[发明专利]一种高强度超微孔电煅煤基炭砖及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高强度超微孔电煅煤基炭砖及其制备方法。其技术方案是：以10～25wt％的除尘粉、8～16wt％的α‑Al₂O₃微粉、4～8wt％的硅粉、1～4wt％的超细微晶石墨的和2～4wt％的沥青为基质，以50～65wt％的浸渍处理电煅煤颗粒为骨料，外加基质和骨料之和的10～20wt％的热固性酚醛树脂；基质共混后得混合粉，向混碾后的骨料中加入热固性酚醛树脂，混碾，加入混合粉，混碾，成型；干燥，在埋碳气氛和1150～1250℃条件下烧成，制得高强度超微孔电煅煤基炭砖。所述浸渍处理电煅无烟煤颗粒是将电煅无烟煤颗粒浸泡于α‑Al₂O₃微粉、水和减水剂球磨后得到的浆料中抽真空制得。本发明制备成本低，所制制品强度高、微孔化率高、热导率高和抗铁水侵蚀性能优异。

技术领域

本发明属于电煅煤基炭砖技术领域。具体涉及一种高强度超微孔电煅煤基炭砖及其制备方法。

背景技术

高炉炭砖的使用寿命决定着高炉的一代炉役。为保证高炉寿命，通常将导热系数、1μm孔容积率及铁水溶蚀指数定为炭砖的关键性能指标。近些年，随着高炉大型化和长寿化发展，以及高风压、高风温和富氧喷煤等强化冶炼技术的应用，对炉缸炉底炭砖的性能提出了更高的要求。因此，开发新一代高强度、高微孔化率、高导热和高抗蚀的高炉炭砖对高炉长寿具有重要意义。

目前，高炉炭砖一般采用电煅无烟煤作为主要原料，焦油沥青或酚醛树脂作结合剂，采用振动成型，按一定的焙烧制度埋碳焙烧，后经加工而成。由于电煅无烟煤自身多孔，因此电煅煤基炭砖的强度和微孔化率较低。为提高电煅煤基炭砖的微孔化率，国内外多数厂家都采用添加一定量氧化铝微粉或单质硅粉，通过氧化铝微粉物理填充孔洞或高温下单质硅粉原位反应生成碳化硅晶须填充气孔，来改善炭砖的微孔化率。如“一种炼铁高炉炉衬用炭砖及其制备方法”(CN1301934C)、“高导热微孔模压炭砖及其生产方法”(CN1328219C)、“一种抗铁水溶蚀性的高炉炭砖及其制备方法”(CN101602603A)、“一种高炉炉缸炉底用炭砖及其制备方法”(CN102432316A)、“一种高导热超微孔炭砖及其制备方法”(CN102992805B)、“一种高炉炉缸炉底用耐火材料及其制备方法”(CN102603343B)等专利技术，在高炉炭砖的制备过程中添加3～20wt％的氧化铝微粉或4～30wt％的单质硅粉，虽在一定程度上提高了高炉炭砖的微孔化率，但仍达不到超微孔炭砖的水平(1μm孔容积率大于85％)，而且强度不高(常温强度大约为35MPa)。此外，传统振动成型方式的成型压力往往较小，成型后的炭砖生坯并不致密，同时存在焙烧后大块炭砖质量不均匀的问题。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种成本低和易于工业化生产的高强度超微孔电煅煤基炭砖的制备方法，用该方法制备的高强度超微孔电煅煤基炭砖具有强度高、微孔化率高、热导率高和抗铁水侵蚀性能优异的特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

以10～25wt％的除尘粉、8～16wt％的α-Al₂O₃微粉、4～8wt％的硅粉、1～4wt％的超细微晶石墨的和2～4wt％的沥青为基质，以50～65wt％的浸渍处理电煅无烟煤颗粒为骨料，外加所述基质和所述骨料之和的10～20wt％的热固性酚醛树脂为结合剂。

将所述基质共混1～3小时，得到混合粉；将所述骨料置于混碾机中，混碾5～10分钟，再加入所述热固性酚醛树脂，混碾5～10分钟，然后加入所述混合粉，混碾15～30分钟；成型，于110～200℃条件下干燥，在埋碳气氛和1150～1250℃条件下烧成，制得高强度超微孔电煅煤基炭砖。