專(zhuān)利名稱(chēng)：高爐爐缸、爐底用碳鈦基結(jié)合自護(hù)磚的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于高爐爐缸、爐底的耐火材料。
背景技術(shù)：
煉鐵高爐爐缸、爐底用耐火材料工況條件惡劣、壽命短是影響高爐整體使用壽命的薄弱環(huán)節(jié)之一?，F(xiàn)有的高爐爐缸、爐底用的耐火材料和結(jié)構(gòu)基本上分兩大類(lèi)一是微孔和超微孔炭磚爐襯，一是氧化物陶瓷杯與炭磚復(fù)合爐襯。微孔和超微孔炭磚的優(yōu)點(diǎn)是碳素材料難潤(rùn)濕，渣鐵難滲透，熱傳導(dǎo)好(導(dǎo)熱系數(shù)13-30ff/m *k)0它能把渣鐵共凝等溫線(xiàn)(I 150°C)推至爐內(nèi)，即，在炭磚的表面與爐內(nèi)鐵水接觸的地方形成一層固態(tài)保護(hù)膜層，這個(gè)膜層是渣鐵在炭磚表面凝固形成渣皮，保護(hù)炭磚，達(dá)到高爐長(zhǎng)壽的目的。但因高爐操作及出鐵操作等原因，渣皮的穩(wěn)定性較差，脆弱的渣皮一旦被破壞，炭磚就直接與鐵水接觸。炭磚的鐵水熔蝕指數(shù)高達(dá)25%-30% ；因炭磚的碳在鐵水中的溶解度較高，導(dǎo)致了炭磚的化學(xué)侵蝕，炭磚的強(qiáng)度較低(常溫耐壓強(qiáng)度< 50MPa)，抗高溫鐵水和熔渣的沖刷能力較差，特別是高爐出鐵時(shí)，高溫的鐵水和熔渣形成環(huán)流，造成爐缸炭磚形成“馬蹄形”沖蝕狀態(tài)。炭磚的抗堿(K和Na)性較優(yōu)，但是堿蒸氣通過(guò)炭磚的氣孔各裂紋深入炭磚內(nèi)部某處(該處溫度達(dá)到800°C _870°C)，堿與碳的反應(yīng)使炭磚脆化而開(kāi)裂，導(dǎo)致?tīng)t缸炭磚砌體形成環(huán)形裂縫，降低了炭磚的熱導(dǎo)率，不利于渣皮的形成，繼而加速了炭磚的損壞。炭磚的抗氧化性較差，也加速了其損壞速度。氧化物陶瓷杯材質(zhì)主要為氧化物耐火材料(如剛玉-莫來(lái)石磚，低水泥剛玉質(zhì)澆注料預(yù)制塊，復(fù)合棕剛玉磚，塑性相結(jié)合剛玉磚和微孔剛玉磚)。其導(dǎo)熱性差，保溫性好，能將1150°C渣鐵凝固線(xiàn)和800-870°C的堿化學(xué)侵蝕線(xiàn)推往爐內(nèi)和留在陶瓷杯內(nèi)，形成渣皮保護(hù)炭磚并減少堿對(duì)炭磚的侵蝕。氧化物陶瓷杯材料強(qiáng)度高(常溫耐壓強(qiáng)度> lOOMPa)，抗沖刷能力強(qiáng)；其鐵水熔蝕指數(shù)很低，也不存在氧化問(wèn)題。但是，陶瓷杯磚大多不是微孔或超微孔磚，渣鐵和堿類(lèi)物質(zhì)通過(guò)氣孔滲入磚體內(nèi)部，降低了磚的耐火性能(熔點(diǎn)降低)，受到化學(xué)侵蝕，磚的原有結(jié)構(gòu)遭到破壞，強(qiáng)度大幅降低，抗沖刷能力也隨之降低。實(shí)踐證明，現(xiàn)有的陶瓷杯很難判定其準(zhǔn)確的使用壽命。應(yīng)用初期它對(duì)高爐爐缸、爐底炭磚起到了保護(hù)作用，但是，高爐的中、后期還是要靠炭磚維持，因此也難實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開(kāi)了一種能夠結(jié)合上述兩種現(xiàn)有磚體優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服上述磚體的缺點(diǎn)的高爐爐缸、爐底用的磚，目的是替代當(dāng)今高爐爐缸、爐底常用的炭磚。本發(fā)明通過(guò)特殊的成分配比和材料選擇，并在一定工藝條件下加工而成。本發(fā)明采用如下顆粒大小和成分配比的物質(zhì)混合加工而成
