硅、碳化硅与锰铁矿，导入白炭黑，促进石英的转化，促进烧结，提高制品的导热性，制品的矿相分布致密均匀，气孔小且封闭，采用高压成型，降低气孔率，提高制品密度增加了产品的致密度，提高了炉子使用寿命，采用高温烧结的方式，延长保温时间，通过工艺参数的改进，提高硅砖的密度和强度，从而提高硅砖的导热率，同时满足并提高硅砖其它性能指标，用于焦炉的炭化室炉壁等。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (6)
1.超高导热焦炉硅砖及制作工艺，其特征在于：包括以下五个步骤：
步骤一：所述选取硅石，选用二氧化硅在98％以上的高纯致密的优质硅石和高活性的优质硅石混合制砖，其高纯致密的优质硅石是铁门硅石，调整铁门硅石与新密硅石的粒度配比，提高了制品的密度；
步骤二：所述引入超高导热添加剂，分别导入氧化亚铜0.1-3％、稀土矿0.1-3％、钛铁合金0.1-3％、氮化硅0.1-20％、碳化硅1-30％与锰铁矿，导热系数由原来的1.9W/m.k增大到3.0W/m.k；
步骤三：所述添加纳米材料，导入白炭黑1-10％，促进石英的转化，促进烧结；
步骤四：所述高压成型，采用400t-600t的高压成型，降低气孔率，提高制品密度，显气孔率由原来的22％降低为17％，体积密度由原来的1.8g/cm3上升为1.9g/cm3，增强了产品的结构性能；
步骤五：所述高温烧结，采用高温烧结，延长保温时间，提高鳞石英的含量，达到70％以上，降低玻璃相，小于8％，常温耐压强度由原来的45MPa上升为70MPa。
2.根据权利要求1所述的超高导热焦炉硅砖及制作工艺的应用，其特征在于：所述选用二氧化硅在98％以上的高纯致密的优质硅石和高活性的优质硅石混合制砖，其高纯致密的优质硅石是铁门硅石，高活性的优质硅石是新密硅石具有纯度高活性大的特点，通过将铁门硅石含量比例为10-50％，新密硅石的含量比例为10-40％，同时调整铁门硅石与新密硅石的粒度配比，提高了制品的密度，铁门硅石属结晶硅石，齿状镶嵌结构，具有纯度高，杂质少，耐火度高，硬度大，使制品结构致密，表面光滑，具有较高的耐磨性和导热性，是生产优质硅砖理想原料，能够在进行生产制造出的硅砖更加坚硬。
3.根据权利要求1所述的超高导热焦炉硅砖及制作工艺的应用，其特征在于：所述分别导入氧化亚铜0.1-3％、稀土矿0.1-3％、钛铁合金0.1-3％、氮化硅0.1-20％、碳化硅1-30％与锰铁矿，导热系数由原来的1.9W/m.k增大到3.0W/m.k，稀土矿中氧化铈的含量为30-50％，三氧化二钇的含量为50-70％，锰铁矿中二氧化锰的含量为50-70％。
4.根据权利要求1所述的超高导热焦炉硅砖及制作工艺的应用，其特征在于：所述导入白炭黑1-10％，促进石英的转化，促进烧结，提高制品的导热性，制品的矿相分布致密均匀，气孔小且封闭。
5.根据权利要求1所述的超高导热焦炉硅砖及制作工艺的应用，其特征在于：所述采用400t-600t的高压成型，降低气孔率，提高制品密度。显气孔率由原来的22％降低为17％，体积密度由原来的1.8g/cm3上升为1.9g/cm3，增强了产品的结构性能，减缓了烟气对产品的侵独速度，可以延长炉子的使用寿命。增加了产品的致密度，提高了炉子使用寿命。
6.根据权利要求1所述的超高导热焦炉硅砖及制作工艺的应用，其特征在于：所述采用高温烧结的方式，延长保温时间，提高鳞石英的含量，达到70％以上，降低玻璃相，小于8％，常温耐压强度由原来的45MPa上升为70MPa。
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