一種高導熱炭磚及其生產方法
2023-10-06 17:01:09
專利名稱：一種高導熱炭磚及其生產方法
技術領域：
本發明屬於炭磚耐火材料技術領域，具體涉及一種煉鐵高爐爐襯用高導熱炭磚及其生產方法。
背景技術：
隨著高爐大型化、高效化發展，爐缸、爐底的工作條件變得極其惡劣，侵蝕、破損的速度十分迅速，爐缸和爐底儲存著熾熱的鐵水，修補異常困難，因而如何提高高爐爐缸、爐底的爐襯壽命成為冶金工作者共同的課題。高爐爐缸、爐底用炭磚耐火材料損毀主要有以下幾方面鐵水的滲透、熔蝕和衝刷，鹼金屬侵蝕，熱應力破壞，氧化熔蝕，CO分解產生C沉積等。炭磚的製造方法一般是以電煅無煙煤作骨料，加入石墨來提高導熱性，加入矽粉·來提高微孔化率，同時加入陶瓷相如剛玉粉等提高其抗侵蝕性，以煤焦油浙青(或酚醛樹月旨)作為結合劑經配料、混輾、模壓或振動成型後埋炭焙燒而成。炭磚追求高導熱目的是在炭磚表面形成凝固的渣鐵保護層，進而保護爐襯。如果炭磚的導熱性能不好，就不易在炭磚表面形成凝固的渣鐵保護層，會使鐵水對炭磚的衝刷更嚴重，同時加劇了熱應力對炭磚的破壞。因此，提高煉鐵高爐用炭磚的導熱性能變得十分重要。一般電鍛煤的石墨化度低於40%，其導熱性相對較差；而天然鱗片石墨呈片層狀結構，儘管石墨化度很高，導熱性較好，但在炭磚成型時易形成內部層裂及裂紋，故應用受限；人造石墨需極高溫煅燒，能耗大、成本高，使用量同樣受到限制。目前，帶鋼連續退火爐用碳套石墨化度為80 90%，導熱性好，使用後作為廢棄料利用率很低。如果把廢舊石墨碳套作為原料生產低成本、高導熱炭磚，不僅可以節約資源、變廢為寶、改善環境，而且可以提高企業的經濟效益和社會效益。
發明內容
本發明旨在克服現有煉鐵高爐用炭磚的導熱係數偏低的技術缺點，提供了一種高導熱炭磚的生產方法，而且生產能耗小、成本低廉。本發明炭磚技術方案是這樣實現的
一種高導熱炭磚，由以下原料按重量百分比配製而成電煅煤O 60wt%、廢舊碳套石墨30 90wt%，單質矽粉4 10wt%和氧化鋁微粉3 10wt%，外加佔電煅煤、廢舊碳套石墨，單質矽粉和氧化鋁微粉混合料總重量6 20wt%的鎳改性酚醛樹脂。所述的廢舊碳套，是指廢舊的主要用於冷軋矽鋼片連續退火爐和其它加熱爐的爐棍的石墨碳套。採用廢舊碳套石墨導熱係數高，從而有效提高炭磚的導熱性能，而且成本低廉
MTv ο本發明的另一個目的是提供所述高導熱炭磚的生產方法。一種高導熱炭磚的生產方法，包括首先將廢舊碳套粉碎成石墨粉，然後將石墨粉和電煅煤顆粒進行混碾3 5分鐘，加入樹脂再次進行混碾，混碾時間為5 10分鐘，再加入單質矽粉、氧化鋁微粉，混碾30 45分鐘，然後進行模壓、等靜壓或振動成型，最後在埋炭氣氛下於1200 1500°C條件下燒成。其中廢舊碳套石墨粉的顆粒級配是粒度大於3mm小於等於5mm的佔5 40wt%,粒度大於Imm小於等於3mm的佔10 55wt%,粒度大於O小於等於Imm的佔10 50wt%。電煅煤的顆粒級配是粒度大於3mm小於等於5mm的佔10 40wt%,粒度大於Imm小於等於3mm的佔10 55wt%,粒度大於O小於等於Imm的佔10 50wt%。單質娃粉的粒度為〈O. 005mm，氧化鋁微粉的粒度〈O. 01mm。由於採用上述技術方案，本發明可有效提高炭磚的導熱性能，其600°C的導熱係數大於32 ff/(m*K)，可延長炭磚的使用壽命，而且生產能耗小、成本低 廉，提高企業和社會的經濟效益。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明做進一步的描述，並非對保護範圍的限制。實施例1
一種煉鐵高爐爐襯用高導熱炭磚及其生產方法，各原料含量為
