專利名稱：高爐用高導(dǎo)熱炭磚及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種煉鐵高爐用炭質(zhì)耐火材料及其制造方法，尤其涉及一種適合用做高爐爐底內(nèi)襯的高導(dǎo)熱碳磚及其制造方法。
背景技術(shù)：
高爐是大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中利用鐵礦石-焦炭還原法生產(chǎn)鐵水的主體設(shè)備。炭磚由于具有良好的高溫強(qiáng)度、優(yōu)異的抗渣性、耐堿性好、導(dǎo)熱性能好而被用做高爐爐缸和爐底部位的內(nèi)襯材料。近幾十年以來，由于熱修補(bǔ)技術(shù)的迅速發(fā)展，高爐爐身部位可以實(shí)現(xiàn)熱修補(bǔ)，爐身部位耐火材料的質(zhì)量不再?zèng)Q定高爐一代壽命。高爐爐缸由于儲(chǔ)存著熾熱的鐵水，無法實(shí)現(xiàn)熱修補(bǔ)，因而炭磚爐襯的質(zhì)量性能決定著高爐一代壽命。隨著現(xiàn)代高爐日益大型化和實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化冶煉技術(shù)，使高爐大修費(fèi)用提高，延長高爐壽命成為煉鐵廠降低成本，增加效益的主要目標(biāo)，因而對(duì)炭磚質(zhì)量提出了越來越高的要求。
高爐從上到下全身都有冷卻壁或冷卻水箱緊密包圍，爐底有冷卻水管，通水冷卻。如果沒有冷卻水，高爐一天也不能維持正常生產(chǎn)，因此，作為高爐爐缸和爐底內(nèi)襯材料的高爐炭磚要求具有很高的導(dǎo)熱系數(shù)，以滿足高爐強(qiáng)化冷卻的要求。從磚襯侵蝕原因分析，強(qiáng)化冷卻，降低磚襯溫度對(duì)多種侵蝕原因都有緩解作用。例如堿金屬的富集溫度是900～1200℃，如果將磚襯溫度降低到900℃以下，堿金屬就侵蝕不了磚襯。爐渣、鐵水的侵蝕都是隨著溫度降低侵蝕速度降低，而提高導(dǎo)熱系數(shù)是降低磚襯溫度，減少磚襯侵蝕最有效的途徑。
目前使用的高爐炭磚品種有普通高爐炭磚、半石墨質(zhì)高爐炭磚和高爐用微孔炭磚，導(dǎo)熱系數(shù)不足14W/m.K。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種高爐用高導(dǎo)熱炭磚及其制造方法，提高炭磚的導(dǎo)熱系數(shù)，使其達(dá)到30W/m.K以上。該炭磚尤其適合用作高爐爐底內(nèi)襯，提高爐底冷卻效果，穩(wěn)定高爐操作，達(dá)到延長高爐壽命的目的。
本發(fā)明的目的可以通過采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種高爐用高導(dǎo)熱炭磚，其原料配比(重量百分比)包括有黏結(jié)劑20～24％，經(jīng)石墨化工序產(chǎn)生的石墨碎40～50％、焙燒工序產(chǎn)生的焙燒碎25～37％、非碳質(zhì)添加劑1～3％。
所述的高爐用高導(dǎo)熱炭磚，其特征是干料粒度組成(重量百分比)為16～4mm為20～30％；4～1mm為20～30％；1～0.15mm為5～10％；≤0.15mm為40～45％。干料為不包括粘結(jié)劑的其它原料。
所述的高爐用高導(dǎo)熱炭磚的非碳質(zhì)添加劑是SiC。黏結(jié)劑為煤瀝青。
