[發明專利]長壽命高爐風口耐磨陶瓷襯套生產方法

有效

• 申請號: 201010266607.6
• 申請日: 2010-08-30
• 公開（公告）號: CN101913882A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 洪學勤;陳光勝;鄧棠;雷中興;張良祥;韋堅;王承柏
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: C04B35/622
• 分類號: C04B35/622;C04B35/565;C04B35/66
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔

技術領域

本發明涉及一種耐磨陶瓷襯套的生產方法，具體的涉及一種長壽命高爐風口耐磨陶瓷襯套的生產方法。

背景技術

風口襯套是高爐生產的消耗備件，長期在爐內承受高溫并承受煤粉的磨損，工作使用條件極其惡劣，壽命長短直接影響高爐的正常運行，風口襯套壽命短帶來如下問題：(1)需要頻繁更換風口襯套，導致人工成本和生產的增加；(2)更換風口襯套時需要降壓休風，從而影響生產進度，帶來能源消耗增加的問題。

為了延長使用壽命，風口襯套應該滿足耐高溫、耐腐蝕、磨損、燒損的要求。目前使用的風口襯套大多采用純銅來制造，也有采用氮化硅結合碳化硅生產的，還有的是在風口襯套工作表面噴涂一層耐磨耐熱材料的。噴涂有耐磨耐熱材料的風口襯套耐高溫性能差，耐磨層極易脫落或被沖刷掉；而以紫銅、純銅以及氮化硅結合碳化硅生產的風口襯套由于使用材料性能的影響，生產成本高，在鐵水和爐渣的侵蝕及爐料熱風氣流的沖刷下，使用壽命也不高，通常風口襯套的使用壽命僅為20天。

發明內容

本發明解決了上述技術問題，提供一種工藝簡單、生產成本低、耐高溫、耐腐蝕、磨損、燒損的長壽命高爐風口耐磨陶瓷襯套生產方法。

技術方案為將重量份數為碳化硅50～70，單質硅為20～30，碳黑為10～20，蒸餾水22～35，PH值在6.5～7.3之間的聚乙烯醇3～5，羊毛脂0.2～0.5的原料經配料、制漿、制模、成型、干燥、修坯、燒結、精整制成。優選原料配比為：碳化硅70，單質硅為20，碳黑為10、蒸餾水27、聚乙烯醇4、羊毛脂0.3。

還加入碳化硼重量份0.1～0.4。優選0.1重量份。

所述生產方法具體為：

配料：準備前述重量比例的原料；優選控制粉料組份粒徑在240目～1200目。

制漿：先將碳化硅加入到蒸餾水中，攪拌3～7小時后，再加入單質硅攪拌3～5小時，再加入炭黑，羊毛脂、碳化硼進行攪拌，最后加入聚乙烯醇，攪拌不少于7～10小時，料漿混合均勻成膏狀；

制模：根據風口尺寸加工風口襯套內外型模；

成型：采用實心注漿法進行注漿；

干燥：成型坯體脫模后，45℃～75℃的干燥房進行60～72小時烘干；

修坯：成型坯體干燥后，對坯體表面的缺陷進行修整；

燒結：將修整好的坯體放入真空爐，升溫到1800℃～2000℃進行真空反應燒結，燒結時真空度低于0.1Pa，在溫度1560℃～1650℃時的燒結時間為4～6小時以保證滲硅的充分進行；

精整：將經過真空燒結反應后的坯體通過噴丸或者打磨，去除殘留在坯體表面的單質硅和雜質后制成長壽命高爐風口耐磨陶瓷襯套。

耐磨陶瓷材料由于具有耐磨性好、生產成本低的優點被廣泛使用于各行業中，但是本發明中的風口襯套工作環境極其惡劣，耐高溫、磨蝕的要求極高，采用普通的耐磨陶瓷材料制作的風口襯套還是難以滿足長壽命要求，不僅如此，普通耐磨陶瓷材料原料中需要加入的有機分散劑、均勻劑均依賴進口，均在采購成本高，運輸周期長的問題。

本發明配方中采用羊毛脂同時替代現有的有機分散劑、均勻劑，使原料能夠全部國產化，降低了采購成本的同時，由于羊毛脂同時具有分散劑、均勻劑特性，加入本配方中并合理控制加入量，可以使制得的成品襯套中各組分的均勻性和分散性更好，大大增加產品高溫下的各項性能指標。

進一步的，在上述配方中添加了碳化硼，由于碳化硼具有耐高溫強度以及硬度大的特性，加入配方中能顯著增加產品高溫下的抗腐蝕性能，其加入量應控制在0.1～0.4之間，不可過多或過少，過多則容易造成產品開裂，過少會起不到相應增加高溫強度的作用和抗腐蝕的能力。

有益效果：

(1)本發明高爐風口襯套能夠在溫度高達1300℃的工況中正常工作，具有優異的耐腐蝕、燒損和磨損的性能。

(2)較現有高爐風口襯套相比，其工作壽命得到大幅提高，可達100天以上，無需頻繁更換襯套，減少了人工成本和生產成本，降低了由于降壓休風帶來的能源消耗、保證生產的連續性。

(3)與現有的耐磨陶瓷材料相比，在密度、硬度、斷裂韌性方面具有突出的優點，密度由2.65g/cm³提高到3.11g/cm³，常溫耐壓強度由160MPa提高到243MPa；1200℃熱態抗折強度由40MPa提高到279MPa，1200℃導熱系數由17提高到41W/mK。

(4)避免使用金屬材料，且原料可全部國產化，保證各項性能的同時，降低了采購成本，減少因為使用金屬材料制造風口襯套造成的資源浪費，具有廣闊的市場應用前景。

具體實施方式