[发明专利]一种炼铁高炉炉衬用炭砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种炼铁高炉炉衬用炭砖及其制备方法。

背景技术

近年来高炉炉缸、炉底的工作条件变得极其恶劣，侵蚀、破损的速度十分迅速，炉缸和炉底储存着炽热的铁水，修补异常困难，因而如何提高高炉炉缸、炉底的炉衬寿命成为冶金工作者共同的课题。高炉炉缸、炉底用炭砖耐火材料损毁主要有以下几方面：铁水的渗透、溶蚀和冲刷，碱金属侵蚀，热应力破坏，氧化熔蚀，CO分解产生C沉积等。

炭砖的制造方法一般是以电锻无烟煤作骨料，加入天然鳞片石墨或人造石墨来提高导热性，加入硅粉来提高微孔化率，同时加入陶瓷相如刚玉等提高其抗侵蚀性，以煤焦油沥青(酚醛树脂)作为结合剂经配料、混辗、模压或振动成型后埋炭焙烧而成。当采用树脂作结合剂时，因其碳化后的碳结构为非晶态的玻璃碳，其导热系数小，并且残炭少，因而大大削弱了炭砖的导热性能。若炭砖的导热性能差，在其使用过程中，不易在炭砖表面形成凝固的渣铁保护层，会使铁水对炭砖的冲刷更严重，同时加剧了热应力对炭砖的破坏。因此提高炼铁高炉用炭砖的导热性能变得十分重要。

发明内容

本发明旨在克服现技术缺陷，目的是提供一种高导热性能、能延长使用寿命的炼铁高炉炉衬用炭砖及其制备方法。

为完成上述任务，本发明炭砖组分采用的技术方案是：电锻煤为30～80wt％、天然鳞片石墨为5～20wt％、人造石墨为5～40wt％、单质硅粉为2～8wt％和氧化铝微粉为3～8wt％，外加上述混合料8～20wt％的改性酚醛树脂与酚醛树脂的混合物。

本发明按上述炭砖的组分，其制备工艺是：先将电锻煤和人造石墨混辗1～3分钟，加入树脂进行冷态混辗，混辗时间为3～5分钟，再加入硅粉、氧化铝微粉、天然鳞片石墨和人造石墨细粉，冷态混辗15～30分钟，然后进行冷态模压或振动成型，最后在埋炭气氛下于1200～1400℃条件下烧成。

其中：电锻煤的颗粒级配是，粒度为5～3mm的占10～25wt％、粒度为3～1mm的占10～35wt％、粒度为1～0mm的占10～20wt％；人造石墨的颗粒级配是，粒度为3～1mm的占1～10wt％、粒度为1～0mm的占2～10wt％、粒度＜0.088mm的占2～20wt％；天然鳞片石墨的粒度为＜0.074mm；单质硅粉的粒度为＜0.045mm；氧化铝微粉的粒度＜0.005mm。

改性酚醛树脂与酚醛树脂的混合物是，改性酚醛树脂为混合物的40～100wt％，酚醛树脂为混合物的0～60wt％；改性酚醛树脂为钼改性酚醛树脂、镍改性酚醛树脂、钴改性酚醛树脂、二茂化铁改性酚醛树脂中的一种以上。

由于采用上述技术方案，本发明可有效提高炼铁高炉炉衬用炭砖的导热性能，其600℃的导热系数大于30W/(m·K)，延长炭砖的使用寿命。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对保护范围的限制。

实施例1

一种炼铁高炉炉衬用炭砖的制备方法，其特征在于所述炭砖的组分是：电锻煤为30～40wt％、天然鳞片石墨为10～20wt％、人造石墨为24～35wt％、单质硅粉为2～8wt％和氧化铝微粉为3～8wt％，外加上述混合料8～10wt％的钼改性酚醛树脂与酚醛树脂的混合物；其中，钼改性酚醛树脂为混合物的80～95wt％，酚醛树脂为混合物的5～20wt％。

按所述炭砖的组分，其制备工艺是：先将电锻煤和人造石墨混辗1～3分钟，加入树脂进行冷态混辗，混辗时间为3～5分钟，再加入硅粉、氧化铝微粉、天然鳞片石墨和人造石墨细粉，冷态混辗15～30分钟，然后进行冷态模压或振动成型，最后在埋炭气氛下于1200～1250℃条件下烧成。

其中：电锻煤的颗粒级配是，粒度为5～3mm的占10～25wt％、粒度为3～1mm的占10～35wt％、粒度为1～0mm的占10～20wt％；人造石墨的颗粒级配是，粒度为3～1mm的占1～10wt％、粒度为1～0mm的占2～10wt％、粒度＜0.088mm的占2～20wt％；天然鳞片石墨的粒度为＜0.074mm；单质硅粉的粒度为＜0.045mm；氧化铝微粉的粒度＜0.005mm。

本实施例所制备的炼铁高炉炉衬用炭砖经检测，导热系数(600℃)为40～50(W/m·K)。

实施例2