[发明专利]一种高炉炉缸用碳砖及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高炉炉缸用碳砖及其制备方法。其技术方案是：先将煤焦油沥青、硬脂酸盐、多聚磷酸、表面活性剂、添加剂和络合剂混匀，热处理，破碎，筛分，得到粒度小于0.088mm的筛分料A；再将筛分料A、马来酸、氧化锌粉、铜粉和络合剂混匀，热处理，破碎，筛分，得到粒度小于0.088mm的筛分料B。然后将粒径为8~1mm的电煅无烟煤、粒径小于1mm且大于等于0.088mm的电煅无烟煤、土状石墨、筛分料B、热固性酚醛树脂、锰粉和钴粉混碾，模压成型，固化，在埋碳气氛和1300~1500℃条件下焙烧5~8小时，即得所述高炉炉缸用碳砖。本发明原料来源广泛、工艺简单和生产成本低，所制制品碳砖强度高、导热系数大和抗铁水熔损性优异。

技术领域

本发明属于碳砖技术领域。具体涉及一种高炉炉缸用碳砖及其制备方法。

背景技术

高炉是钢铁冶金行业中利用铁矿石-焦炭还原法生产铁水的主体设备。随着高炉向现代化、大型化发展和实现强化冶炼技术，延长高炉寿命成为钢铁企业降耗增效的主要途径。决定高炉寿命的区域主要是炉底和炉缸区域，尤其是铁口及铁口以下的异常侵蚀区域。由于炭质耐火材料具有导热性好、热震稳定性高、热膨胀系数低以及和铁亲和性差等优点而被广泛用作炉缸内衬材料。炉缸内衬材料工作环境恶劣，对其使用寿命的影响因素众多。因此，开发具有抗铁水侵蚀性和抗氧化性优异、导热率高的高炉炉缸用碳砖，对于延长高炉寿命和保证高炉安全生产具有重要意义。

高炉炉缸用碳砖通常以无烟煤、石墨和石油焦等为主要原料，以沥青为粘结剂，经不同温度焙烧而成。但是，采用现有技术方案制备的高炉炉缸用碳砖，由于沥青挥发份高及残炭率较低，使所制得的碳砖强度、导热系数和抗熔损性能下降；采用树脂作为添加剂或结合剂，虽便于产品的低温或常温成型，但会显著提高成本，另外，树脂炭化后会形成非晶态的玻璃碳，导热差和残炭率低，大大降低了碳砖的导热性能。

发明内容

本发明旨在克服现有技术存在的缺陷，目的是提供一种原料来源广泛、工艺简单和生产成本低的高炉炉缸用碳砖的制备方法，用该方法制备的高炉炉缸用碳砖强度高、导热系数大和抗铁水熔损性优异。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案的具体步骤是：

第一步、将60~80wt%的煤焦油沥青、1~10wt%的硬脂酸盐、1~10wt%的多聚磷酸、1~10wt%的表面活性剂、1~5wt%的添加剂和1~5wt%的络合剂混合均匀，在100~200℃条件下热处理2~5小时，冷却至室温，破碎，筛分，得到粒度小于0.088mm的筛分料A。

第二步、将70~90wt%的所述筛分料A、1~10wt%的马来酸、1~5wt%的氧化锌粉、1~5wt%的铜粉和1~10wt%的所述络合剂混合均匀，在100~200℃条件下热处理2~5小时，冷却至室温，破碎，筛分，得到粒度小于0.088mm的筛分料B。

第三步、将30~50wt%的粒径为1~8mm的电煅无烟煤、10~30wt%的粒径小于1mm且大于等于0.088mm的电煅无烟煤、10~30wt%的土状石墨、10~20wt%的所述筛分料B、10~20wt%的热固性酚醛树脂、1~5wt%的锰粉和1~5wt%的钴粉混碾5~10分钟，模压成型，再于150~220℃条件下固化5~10小时，然后在埋碳气氛和1300~1500℃的条件下焙烧5~8小时，即得所述高炉炉缸用碳砖。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：

1、本发明利用煤焦油沥青、电煅无烟煤、土状石墨等不同原料在不同温度条件下的反应性，形成炭质结合为主的微结构增强，辅以不同种类原料的颗粒搭配，提高了材料对外部应力的抵抗能力，因而制得的高炉炉缸用碳砖具有高的强度。