[发明专利]一种多孔保温炭块及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多孔保温炭块及其制备方法，解决的技术问题是如何利用碳材料优良的耐高温和抗热震性能制备出高炉、电炉用炉衬炭砖。本发明由以下原料制备而成：55～70重量份的焦炭粉末、25～40重量份的粘结剂、1～5重量份的造孔剂和1～3重量份的润滑剂。本发明利用碳材料优良的耐高温和抗热震性能，通过造孔的方式降低炭砖的热导率来生产出可以应用于2000℃以上高温环境中的保温材料。

技术领域

本发明涉及炭素保温领域，具体涉及一种高炉、电炉用多孔保温炭块及其制备方法。

背景技术

现有生产炭块的厂家主要生产高炉、电炉用炉衬炭砖，生产时只关注炭砖的导热性能，极少关注炭砖的保温性能。而碳材料是极少数能够耐受2000℃以上温度的材料，且相较于其他能够耐受2000℃以上的保温材料更加的廉价。如何利用碳材料优良的耐高温和抗热震性能制备出高炉、电炉用炉衬炭砖是生产炭块的厂家急需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何利用碳材料优良的耐高温和抗热震性能制备出高炉、电炉用炉衬炭砖，提供一种可以应用于2000℃以上高温环境中的多孔保温炭块及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：一种多孔保温炭块，由以下原料制备而成：55～70重量份的焦炭粉末、25～40重量份的粘结剂、1～5重量份的造孔剂和1～3重量份的润滑剂。所述的焦炭粉末为骨料，所述的粘结剂、造孔剂和润滑剂为辅料。

所述的造孔剂为粒径0.1～1.5mm的聚苯乙烯泡沫微球颗粒，所述的粘结剂为煤焦油或煤沥青，所述的润滑剂为油酸。

一种多孔保温炭块的制备方法，包括以下步骤：1、先将混捏锅加热到55～75摄氏度，然后将焦炭粉末、泡沫微球颗粒置于混捏锅中共混30～60分钟，得到混合均匀的基质粉末；

2、将粘结剂煤焦油加入到混合好的基质粉末中，在混捏锅中充分混合30～60分钟；

3、再向混捏锅中加入润滑剂油酸继续搅拌10分钟，得到生产所需糊料；

4、将步骤3制得的糊料加入压机内成型，成型后干燥，得到炭砖生坯；

5、将炭砖生坯放入惰性保护气氛下煅烧至700-1350摄氏度，保温1-5h，制得多孔保温炭砖。

所述的焦炭粉末的粒度≤100目。

步骤4所述的糊料加入压机内成型后，在室温下干燥24h后放入烘箱，分阶段在80～150℃干燥4-10h，得到炭砖生坯。本发明所述的分阶段在80～150℃干燥8h指的是在烘箱内分80℃、100℃、120℃、 150℃等多个温度段进行烘干，温度缓慢升高，保证炭砖生胚的烘干过程是循序渐进的，防止温度升高过于剧烈，影响产品质量，成型后干燥，得到炭砖生坯。

本发明所述焦炭粉末具有较高的孔隙率，且属于难石墨化的焦炭粉末，保证炭砖在经历高温后保持自身结构的无序性，从而防止高温下碳材料石墨化对热导率的影响；所述多孔炭砖所使用的聚苯乙烯泡沫微球颗粒，在炭化后体积会收缩，从而留下孔洞。并且聚苯乙烯泡沫微球颗粒炭化形成的炭亦属于难石墨化炭；

所述多孔炭砖所使用的粘结剂在常温下仍有效，可以在常温下进行成型，并且可以通过调整加入水的量和适当添加塑性剂或润滑剂来调整糊料，使得所述方法可以适用于挤压、模压等各种成型方式。

本发明利用碳材料优良的耐高温和抗热震性能，通过造孔的方式降低炭砖的热导率来生产出可以应用于2000℃以上高温环境中的保温材料。

具体实施方式

下面，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。