本發(fā)明所述的高爐用高導(dǎo)熱炭磚的制造方法，包括有(1).將經(jīng)石墨化工序產(chǎn)生的石墨碎、經(jīng)焙燒工序產(chǎn)生的焙燒碎分別粉碎；(2).篩分按其粒度篩分；(3).配料A按其原料配比(重量百分比)黏結(jié)劑20～24％、經(jīng)石墨化工序產(chǎn)生的石墨碎40～50％、焙燒工序產(chǎn)生的焙燒碎25～37％、非碳質(zhì)添加劑1～3％。
B.按干料粒度組成(重量百分比)為16～4mm為20～30％；4～1mm為20～30％；1～0.15mm為5～10％；≤0.15mm為40～45％。
(4).混捏；(5).涼料；(6).擠壓成型或振動(dòng)成型；(7).焙燒最高溫度在1360-1420℃之間，停留時(shí)間為10-20小時(shí)；(8).機(jī)械加工。
本發(fā)明所用原料可以使用石墨電極(最好是超高功率石墨電極)生產(chǎn)中石墨化工序和加工工序產(chǎn)生的石墨碎和高爐炭磚(最好是微孔炭磚)生產(chǎn)中焙燒工序和加工工序產(chǎn)生的焙燒碎，原料不經(jīng)過煅燒，以煤瀝青為黏結(jié)劑，加入少量非碳質(zhì)添加劑SiC，經(jīng)粉碎、篩分、配料、混捏、涼料后，采用擠壓成型或振動(dòng)成型的方法進(jìn)行成型，然后在1360-1420℃溫度下進(jìn)行焙燒，再經(jīng)過機(jī)械加工工序而完成。
本發(fā)明的有益效果是，1.主要原料可以使用炭素廠的工序副品，不用煅燒，省去了原料煅燒工序，有利于碳素廠合理利用資源，節(jié)約能源，降低成本。
2.由于骨料中使用了大量的石墨碎，炭磚的導(dǎo)熱系數(shù)提高到了30W/m.K(600℃)以上，有利于加強(qiáng)爐底冷卻效果，延長高爐壽命。
3.使用了16～4mm的大顆粒干料粒度，較少使用1～0.5mm的干料粒度組成，避免了因配料中石墨含量高而可能出現(xiàn)的焙燒批廢問題。
4.使用了焙燒碎和少量非碳質(zhì)添加劑，提高了炭磚的高溫強(qiáng)度和在使用溫度下的尺寸穩(wěn)定性。
5.高爐用高導(dǎo)熱炭磚的耐堿性優(yōu)于目前市場(chǎng)上的普通高爐炭磚、半石墨質(zhì)高爐炭磚和高爐用微孔炭磚。
具體實(shí)施例方式結(jié)合以下所示之實(shí)施例作進(jìn)一步詳述實(shí)施例1高爐用高導(dǎo)熱炭磚的原料配比(重量百分比)如下經(jīng)石墨化工序產(chǎn)生的石墨碎為40％；焙燒工序產(chǎn)生的焙燒碎為37％；SiC為3％；煤瀝青20％。
干料粒度組成(重量百分比)如下16～4mm為20％；4～1mm為30％；1～0.15mm為5％；≤0.15mm為45％。
實(shí)施例2高爐用高導(dǎo)熱炭磚的原料配比(重量百分比)如下經(jīng)石墨化工序產(chǎn)生的石墨碎為50％；焙燒工序產(chǎn)生的焙燒碎為25％；SiC為1％；煤瀝青24％。
干料粒度組成(重量百分比)如下16～4mm為30％；4～1mm為20％；1～0.15mm為10％；≤0.15mm為40％。
實(shí)施例3高爐用高導(dǎo)熱炭磚的原料配比(重量百分比)如下經(jīng)石墨化工序產(chǎn)生的石墨碎45％；焙燒工序產(chǎn)生的焙燒碎為30％；SiC為2％；煤瀝青23％。
干料粒度組成(重量百分比)如下16～4mm為25％；4～1mm為25％；1～0.15mm為7％；≤0.15mm為43％。
實(shí)施例4本發(fā)明高爐用高導(dǎo)熱炭磚的制造方法，包括有
(1).將經(jīng)石墨化工序產(chǎn)生的石墨碎、經(jīng)焙燒工序產(chǎn)生的焙燒碎分別粉碎；(2).篩分按其粒度篩分；(3).配料A.按其原料配比(重量百分比)煤瀝青20～24％、經(jīng)石墨化工序產(chǎn)生的石墨碎40～50％、焙燒工序產(chǎn)生的焙燒碎25～37％、非碳質(zhì)添加劑1～3％。