電煅煤O 10wt%、廢舊碳套石墨80 90 wt%,單質矽粉4 8wt%和氧化鋁微粉3 10wt%,外加上述混合料10 20wt%的鎳改性酹醒樹脂。生產方法是首先將廢舊碳套粉碎成石墨粉，然後將石墨粉和電煅煤顆粒進行混碾3 5分鐘，加入樹脂再次進行混碾，混碾時間為5 10分鐘，再加入單質矽粉、氧化鋁微粉，混碾30 45分鐘，然後進行模壓、等靜壓或振動成型，最後在埋炭氣氛下於1250 1450°C條件下燒成。其中廢舊碳套石墨粉的顆粒級配是粒度大於3mm小於等於5mm的佔5 40wt%,粒度大於Imm小於等於3mm的佔10 55wt%,粒度大於O小於等於Imm的佔10 50wt%。電煅煤的顆粒級配是粒度大於3mm小於等於5mm的佔10 40wt%,粒度大於Imm小於等於3mm的佔10 55wt%,粒度大於O小於等於Imm的佔10 50wt%。單質娃粉的粒度為〈O. 005mm，氧化鋁微粉的粒度〈O. 01mm。本實施例所製備的煉鐵高爐爐襯用高導熱炭磚經檢測，導熱係數(600°C)為45 50 (ff/m · K)。實施例2
一種煉鐵高爐爐襯用高導熱炭磚及其生產方法，各原料含量為
電煅煤10 20wt%、廢舊碳套石墨70 80 wt%,單質矽粉6 10wt%和氧化鋁微粉3 8wt%,外加上述混合料12 18wt%的鎳改性酹醒樹脂。生產方法除最後在埋炭氣氛下於1300 1400°C條件下燒成外，其餘同實施例1。本實施例所製備的煉鐵高爐爐襯用高導熱炭磚經檢測，導熱係數(600°C)為39 46 (ff/m · K)。實施例3
一種煉鐵高爐爐襯用高導熱炭磚及其生產方法，各原料含量為
電煅煤20 30wt%、廢舊碳套石墨60 70 wt%，單質矽粉4 6wt%和氧化鋁微粉5 10wt%,外加上述混合料6 12wt%的鎳改性酹醒樹脂。生產方法除最後在埋炭氣氛下於1200 1350°C條件下燒成外，其餘同實施例1。本實施例所製備的煉鐵高爐爐襯用高導熱炭磚經檢測，導熱係數(600°C)為40
44(ff/m · K)。實施例4
一種煉鐵高爐爐襯用高導熱炭磚及其生產方法，各原料含量為
電煅煤30 40wt%、廢舊碳套石墨50 60 wt%，單質矽粉4 7wt%和氧化鋁微粉3 8wt%,外加上述混合料14 20wt%的鎳改性酹醒樹脂。生產方法同實施例1。本實施例所製備的煉鐵高爐爐襯用高導熱炭磚經檢測，導熱係數(600°C)為37
45(ff/m · K)。實施例5
一種煉鐵高爐爐襯用高導熱炭磚及其生產方法，各原料含量為
電煅煤40 50wt%、廢舊碳套石墨40 50 wt%，單質矽粉4 9wt%和氧化鋁微粉4 10wt%,外加上述混合料16 20wt%的鎳改性酹醒樹脂
生產方法除最後在埋炭氣氛下於1300 1500°C條件下燒成外，其餘同實施例1。本實施例所製備的煉鐵高爐爐襯用高導熱炭磚經檢測，導熱係數(600°C)為34 38 (ff/m · K)。實施例6
一種煉鐵高爐爐襯用高導熱炭磚及其生產方法，各原料含量為
電煅煤50 60wt%、廢舊碳套石墨30 40wt%，單質矽粉4 8wt%和氧化鋁微粉3 9wt%,外加上述混合料13 18wt%的鎳改性酹醒樹脂。生產方法除最後在埋炭氣氛下於1350 1450°C條件下燒成外，其餘同實施例1。本實施例所製備的煉鐵高爐爐襯用高導熱炭磚經檢測，導熱係數(60(TC)為32 36 (ff/m · K)。實施例7
一種煉鐵高爐爐襯用高導熱炭磚及其生產方法，各原料含量為
電煅煤5 15wt%、廢舊碳套石墨75 85wt%，單質矽粉6 9wt%和氧化鋁微粉3 8wt%,外加上述混合料10 16wt%的鎳改性酹醒樹脂。生產方法除最後在埋炭氣氛下於1200 1350°C條件下燒成外，其餘同實施例1。本實施例所製備的煉鐵高爐爐襯用高導熱炭磚經檢測，導熱係數(600°C)為43 48 (ff/m · K)。實施例8
一種煉鐵高爐爐襯用高導熱炭磚及其生產方法，各原料含量為
電煅煤15 25wt%、廢舊碳套石墨65 75wt%，單質矽粉4 6wt%和氧化鋁微粉5 10wt%,外加上述混合料12 20wt%的鎳改性酹醒樹脂。生產方法除最後在埋炭氣氛下於1300 1500°C條件下燒成外，其餘同實施例1。本實施例所製備的煉鐵高爐爐襯用高導熱炭磚經檢測，導熱係數(600°C)為41
