[發明專利]一種高爐爐缸用碳磚及其制備方法

有效

• 申請號: 201710620050.3
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107324827B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 王周福;姜鵬程;劉浩;王璽堂;馬妍
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/532;C04B35/52
• 代理公司: 42222 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 張火春<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明涉及一種高爐爐缸用碳磚及其制備方法。其技術方案是：先將煤焦油瀝青、硬脂酸鹽、多聚磷酸、表面活性劑、添加劑和絡合劑混勻，熱處理，破碎，篩分，得到粒度小于0.088mm的篩分料A；再將篩分料A、馬來酸、氧化鋅粉、銅粉和絡合劑混勻，熱處理，破碎，篩分，得到粒度小于0.088mm的篩分料B。然后將粒徑為8~1mm的電煅無煙煤、粒徑小于1mm且大于等于0.088mm的電煅無煙煤、土狀石墨、篩分料B、熱固性酚醛樹脂、錳粉和鈷粉混碾，模壓成型，固化，在埋碳氣氛和1300~1500℃條件下焙燒5~8小時，即得所述高爐爐缸用碳磚。本發明原料來源廣泛、工藝簡單和生產成本低，所制制品碳磚強度高、導熱系數大和抗鐵水熔損性優異。

技術領域

本發明屬于碳磚技術領域。具體涉及一種高爐爐缸用碳磚及其制備方法。

背景技術

高爐是鋼鐵冶金行業中利用鐵礦石-焦炭還原法生產鐵水的主體設備。隨著高爐向現代化、大型化發展和實現強化冶煉技術，延長高爐壽命成為鋼鐵企業降耗增效的主要途徑。決定高爐壽命的區域主要是爐底和爐缸區域，尤其是鐵口及鐵口以下的異常侵蝕區域。由于炭質耐火材料具有導熱性好、熱震穩定性高、熱膨脹系數低以及和鐵親和性差等優點而被廣泛用作爐缸內襯材料。爐缸內襯材料工作環境惡劣，對其使用壽命的影響因素眾多。因此，開發具有抗鐵水侵蝕性和抗氧化性優異、導熱率高的高爐爐缸用碳磚，對于延長高爐壽命和保證高爐安全生產具有重要意義。

高爐爐缸用碳磚通常以無煙煤、石墨和石油焦等為主要原料，以瀝青為粘結劑，經不同溫度焙燒而成。但是，采用現有技術方案制備的高爐爐缸用碳磚，由于瀝青揮發份高及殘炭率較低，使所制得的碳磚強度、導熱系數和抗熔損性能下降；采用樹脂作為添加劑或結合劑，雖便于產品的低溫或常溫成型，但會顯著提高成本，另外，樹脂炭化后會形成非晶態的玻璃碳，導熱差和殘炭率低，大大降低了碳磚的導熱性能。

發明內容

本發明旨在克服現有技術存在的缺陷，目的是提供一種原料來源廣泛、工藝簡單和生產成本低的高爐爐缸用碳磚的制備方法，用該方法制備的高爐爐缸用碳磚強度高、導熱系數大和抗鐵水熔損性優異。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案的具體步驟是：

第一步、將60~80wt%的煤焦油瀝青、1~10wt%的硬脂酸鹽、1~10wt%的多聚磷酸、1~10wt%的表面活性劑、1~5wt%的添加劑和1~5wt%的絡合劑混合均勻，在100~200℃條件下熱處理2~5小時，冷卻至室溫，破碎，篩分，得到粒度小于0.088mm的篩分料A。

第二步、將70~90wt%的所述篩分料A、1~10wt%的馬來酸、1~5wt%的氧化鋅粉、1~5wt%的銅粉和1~10wt%的所述絡合劑混合均勻，在100~200℃條件下熱處理2~5小時，冷卻至室溫，破碎，篩分，得到粒度小于0.088mm的篩分料B。

第三步、將30~50wt%的粒徑為1~8mm的電煅無煙煤、10~30wt%的粒徑小于1mm且大于等于0.088mm的電煅無煙煤、10~30wt%的土狀石墨、10~20wt%的所述篩分料B、10~20wt%的熱固性酚醛樹脂、1~5wt%的錳粉和1~5wt%的鈷粉混碾5~10分鐘，模壓成型，再于150~220℃條件下固化5~10小時，然后在埋碳氣氛和1300~1500℃的條件下焙燒5~8小時，即得所述高爐爐缸用碳磚。

由于采用上述技術方案，本發明與現有技術相比具有如下積極效果：

1、本發明利用煤焦油瀝青、電煅無煙煤、土狀石墨等不同原料在不同溫度條件下的反應性，形成炭質結合為主的微結構增強，輔以不同種類原料的顆粒搭配，提高了材料對外部應力的抵抗能力，因而制得的高爐爐缸用碳磚具有高的強度。