一種大規(guī)格半石墨質碳化硅碳磚及其生產工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大規(guī)格半石墨質碳化硅碳磚及其生產工藝：由原料電煅無煙煤、高純石墨、高質密碳化硅、陽極糊、煤瀝青、蒽油經混捏、高頻振動成型、冷卻、焙燒工藝制成；本工藝所得半石墨質碳化硅碳磚具有耐磨性強、耐腐蝕性強、高密度、高體積穩(wěn)定性、高強度、抗氧化、抗沖刷等特點，本工藝降低了生產成本，同時也提高了礦熱爐生產的安全性，使礦熱爐的使用壽命提高了2～3年。
【專利說明】一種大規(guī)格半石墨質碳化硅碳磚及其生產工藝
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于非金屬材料領域，涉及耐高溫材料，具體是一種大規(guī)格半石墨質碳化娃碳磚及其生產工藝。
【背景技術】
[0002]自從20世紀50年代以來，煉鐵高爐的爐底和爐缸大量使用炭質耐火材料，有的高爐爐腰、爐腹及下爐身也使用炭質耐火材料，采用炭質耐火材料以后，高爐爐役明顯延長，很少發(fā)生爐底或爐缸燒穿事故，但是隨著高爐大型化和強化冶煉技術的采用，爐襯耐火材料的工作條件越來越惡化，因此對爐襯耐火材料提出更高的要求，20世紀70年代末各國研制了多種新型炭質耐火材料用于高爐的各個部位，如高密度炭塊、微孔炭塊、半石墨質塊、石墨塊、半石墨化塊、半石墨質一碳化娃塊、高溫模壓炭磚、自焙炭塊等。
[0003]目前國內礦熱爐大多采用普通碳磚或組合式碳磚做出鐵口，每3個月必須進行更換，這樣就增加了生產成本，縮短了礦熱爐的使用壽命，而且，國內礦熱爐爐襯采用的碳磚規(guī)格是400mmX400mm,而國外礦熱爐爐襯大多采用的是規(guī)格500mmX500mm碳磚，穩(wěn)定性、抗氧化、抗沖刷性較差，因此,研發(fā)一種大規(guī)格具有一次整體成型、耐磨性強、耐腐蝕性強、高密度、高體積穩(wěn)定性、高強度、抗氧化、抗沖刷等特點的半石墨質碳化硅碳磚是十分必要的。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明針對現有普通碳磚和組合式碳磚存在的缺點，提供了一種大規(guī)格半石墨質碳化硅碳磚及其生產工藝，此工藝得到的碳磚具有耐磨性強、耐腐蝕性強、高密度、高體積穩(wěn)定性、高強度、抗氧化、抗沖刷等特點，并且提高了礦熱爐的使用壽命，降低了生產成本。
[0005]本發(fā)明的目的通過以下方案予以實現:
[0006]—種大規(guī)格半石墨質碳化娃碳磚，由原料電煅無煙煤、高純石墨(碳含量^ 99.5% )、高質密碳化硅(硅含量> 99% )、陽極糊、煤浙青、蒽油經混捏、高頻振動成型、冷卻、焙燒工藝制成；
[0007]上述各原料的組成按重量比為:電煅無煙煤36%~50%，高純石墨碎7%~14%，高質密碳化硅20%~39%，陽極糊6%~11%，煤浙青13%~18%，蒽油0.8%~3.5% ；
[0008]上述各原料組分的粒度分別為:電煅無煙煤2.5~15mm，高純石墨100~300目，高質密碳化硅100~200目，陽極糊100~200目；
[0009]上述電煅無煙煤是將無煙煤在電熱煅燒爐加熱至1500~2000°C煅燒至半石墨質狀態(tài)制得；
[0010]上述規(guī)格尺寸是650mm X 600mm X 800mm ~3000mm ；
[0011]上述大規(guī)格半石墨質碳化娃碳磚的生產方法，電煅無煙煤經破碎；高純石墨、高質密碳化硅、陽極糊先分別用高頻震動篩進行篩分后，按比例送入磨粉機制成細分；再將破碎的電煅無煙煤和制成細粉高純石墨、高質密碳化硅、陽極糊混配后送入混捏鍋；混捏后送入高頻振動成型設備成型；成型后的產品經冷卻、焙燒爐焙燒，降溫得產品。
[0012]上述混捏過程包括干混過程和濕混過程；
[0013]上述干混溫度是200 °C，時間是30~35分鐘；
