[发明专利]矿热电炉碳化硅质炉门砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶炼非金属耐火材料技术领域，特别涉及了矿热电炉碳化硅质炉门砖及其制备方法。

背景技术

矿热电炉的炉门部位由于需要频繁经受高温炉渣与熔融金属流动的冲刷与化学侵蚀作用，并且还要经常处于工作状态与封闭状态时高温和低温两种不同环境的频繁转换中，需要经受急冷急热状态的考验，因此矿热电炉的炉门部位的耐火砖能够达到的技术性能成为影响炉体内衬整体寿命的关键环节。

现有矿热电炉炉门部位主要由高铝砖砌筑而成，没有专为矿热电炉设计制成的适合炉门部位苛刻工作条件的炉门砖。这种传统的由高铝砖砌筑的炉门其主要缺陷为：1、炉门位置频繁经受高温炉渣与熔融金属的冲刷，高铝材料的耐磨性能的不足，高铝炉门砖抗侵蚀抗冲刷能力较差，导致炉门部位首先报废。2、由高铝砖砌筑的炉门部位所形成的砖体较小且砖缝较多，使得砖缝部分容易首先受到侵蚀和冲刷而损坏，而且炉门部位整体稳固程度较低，容易形成炉门部位整体断裂损坏。3、炉门部位经常处在工作与封闭两种状态的不断转换过程中，需要频繁经受急热急冷状态的考验，传统高铝材料制成的砖体的热稳定性能不能满足急冷急热苛刻环境条件的要求，从而容易出现砖体断裂受损等情况。以上缺陷使得传统高铝砖砌筑的矿热电炉炉门寿命最多只能达到90天，影响矿热电炉整体使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用寿命长的矿热电炉碳化硅质炉门砖及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

矿热电炉碳化硅质炉门砖，由炉门砖料、占炉门砖料重量百分含量4~5.5%的水、防氧化涂料制成；所述炉门砖料由以下重量百分含量的原料组成：工业碳化硅 78~85%、耐火粘土 5~10%、二氧化硅微粉 2~5%、金属硅微粉 1~2%、纯铝酸钙水泥 3~5%；所述防氧化涂料由以下重量百分含量的原料组成：石英粉 50~60%、耐火粘土 5~10%、钾长石 8~12%、硼酸 8~12%、水玻璃溶液 15~20%。所述水玻璃溶液即为市购的液态水玻璃。

较好地，炉门砖料中：工业碳化硅的粒度优选≤3mm，耐火粘土、二氧化硅微粉、金属硅微粉和纯铝酸钙水泥的粒度均优选200~300目。

较好地，防氧化涂料中：石英粉、耐火粘土、钾长石和硼酸的粒度均优选≤0.088mm。

进一步地，炉门砖的长×宽×厚规格为：600mm×650mm×200mm到700mm×850mm×400mm之间。

矿热电炉碳化硅质炉门砖的制备方法，步骤如下：

（1）、按防氧化涂料原料配比取料，搅拌混合均匀制得防氧化涂料，备用；

（2）、按炉门砖料原料配比取料，加水搅拌混合均匀，在模具中浇注并振动成型，得半成品；

（3）、成型后在半成品表面均匀涂刷一层防氧化涂料，经保养、烘干后，在1400~1550℃下烧结成型。

较好地，烘干温度优选为110~200℃，烘干时间优选为72~96h。

较好地，烧结时间优选为8~24h。

本发明的有益效果：

1、本发明矿热电炉炉门砖使用的原材料采用工业碳化硅为主要材料，提高制品的耐急热急冷的热稳定性能和耐磨性能。

2、在材料中加入二氧化硅微粉和金属硅微粉作为陶瓷化添加剂，使炉门砖制品内部微孔结构消除或降低。同时采用在制品表面增加二氧化硅质防氧化涂层，并经过烧结形成制品表面陶瓷化的生产工艺，从而较大程度地增加矿热电炉炉门砖制品的表面抗氧化性能以及耐磨与抗侵蚀性能。

3、本发明矿热电炉炉门砖设计为整体大规格方案，砖体规格设计为600mm×650mm×200mm到700mm×850mm×400mm之间，从而达到增加炉门部位整体结构强度的目的。

4、成型工艺由分层捣打改进为整体浇铸振动成型，增加制品成品的均匀与致密性。

5、烧结温度控制在1400℃~1550℃之间，烧结时间控制在8h以上。

6、本发明矿热电炉炉门砖达到的主要性能指标：气孔率≤19%，体积密度≥2.5g/cm³，耐急热急冷＞30次，常温耐压强度＞70Mpa，荷重软化点≥1620℃。炉门砖整体使用寿命延长至270天以上。

具体实施方式

以下实施例中，炉门砖料中：工业碳化硅的粒度≤3mm，耐火粘土、二氧化硅微粉、金属硅微粉和纯铝酸钙水泥的粒度均为200~300目；防氧化涂料中：石英粉、耐火粘土、钾长石和硼酸的粒度均≤0.088mm。

实施例1