[發明專利]一種焦爐炭化室爐墻用超高導熱硅磚及其制備方法

有效

• 申請號: 201410631575.3
• 申請日: 2014-11-12
• 公開（公告）號: CN104591749A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 薄鈞;甘菲芳;鄭德勝;劉杰;臧純勇;徐志棟;王建武;唐莉;陳志勇
• 申請（專利權）人: 中鋼集團耐火材料有限公司;寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及焦爐所用的超高導熱硅磚，具體涉及一種焦爐炭化室爐墻用超高導熱硅磚。

背景技術

中國是世界焦炭生產大國和消費大國。資料顯示，中國的焦炭產量占世界焦炭產量的約60%。焦炭生產外排粉塵量約占全國粉塵排放總量的6%。?新的歷史時期，受環境逐漸惡化的影響，焦化行業將面臨著節能減排標準提高的新考驗，節能減排任務重大。因此，在煉焦領域，焦爐用節能、環保耐火材料的推廣與使用已成必然之勢。

在煉焦過程中，焦爐燃燒室的熱量通過硅磚爐墻傳導到炭化室中，屬于隔焰傳熱。在傳熱過程中，如果能將燃燒室內更多的熱量傳遞到炭化室，便起到了節能的作用。因此，提高爐墻材質的熱導率對焦爐的節能有著非常重要的意義。在保證炭化室內溫度不變的情況下，用超高導熱硅磚砌筑的燃燒室內的火焰溫度相比普通硅磚可以更低一些，那么煉成噸焦所需的燃料量必然降低，起到了節能的作用。在節能的同時，排放到大氣中的NO_x氣體必然會減少，因此，超高導熱硅磚在節能的同時也起到了環保的作用。

早在上世紀八十年代歐美等發達國家通過在硅磚中引入金屬氧化物如氧化鐵、氧化銅等，都使硅磚的熱導率有不同程度的提高，但由于這部分氧化物的引入，使得硅磚的高溫強度及化學穩定性大大降低，以致于該產品沒有能夠被市場所接受。

???近年來，各種單一性能提高的新型硅磚逐步出現在市場上，中國專利200510048575.1?公開了一種復合硅磚，該專利的焦爐用硅磚突出其熱震穩定性好、常溫耐壓強度高、荷重軟化點高等特點，生產過程中采用了SiC原料，鐵鱗粉、礦化劑CaO、添加劑Na₂CO₃。中國專利20071006241.5?公開了一種7.63m焦爐用硅磚，其硅磚有常溫耐壓強度高、氣孔率較低、耐火度較高、Fe₂O₃低的特點，其生產技術的特點在于添加劑用了錳粉，礦化劑采用石灰乳。如中國專利200810049567.2?公開了一種納米復合硅磚及其制備方法，該專利技術的特點在于采用了很多納米化合物，如納米CaCO₃、納米氧化鐵、納米SiO₂原料，利于分散在水中，達到性能相對均一的結果，利用這種方法生產出的硅磚其優勢在于常溫耐壓強度高，同時可降低燒成溫度20℃以節省能源，降低生產企業的成本。中國專利201310146445.6公開了一種焦爐用高導熱硅磚及其制備方法，其產品的熱導率達到2.30-2.50W/m·k，該生產技術方法特點是引入了硅質非氧化物Si?，分散劑羧甲基纖維素（CMC）等。

以上技術都在于突出了提高硅磚的常規物理性能，在制造技術上采用了一些特殊原材料，以達到比普通硅磚更好的技術指標，沒有考慮到其綜合使用性能。本發明提供了一種高溫性能穩定的高導熱硅磚及其生產工藝方法，據測算，該高導熱硅磚熱導率的提高，可以降低煤氣消耗10%左右。

發明內容

為以解決上述技術的不足，本發明提供一種超高導熱硅磚及其制備方法。采用的技術方案為在結晶硅石中通過引入10~20%比重的熔融石英，1~15%比重的Si₃N₄，額外增加一部分減水劑，通過模壓成型，干燥，在隧道窯中以燒成溫度1400~1470℃之間制成制品。起始物料的重量百分比為：結晶硅石（顆粒加細粉）60~70%，熔融石英10~20%，廢硅磚3~20%，氮化硅1~15%，添加劑+1~4%，減水劑+0.1~0.3%，紙漿廢液+6.9~9.5%。

所述結晶硅石SiO₂含量大于99%，粒度要求≤2.5mm；

所述熔融石英SiO₂含量大于99.5%，粒度為≤2.0mm；

所述氮化硅Si₃N₄含量90%，且粒度要求為≤0.088mm；

所述廢硅磚SiO₂含量大于95%，粒度為≤2.50mm；

所述添加劑為鉀長石、粘土、螢石的混合物，粒度≤0.088mm；

所述減水劑為三聚磷酸鈉；結合劑為紙漿廢液。

一種超高導熱硅磚制備方法為：將硅石原料與其它物料按照所述原料配比送入濕碾混練，將混好的物料機壓成型，成型后的磚坯送入干燥器干燥，干燥后的磚坯放入隧道窯中焙燒，燒成溫度為1400～1470℃，保溫72小時，冷卻出窯后即制得超高導熱硅磚。