[發明專利]一種高強度超微孔電煅煤基炭磚及其制備方法

有效

• 申請號: 201810419489.4
• 申請日: 2018-05-04
• 公開（公告）號: CN108585863B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 桑紹柏;王同生;李亞偉;徐義彪
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B35/532
• 分類號: C04B35/532;C04B35/622;C04B35/628;C04B38/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發明涉及一種高強度超微孔電煅煤基炭磚及其制備方法。其技術方案是：以10～25wt％的除塵粉、8～16wt％的α?Al₂O₃微粉、4～8wt％的硅粉、1～4wt％的超細微晶石墨的和2～4wt％的瀝青為基質，以50～65wt％的浸漬處理電煅煤顆粒為骨料，外加基質和骨料之和的10～20wt％的熱固性酚醛樹脂；基質共混后得混合粉，向混碾后的骨料中加入熱固性酚醛樹脂，混碾，加入混合粉，混碾，成型；干燥，在埋碳氣氛和1150～1250℃條件下燒成，制得高強度超微孔電煅煤基炭磚。所述浸漬處理電煅無煙煤顆粒是將電煅無煙煤顆粒浸泡于α?Al₂O₃微粉、水和減水劑球磨后得到的漿料中抽真空制得。本發明制備成本低，所制制品強度高、微孔化率高、熱導率高和抗鐵水侵蝕性能優異。

技術領域

本發明屬于電煅煤基炭磚技術領域。具體涉及一種高強度超微孔電煅煤基炭磚及其制備方法。

背景技術

高爐炭磚的使用壽命決定著高爐的一代爐役。為保證高爐壽命，通常將導熱系數、1μm孔容積率及鐵水溶蝕指數定為炭磚的關鍵性能指標。近些年，隨著高爐大型化和長壽化發展，以及高風壓、高風溫和富氧噴煤等強化冶煉技術的應用，對爐缸爐底炭磚的性能提出了更高的要求。因此，開發新一代高強度、高微孔化率、高導熱和高抗蝕的高爐炭磚對高爐長壽具有重要意義。

目前，高爐炭磚一般采用電煅無煙煤作為主要原料，焦油瀝青或酚醛樹脂作結合劑，采用振動成型，按一定的焙燒制度埋碳焙燒，后經加工而成。由于電煅無煙煤自身多孔，因此電煅煤基炭磚的強度和微孔化率較低。為提高電煅煤基炭磚的微孔化率，國內外多數廠家都采用添加一定量氧化鋁微粉或單質硅粉，通過氧化鋁微粉物理填充孔洞或高溫下單質硅粉原位反應生成碳化硅晶須填充氣孔，來改善炭磚的微孔化率。如“一種煉鐵高爐爐襯用炭磚及其制備方法”(CN1301934C)、“高導熱微孔模壓炭磚及其生產方法”(CN1328219C)、“一種抗鐵水溶蝕性的高爐炭磚及其制備方法”(CN101602603A)、“一種高爐爐缸爐底用炭磚及其制備方法”(CN102432316A)、“一種高導熱超微孔炭磚及其制備方法”(CN102992805B)、“一種高爐爐缸爐底用耐火材料及其制備方法”(CN102603343B)等專利技術，在高爐炭磚的制備過程中添加3～20wt％的氧化鋁微粉或4～30wt％的單質硅粉，雖在一定程度上提高了高爐炭磚的微孔化率，但仍達不到超微孔炭磚的水平(1μm孔容積率大于85％)，而且強度不高(常溫強度大約為35MPa)。此外，傳統振動成型方式的成型壓力往往較小，成型后的炭磚生坯并不致密，同時存在焙燒后大塊炭磚質量不均勻的問題。

發明內容

本發明旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種成本低和易于工業化生產的高強度超微孔電煅煤基炭磚的制備方法，用該方法制備的高強度超微孔電煅煤基炭磚具有強度高、微孔化率高、熱導率高和抗鐵水侵蝕性能優異的特點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

以10～25wt％的除塵粉、8～16wt％的α-Al₂O₃微粉、4～8wt％的硅粉、1～4wt％的超細微晶石墨的和2～4wt％的瀝青為基質，以50～65wt％的浸漬處理電煅無煙煤顆粒為骨料，外加所述基質和所述骨料之和的10～20wt％的熱固性酚醛樹脂為結合劑。

將所述基質共混1～3小時，得到混合粉；將所述骨料置于混碾機中，混碾5～10分鐘，再加入所述熱固性酚醛樹脂，混碾5～10分鐘，然后加入所述混合粉，混碾15～30分鐘；成型，于110～200℃條件下干燥，在埋碳氣氛和1150～1250℃條件下燒成，制得高強度超微孔電煅煤基炭磚。