46(ff/m · K)。
實施例9
一種煉鐵高爐爐襯用高導熱炭磚及其生產方法，各原料含量為
電煅煤25 35wt%、廢舊碳套石墨55 65wt%，單質矽粉4 7wt%和氧化鋁微粉3 8wt%,外加上述混合料15 20wt%的鎳改性酹醒樹脂。生產方法除最後在埋炭氣氛下於1350 1480°C條件下燒成外，其餘同實施例1。本實施例所製備的煉鐵高爐爐襯用高導熱炭磚經檢測，導熱係數(600°C)為38 43 (ff/m · K)。實施例10
一種煉鐵高爐爐襯用高導熱炭磚及其生產方法，各原料含量為
電煅煤35 45wt%、廢舊碳套石墨45 55wt%，單質矽粉4 9wt%和氧化鋁微粉4 10wt%,外加上述混合料6 14wt%的鎳改性酹醒樹脂。生產方法除最後在埋炭氣氛下於1250 1380°C條件下燒成外，其餘同實施例1。本實施例所製備的煉鐵高爐爐襯用高導熱炭磚經檢測，導熱係數(600°C)為34 37 (ff/m · K)。實施例11
一種煉鐵高爐爐襯用高導熱炭磚及其生產方法，各原料含量為
電煅煤45 55wt%、廢舊碳套石墨35 45wt%，單質矽粉5 10wt%和氧化鋁微粉4 8wt%,外加上述混合料11 17wt%的鎳改性酹醒樹脂。生產方法除最後在埋炭氣氛下於1250 1480°C條件下燒成外，其餘同實施例1。本實施例所製備的煉鐵高爐爐襯用高導熱炭磚經檢測，導熱係數(600°C)為32 36 (ff/m · K)。
權利要求
1.一種高導熱炭磚，其特徵在於由以下原料按重量百分比配製而成電煅煤O 60wt%、廢舊碳套石墨30 90wt%，單質矽粉4 10wt%和氧化鋁微粉3 10wt%，外加佔電煅煤、廢舊碳套石墨，單質矽粉和氧化鋁微粉混合料總重量6 20wt%的鎳改性酚醛樹脂。
2.權利要求1所述高導熱炭磚的生產方法，其特徵在於包括首先將廢舊碳套粉碎成石墨粉，然後將石墨粉和電煅煤顆粒進行混碾3 5分鐘，加入樹脂再次進行混碾，混碾時間為5 10分鐘，再加入單質矽粉、氧化鋁微粉，混碾30 45分鐘，然後進行模壓、等靜壓或振動成型，最後在埋炭氣氛下於1200 150(TC條件下燒成。
3.根據權利要求2所述高導熱炭磚的生產方法，其特徵在於所述廢舊碳套石墨粉的顆粒級配是粒度大於3mm小於等於5mm的佔5 40wt%,粒度大於Imm小於等於3mm的佔10 55wt%,粒度大於O小於等於1_的佔10 50wt%。
4.根據權利要求2所述高導熱炭磚的生產方法，其特徵在於所述電煅煤的顆粒級配是粒度大於3mm小於等於5mm的佔10 40wt%,粒度大於Imm小於等於3mm的佔10 55wt%,粒度大於O小於等於1_的佔10 50wt%。
5.根據權利要求2所述高導熱炭磚的生產方法，其特徵在於所述單質矽粉的粒度為〈O. 005mm，氧化鋁微粉的粒度〈O. 01mm。
全文摘要
本發明屬於炭磚耐火材料技術領域，公開了一種高導熱炭磚，由以下原料按重量百分比配製而成電煅煤0～60wt%、廢舊碳套石墨30～90wt%，單質矽粉4～10wt%和氧化鋁微粉3～10wt%，外加佔電煅煤、廢舊碳套石墨，單質矽粉和氧化鋁微粉混合料總重量6～20wt%的鎳改性酚醛樹脂。本發明還公開了所述高導熱炭磚的生產方法。本發明把廢舊石墨碳套作為原料生產低成本、高導熱炭磚，不僅可以節約資源、變廢為寶、改善環境，而且可以提高企業的經濟效益和社會效益。
文檔編號C04B35/66GK102992793SQ201210518500
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月6日 優先權日2012年12月6日
發明者何明生, 陳希來, 薛改鳳, 駱忠漢, 彭守軍, 張剛, 陳華聖, 張敬 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司