[0014]上述濕混過程為:當料溫降為170°C，加入溫度均大于200°C的液體煤浙青和液體蒽油，濕混15~20分鐘，溫度再次達到160~170°C時再放料成型；
[0015]上述高頻振動成型設備中，頻率震動不小于3500r/min，壓力液壓油缸直徑大于800mm，壓力高于1.0X IO5MPa,高溫立式磨具采用導熱油，傳熱溫度在180~190°C，震壓時間7~9分鐘；
[0016]上述成型后的產品用吊籃吊起在水中冷卻，冷卻時間30~40分鐘；
[0017]上述當焙燒溫度達到1250°C，停止焙燒。
[0018]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的大規(guī)格半石墨質碳化娃碳磚應用在礦熱爐領域，具有一次整體成型、 耐磨性強、耐腐蝕性強、高密度、高體積穩(wěn)定性、高強度、抗氧化、抗沖刷等特點，礦熱爐用大規(guī)格半石墨質碳化硅碳磚做出鐵口每20個月才更換一次，大大提高了礦熱爐的使用壽命，同時，給冶金冶煉行業(yè)降低近3%的生產成本。本發(fā)明的半石墨質碳化硅碳磚在礦熱爐內隨著溫度的升高，半石墨炭膠泥從上至下逐步焙燒，通過軟化、炭化過程使原來的砌筑縫隙不復存在，溶為一體，形成堅硬的一個整體坩鍋，從而大大降低了電阻率，使電極與爐襯形成的回路功率提高，降低了電耗，節(jié)約了生產成本，同時也提高了礦熱爐生產的安全性，使礦熱爐的使用壽命提高了 2~3年。
【具體實施方式】
[0019]以下通過實施例對本發(fā)明的技術方案做進一步的說明:
[0020]實施例1
[0021]電煅無煙煤經破碎后，粒度(2.5~15_);高純石墨、高質密碳化硅、陽極糊先分別用高頻震動篩進行篩分后，按重量配比取篩分后的高純石墨14%、碳化硅20%、陽極糊11%，送入磨粉機制成細分；再取破碎的電煅無煙煤36%和制成細粉的高純石墨(O~200目)、高質密碳化硅(O~200目)、陽極糊(O~200目)混配后送入高溫傳熱混捏鍋，在2000C的高溫傳熱混捏鍋中干混30~35分鐘，當料溫降為170°C時，加入溫度均大于200°C的液體煤浙青17%和高溫蒽油2%，濕混15~20分鐘，當溫度再次達到160—170°C時再放料成型；混捏后送入高頻振動成型設備成型；頻率震動不小于3500r/min，壓力液壓油缸直徑大于800mm，壓力高于1.0 X 105MPa，高溫立式磨具(磨具截面內徑尺寸長655mmX寬605mmX高800mm)采用導熱油，傳熱溫度在180~190°C，震壓時間7~9分鐘；成型后的產品放入水池中冷卻30~40分鐘；將冷卻后的產品放入環(huán)式焙燒爐中，用天然氣作為燃料根據實際的焙燒升溫曲線進行焙燒，焙燒溫度達到1250°C時停止焙燒，然后降溫、出產品。
[0022]實施例2
[0023]電煅無煙煤經破碎后，粒度(2.5~15_);高純石墨、高質密碳化硅、陽極糊先分別用高頻震動篩進行篩分后，按重量配比取篩分后的高純石墨7%、碳化硅28%、陽極糊6%，送入磨粉機制成細分；再取破碎的電煅無煙煤46%和制成細粉的高純石墨(O~200目)、高質密碳化硅(O~200目)、陽極糊(O~200目)混配后送入高溫傳熱混捏鍋，在2000C的高溫傳熱混捏鍋中干混30~35分鐘，當料溫降為170°C時，加入溫度均大于200°C的液體煤浙青12%和高溫蒽油1%，濕混15~20分鐘，當溫度再次達到160—170°C時再放料成型；混捏后送入高頻振動成型設備成型；頻率震動不小于3500r/min，壓力液壓油缸直徑大于800mm，壓力高于1.0 X 105MPa，高溫立式磨具(磨具截面內徑尺寸長655mmX寬605mmX高3800mm)采用導熱油，傳熱溫度在180~190°C，震壓時間7~9分鐘；成型后的產品放入水池中冷卻30~40分鐘；將冷卻后的產品放入環(huán)式焙燒爐中，用天然氣作為燃料根據實際的焙燒升溫曲線進行焙燒，焙燒溫度達到1250°C時停止焙燒，然后降溫、出產品。
[0024]實施例3