B.按其粒度組成(重量百分比)為16～4mm為20～30％；4～1mm為20～30％；1～0.15mm為5～10％；≤0.15mm為40～45％。
(4).混捏；(5).涼料；(6).擠壓成型或振動(dòng)成型；(7).焙燒最高溫度在1360-1420℃之間，停留時(shí)間10-20小時(shí)；(8).機(jī)械加工。
本發(fā)明經(jīng)過實(shí)施其理化指標(biāo)與同類產(chǎn)品對(duì)比情況列表

從表中可看出炭磚的導(dǎo)熱系數(shù)提高到了30W/m.K(600℃)以上，有利于加強(qiáng)爐底冷卻效果，延長高爐壽命。
權(quán)利要求
1.一種高爐用高導(dǎo)熱炭磚，其原料配比(重量百分比)包括有黏結(jié)劑20～24％、經(jīng)石墨化工序產(chǎn)生的石墨碎40～50％、焙燒工序產(chǎn)生的焙燒碎25～37％、非碳質(zhì)添加劑1～3％。
2.如權(quán)利要求1所述的高爐用高導(dǎo)熱炭磚，其特征是干料粒度組成(重量百分比)為16～4mm為20～30％；4～1mm為20～30％；1～0.15mm為5～10％；≤0.15mm為40～45％。
3.如權(quán)利要求1、2所述的高爐用高導(dǎo)熱炭磚，其特征是非碳質(zhì)添加劑是SiC。
4.如權(quán)利要求3所述的高爐用高導(dǎo)熱炭磚，其特征是黏結(jié)劑為煤瀝青。
5.如權(quán)利要求1、2所述的高爐用高導(dǎo)熱炭磚的制造方法，包括有(1).將經(jīng)石墨化工序產(chǎn)生的石墨碎、經(jīng)焙燒工序產(chǎn)生的焙燒碎分別粉碎；(2).篩分按其粒度篩分；(3).配料A.按其原料配比(重量百分比)黏結(jié)劑20～24％、經(jīng)石墨化工序產(chǎn)生的石墨碎40～50％、焙燒工序產(chǎn)生的焙燒碎25～37％、非碳質(zhì)添加劑1～3％。B.按干料粒度組成(重量百分比)為16～4mm為20～30％；4～1mm為20～30％；1～0.15mm為5～10％；≤0.15mm為40～45％。(4).混捏；(5).涼料；(6).擠壓成型或振動(dòng)成型；(7).焙燒最高溫度范圍在1360-1420℃之間，停留時(shí)間為10-20小時(shí)；(8).機(jī)械加工。
全文摘要
本發(fā)明主要涉及一種煉鐵高爐用炭質(zhì)耐火材料及其制造方法，尤其涉及一種適合用做高爐爐底內(nèi)襯的高導(dǎo)熱碳磚及其制造方法。一種高爐用高導(dǎo)熱炭磚，其原料配比(重量百分比)包括有黏結(jié)劑20～24％、經(jīng)石墨化工序產(chǎn)生的石墨碎40～50％、焙燒工序產(chǎn)生的焙燒碎25～37％、非碳質(zhì)添加劑1～3％。主要原料可以使用炭素廠的工序副品，不用煅燒，省去了原料煅燒工序，有利于碳素廠合理利用資源，節(jié)約能源，降低成本。由于骨料中使用了大量的石墨碎，炭磚的導(dǎo)熱系數(shù)提高到了30W/m.K(600℃)以上，有利于加強(qiáng)爐底冷卻效果，延長高爐壽命。
文檔編號(hào)C04B35/52GK1683280SQ200410026100
公開日2005年10月19日 申請(qǐng)日期2004年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月15日
發(fā)明者馬歷喬, 王登奎, 向左良 申請(qǐng)人:蘭州海龍新材料科技股份有限公司