[發明專利]用于冶煉赤泥的礦熱爐石墨基爐襯及其制備方法

在審

• 申請號: 201711227300.3
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107986802A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 陳士朝;邊妙蓮;孫輝;馬冬陽;曹志成;吳道洪
• 申請（專利權）人: 江蘇省冶金設計院有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/52;C04B35/532
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司11278
• 代理人: 張濤

技術領域

本發明屬于利用耐火材料生產領域，并且更具體地涉及一種用于冶煉赤泥的礦熱爐石墨基爐襯及其制備方法。

背景技術

赤泥是生產氧化鋁過程的副產品，每生產1噸氧化鋁約排放1.5-2噸的赤泥，赤泥中TFe含量約為15-30％，具有可回收的價值，同時由于赤泥具有強堿性，長期的堆放容易導致嚴重的環境問題。利用礦熱爐冶煉赤泥的過程中，由于赤泥中含有強堿性的鈉鹽導致普通的耐火材料侵蝕嚴重，嚴重影響礦熱爐爐齡和經濟效益。

石墨基耐火材料具有抗堿性能良好，導熱系數高等優點，但也存在爐襯易氧化的缺點，鑒于此，發明了一種適用于冶煉赤泥同時具有抗氧化性能良好的礦熱爐石墨基耐火材料。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種適用于冶煉赤泥的礦熱爐石墨基、具有耐堿性爐渣侵蝕和抗氧化性能良好的爐襯及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

根據本發明的一方面，提供一種用于冶煉赤泥的礦熱爐石墨基爐襯，該礦熱爐石墨基爐襯由以下配比的組分組成：氧化鋁纖維10-30重量份、氧化鋁微粉5-15重量份、氧化鋯微粉0.1-10重量份、氧化鎂微粉0.1-10重量份、煅后石油焦50-70重量份、煤瀝青10-20重量份、石油瀝青5-15重量份。

根據本發明的一個實施例，該礦熱爐石墨基爐襯由以下配比的組分組成：氧化鋁纖維15-20重量份、氧化鋁微粉5-10重量份、氧化鋯微粉0.1-5重量份、氧化鎂微粉0.1-5重量份、煅后石油焦50-60重量份、煤瀝青10-15重量份、石油瀝青8-12重量份。

根據本發明的一個實施例，氧化鋁纖維直徑為4-10μm，纖維長度為10-60mm；氧化鋁微粉粒徑為0.045-0.3mm；氧化鋯微粉粒徑為0.045-0.3mm；氧化鎂微粉粒徑為0.045-0.3mm；煅后石油焦的粒徑小于1mm。

根據本發明的一個實施例，煤瀝青是灰分不大于0.3％且水分不大于5％的高溫煤瀝青。

根據本發明的一個實施例，石油瀝青的密度為1.0-1.1g/cm³。

根據本發明的一個實施例，氧化鋁纖維直徑為5-7μm，纖維長度為20-40mm；氧化鋁微粉粒徑為0.075-0.15mm；氧化鋯微粉粒徑為0.075-0.15mm；氧化鎂微粉粒徑為0.075-0.15mm；煅后石油焦的粒徑小于0.85mm。

根據本發明的另一方面，提供一種用于冶煉赤泥的礦熱爐石墨基爐襯的制備方法，該方法包括以下步驟：

1)預混：將氧化鋁纖維、氧化鋁微粉、氧化鋯微粉和氧化鎂微粉置于混料機內混勻，然后加入石油瀝青在高溫下進行攪拌至均勻；

2)混料：將步驟1)中得到的均勻物料和煅后石油焦加入到煤瀝青內攪拌混勻；

3)成型：將步驟2)得到的混勻物料送至成型設備，在成型設備中通過壓力將混勻物料擠出至爐襯磚模具內，邊擠出邊振搗使混勻物料與模具內壁連接緊密形成爐襯磚，同時使爐襯磚密實；

4)焙燒：將步驟3)得到的爐襯磚在焙燒爐中進行焙燒操作；

5)石墨化：將步驟4)焙燒后的爐襯磚在石墨化爐中進行石墨化工藝，待石墨化工藝完成后降溫冷卻即制得礦熱爐石墨基爐襯。

根據本發明的一個實施例，步驟1)預混中的攪拌溫度為80-120℃，攪拌時間為15-30min；步驟2)混料中的攪拌溫度為100-160℃，攪拌時間為20-40min；步驟3)成型中成型設備擠出壓力為1-3MPa，振搗成型壓力為8-15MPa。

根據本發明的一個實施例，步驟4)中焙燒爐的溫度制度為：25-200℃升溫焙燒24h、200℃恒溫焙燒12h、200-650℃升溫焙燒24h、650℃恒溫焙燒12h、650-1050℃升溫焙燒48h、1050℃恒溫焙燒24h、1050-1200℃升溫焙燒24h、1200℃恒溫焙燒24h、1200-300℃降溫焙燒48h、300℃至室溫進行自然冷卻。

根據本發明的一個實施例，焙燒爐的加熱方式為燃燒噴嘴伸入到爐膛中心部位進行燃燒加熱；測溫方式為熱電偶測溫，測溫點在爐膛底部、爐壁、爐膛上部靠近爐襯部位。

根據本發明的一個實施例，燃燒噴嘴采用燃氣噴嘴。

根據本發明的一個實施例，步驟5)中石墨化工藝在溫度2000-3300℃的惰性氣氛下，采用電阻加熱方式。

通過采用上述技術方案，本發明相比于現有技術具有如下優點：