[0025]電煅無煙煤經破碎后，粒度(2.5~15_);高純石墨、高質密碳化硅、陽極糊先分別用高頻震動篩進行篩分后，按重量配比取篩分后的高純石墨9%、碳化硅22%、陽極糊8%，送入磨粉機制成細分；再取破碎的電煅無煙煤45%和制成細粉的高純石墨(O~200目)、高質密碳化硅(O~200目)、陽極糊(O~200目)混配后送入高溫傳熱混捏鍋，在200°C的高溫傳熱混捏鍋中干混30~35分鐘，當料溫降為170°C時，加入溫度均高于200°C的液體煤浙青14%和高溫蒽油2%，濕混15~20分鐘，當溫度再次達到160—170°C時再放料成型?；炷蠛笏腿敫哳l振動成型設備成型；頻率震動不小于3500r/min，壓力液壓油缸直徑大于800mm，壓力高于1.0 X 105MPa，高溫立式磨具(磨具截面內徑尺寸長655mmX寬605mmX高3800mm)采用導熱油，傳熱溫度在180~190°C，震壓時間7~9分鐘；成型后的產品放入水池中冷卻30~40分鐘；將冷卻后的產品放入環(huán)式焙燒爐中，用天然氣作為燃料根據實際的焙燒升溫曲線進行焙燒，焙燒溫度達到1250°C時停止焙燒，然后降溫、出產品。
[0026]根據上述生產工藝所得產品的理化指標:
[0027]
【權利要求】
1.一種大規(guī)格半石墨質碳化娃碳磚，由原料電煅無煙煤、高純石墨、高質密碳化娃、陽極糊、煤浙青、蒽油經混捏、高頻振動成型、冷卻、焙燒工藝制成。
2.根據權利要求1所述的半石墨質碳化硅碳磚，其特征在于，各原料的組成按重量比為:電煅無煙煤36%~50%，高純石墨碎7%~14%，高質密碳化硅20%~39%，陽極糊6%~11%,煤浙青13%~18%,蒽油0.8%~3.5%ο
3.根據權利要求1或2所述的半石墨質碳化硅碳磚，其特征在于:各原料組分的粒度分別為:電煅無煙煤2.5~15_，高純石墨100~300目，高質密碳化硅100~200目，陽極糊100~200目。
4.根據權利要求1所述的半石墨質碳化硅碳磚，其特征在于:電煅無煙煤是將無煙煤在電熱煅燒爐加熱至1500~200(TC煅燒至半石墨質狀態(tài)制得。
5.根據權利要求1所述的半石墨質碳化硅碳磚，其特征在于:規(guī)格尺寸是650mmX 600mmX 800mm ~3000mm。
6.根據權利要求1所述一種的大規(guī)格半石墨質碳化硅碳磚的生產方法，電煅無煙煤經破碎；高純石墨、高質密碳化硅、陽極糊先分別用高頻震動篩進行篩分后，按比例送入磨粉機制成細分；再將破碎的電煅無煙煤和制成細粉高純石墨、高質密碳化硅、陽極糊混配后送入混捏鍋；混捏后送入高頻振動成型設備成型；成型后的產品經冷卻、焙燒爐焙燒，降溫得
7.根據權利要求6所述的半石墨質碳化硅碳磚的生產方法，其特征在于:混捏過程包括干混過程和濕混過程。
8.根據權利要求6所述的半石墨質碳化硅碳磚的生產方法，其特征在于:干混溫度是200°C，時間是30~35分鐘。
9.根據權利要求6所述的半石墨質碳化硅碳磚的生產方法，其特征在于:濕混過程為:當料溫降為170°C，加入溫度均大于200°C的液體煤浙青和液體蒽油，濕混15~20分鐘，溫度再次達到160~170°C時再放料成型。
10.根據權利要求6~8任意一項所述的半石墨質碳化娃碳磚的生產方法,其特征在于:高頻振動成型設備中，頻率震動不小于3500r/min，壓力液壓油缸直徑大于800mm，壓力高于1.0X IO5MPa,高溫立式磨具采用導熱油，傳熱溫度在180~190°C，震壓時間7~9分鐘。
11.根據權利要求6所述的半石墨質碳化娃碳磚的生產方法,其特征在于:成型后的產品用吊籃吊起在水中冷卻，冷卻時間30~40分鐘。
12.根據權利要求6所述的半石墨質碳化硅碳磚的生產方法，其特征在于:當焙燒溫度達到1250°C，停止焙燒。
【文檔編號】C04B35/66GK103979981SQ201410199707
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權日:2014年5月13日
【發(fā)明者】邵建忠 申請人:寧夏文順新型炭材制品有限公司