[發明專利]一種爐襯用炭質耐火材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200910060989.4
• 申請日: 2009-03-06
• 公開（公告）號: CN101503302A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 李亞偉;陳希來;葛山;桑紹柏
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/52
• 代理公司: 武漢開元專利代理有限責任公司
• 代理人: 樊 戎

技術領域

本發明屬于炭質耐火材料技術領域，具體涉及一種爐襯用炭質耐火材料及其制備方法。

背景技術

近年來高爐爐缸、爐底的工作條件變得極其惡劣，侵蝕、破損的速度十分迅速，爐缸和 爐底儲存著熾熱的鐵水，修補異常困難，因而如何提高高爐爐缸、爐底的爐襯壽命成為冶金 工作者共同的課題。高爐爐缸、爐底用炭質耐火材料損毀主要有以下幾方面：鐵水的滲透、 溶蝕和沖刷，堿金屬侵蝕，熱應力破壞，氧化熔蝕，CO分解產生C沉積等。

炭質耐火材料的制造方法一般是以電鍛無煙煤作骨料，加入天然鱗片石墨或人造石墨， 以煤焦油瀝青(酚醛樹脂)作為結合劑經配料、混輾、冷態模壓或振動成型后埋炭焙燒而成。 對于煉鐵高爐用炭質耐火材料，在其生產過程中還經常加入金屬硅粉和剛玉粉來提高其微孔 特性和抗侵蝕性能。但是電鍛煤是由無煙煤經1700℃以上高溫煅燒而成，能耗高且其導熱系 數較低一般為2～5W/(m·K)，微孔化率不高(10～20μm，＜1μm孔容積百分率占30～45％，而且 眾所周知，顆粒料的性能直接影響炭磚的性能，因此目前采用普通電鍛煤作為主原料來制備 的炭磚的導熱系數和微孔化率普遍偏低。

發明內容

本發明旨在克服現有炭質耐火材料的技術缺陷，目的是提供一種生產成本較低、工藝簡 單的爐襯用炭質耐火材料的制備方法，用該方法制備的爐襯用炭質耐火材料微孔化率高、導 熱系數高和抗鐵水熔損性優良。

為完成上述任務，本發明采用的技術方案是：爐襯用炭質耐火材料的原料質量百分含量 是：土狀石墨為37～72wt％、天然鱗片石墨為5～40wt％、單質硅粉為3～15wt％和氧化鋁微 粉為3～8wt％，外加上述混合料15～25wt％的中溫瀝青或8～15wt％的酚醛樹脂。

爐襯用炭質耐火材料的制備工藝是：先將土狀石墨干混輾1～3分鐘，加入中溫瀝青進行 熱態混輾或加入酚醛樹脂進行冷態混輾，混輾時間為3～5分鐘，再加入單質硅粉、氧化鋁微 粉和天然鱗片石墨，熱態混輾或冷態混輾15～30分鐘，然后進行熱態模壓或冷態模壓或振動 成型，最后在埋炭氣氛下于1100～1400℃條件下燒成。

其中：土狀石墨的顆粒級配是：粒度為5～3mm的占10～20wt％，粒度為3～1mm的 占15～32wt％，粒度為1～0mm的占12～20wt％；天然鱗片石墨的粒度＜0.074mm；單質硅 粉的粒度＜0.045mm，氧化鋁微粉的粒度＜0.005mm；熱態混輾的溫度為110～150℃；熱態模 壓的溫度為模具溫度～110℃。

由于采用上述技術方案，本發明所采用的主要原料為土狀石墨價格便宜，由于土狀石墨 為天然礦物不用煅燒，省去了原料高溫煅燒工序，有利于炭素廠節約能源，降低成本。又由 于土狀石墨具有超高的微孔特性、較高的導熱性能和含有灰分，因而所制備的炭質耐火材料 平均孔徑小(小于0.1μm)而＜1μm孔容積百分率大(大于85％)，導熱系數高(大于20W/(m·K)) 可有效地降低所制備炭質耐火材料的鐵水溶蝕指數(不大于10％)。

所以，本發明可大大降低炭質耐火材料的生產成本，并使產品具有高的微孔化率和導熱 性能，同時具有優異的抗鐵水熔損性。本發明所制備的炭質耐火材料適合用作煉鐵高爐爐缸 及爐底內襯的炭磚耐火材料，也可以作為礦熱爐、電石爐、煉鋁及化工工業爐襯用炭質耐火 材料。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明做進一步的描述，并非對保護范圍的限制。

實施例1

一種爐襯用炭質耐火材料及其制備方法，該耐火材料的原料質量百分含量是：土狀石墨 為37～40wt％、天然鱗片石墨為37～40wt％、單質硅粉為12～15wt％和氧化鋁微粉為7～ 8wt％，外加上述混合料8～10wt％的酚醛樹脂。

該耐火材料的制備工藝是：先將土狀石墨干混輾1～3分鐘，加入酚醛樹脂進行冷態混輾， 混輾時間為3～5分鐘，再加入單質硅粉、氧化鋁微粉和天然鱗片石墨，冷態混輾15～30分 鐘，然后進行冷態模壓成型，最后在埋炭氣氛下于1350～1400℃條件下燒成。

其中：土狀石墨的顆粒級配是：粒度為5～3mm的占10～20wt％，粒度為3～1mm的 占15～32wt％，粒度為1～0mm的占12～20wt％；天然鱗片石墨的粒度＜0.074mm；單質硅 粉的粒度＜0.045mm，氧化鋁微粉的粒度＜0.005mm。