權(quán)利要求
1.一種爐缸、爐底用碳鈦基結(jié)合自護(hù)磚，其特征在于，所述自護(hù)磚包含有如下原料，且其顆粒大小和重量比為 顆粒為3-5mm的高鑰原料0-15%; 顆粒為l-3mm的高鋁原料30-40% ； 顆粒為O-Imm的高鋁原料20-25%;顆粒為200目的高鋁原料5-10%;顆粒為100目的碳素材料8-15%; 顆粒為300目的非金屬化合物粉0-7%;顆粒為200目的金屬粉3-9%; 顆粒為100目的熱塑性酚醛樹(shù)脂粉0-1%;顆粒為100目的高溫瀝青粉O-3%;顆粒為300目的炭黑粉0_2%;顆粒為325目的含鈦物質(zhì)0-5%; 外加上述物質(zhì)總質(zhì)量的3. 5-4%的液體酚醛樹(shù)脂作為結(jié)合劑。
2.如權(quán)利要求I所述自護(hù)磚，其特征在于所述高鋁原料為棕剛玉、電熔剛玉、燒結(jié)剛玉、高鋁礬土熟料的一種或幾種復(fù)合使用。
3.如權(quán)利要求2所述自護(hù)磚，其特征在于所述碳素材料為鱗片石墨、人造石墨、電鍛無(wú)煙煤、焦炭、炭黑、浙青、樹(shù)脂的一種或幾種復(fù)合使用。
4.如權(quán)利要求3所述自護(hù)磚，其特征在于所述非金屬化合物粉為SiC、Si3N4、BN、B4C、CaB、ZrB的一種或幾種復(fù)合使用。
5.如權(quán)利要求4所述自護(hù)磚，其特征在于所述金屬粉為Si、Al、Mg、Zn、Ti及其合金的一種或幾種復(fù)合使用。
6.如權(quán)利要求5所述自護(hù)磚，其特征在于所述含鈦物質(zhì)為T(mén)i、TiO2、鈦精礦、TiC、TiN、Ti (C，N)等的一種或數(shù)種。
7.如權(quán)利要求I或6的自護(hù)磚，其特征在于該自護(hù)磚的生產(chǎn)工藝為 A泥料制備 濕碾機(jī)，加料順序(I)高鋁原料粗、中顆粒；(2)液體樹(shù)脂；(3)預(yù)混合粉；(4)泥料；(5)睏料； B成型與熱處理 成型用高噸位摩擦或液壓壓力機(jī)成型，成型后的磚坯在200-250°C條件下進(jìn)行熱處理； C燒成 在保護(hù)氣氛下燒成(還原氣氛或氮?dú)夥?，燒成溫度1350-1550°C,燒成時(shí)間8個(gè)小時(shí)以上； D油浸與焦化處理燒成后的磚經(jīng)真空加壓油(焦油浙青)浸或浸潰之后，在> 500°C進(jìn)行焦化處理；E加工與組合 浸潰后或焦化處理后的磚進(jìn)行機(jī)械加工并預(yù)砌。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種爐缸、爐底用碳鈦基結(jié)合自護(hù)磚，通過(guò)特殊的成分配比，使該產(chǎn)品具有微孔炭磚的微孔和高導(dǎo)熱性、陶瓷杯材料的抗鐵水溶蝕性和抗沖刷性以及鈦礦護(hù)爐的作用，可解決近年來(lái)頻繁出現(xiàn)的高爐爐缸燒穿和爐底升溫速度過(guò)高及壽命短的問(wèn)題，有望成為高爐用炭磚的替代產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C04B35/66GK102924097SQ20121043510
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
發(fā)明者李富朝, 孫庚辰, 陳泉鋒 申請(qǐng)人:李富朝, 孫庚辰