專利名稱：高爐用高導熱炭磚及其制造方法
技術領域：
本發明主要涉及一種煉鐵高爐用炭質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襯的高導熱碳磚及其制造方法。
背景技術：
高爐是大型鋼鐵聯合企業中利用鐵礦石-焦炭還原法生產鐵水的主體設備。炭磚由于具有良好的高溫強度、優異的抗渣性、耐堿性好、導熱性能好而被用做高爐爐缸和爐底部位的內襯材料。近幾十年以來，由于熱修補技術的迅速發展，高爐爐身部位可以實現熱修補，爐身部位耐火材料的質量不再決定高爐一代壽命。高爐爐缸由于儲存著熾熱的鐵水，無法實現熱修補，因而炭磚爐襯的質量性能決定著高爐一代壽命。隨著現代高爐日益大型化和實現強化冶煉技術，使高爐大修費用提高，延長高爐壽命成為煉鐵廠降低成本，增加效益的主要目標，因而對炭磚質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，因此，作為高爐爐缸和爐底內襯材料的高爐炭磚要求具有很高的導熱系數，以滿足高爐強化冷卻的要求。從磚襯侵蝕原因分析，強化冷卻，降低磚襯溫度對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，而提高導熱系數是降低磚襯溫度，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、半石墨質高爐炭磚和高爐用微孔炭磚，導熱系數不足14W/m.K。
發明內容
本發明的目的在于避免現有技術的不足之處而提供一種高爐用高導熱炭磚及其制造方法，提高炭磚的導熱系數，使其達到30W/m.K以上。該炭磚尤其適合用作高爐爐底內襯，提高爐底冷卻效果，穩定高爐操作，達到延長高爐壽命的目的。
本發明的目的可以通過采用以下技術方案來實現一種高爐用高導熱炭磚，其原料配比(重量百分比)包括有黏結劑20～24％，經石墨化工序產生的石墨碎40～50％、焙燒工序產生的焙燒碎25～37％、非碳質添加劑1～3％。
所述的高爐用高導熱炭磚，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％。干料為不包括粘結劑的其它原料。
所述的高爐用高導熱炭磚的非碳質添加劑是SiC。黏結劑為煤瀝青。
本發明所述的高爐用高導熱炭磚的制造方法，包括有(1).將經石墨化工序產生的石墨碎、經焙燒工序產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)黏結劑20～24％、經石墨化工序產生的石墨碎40～50％、焙燒工序產生的焙燒碎25～37％、非碳質添加劑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).擠壓成型或振動成型；(7).焙燒最高溫度在1360-1420℃之間，停留時間為10-20小時；(8).機械加工。
本發明所用原料可以使用石墨電極(最好是超高功率石墨電極)生產中石墨化工序和加工工序產生的石墨碎和高爐炭磚(最好是微孔炭磚)生產中焙燒工序和加工工序產生的焙燒碎，原料不經過煅燒，以煤瀝青為黏結劑，加入少量非碳質添加劑SiC，經粉碎、篩分、配料、混捏、涼料后，采用擠壓成型或振動成型的方法進行成型，然后在1360-1420℃溫度下進行焙燒，再經過機械加工工序而完成。
本發明的有益效果是，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，炭磚的導熱系數提高到了30W/m.K(600℃)以上，有利于加強爐底冷卻效果，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的焙燒批廢問題。
4.使用了焙燒碎和少量非碳質添加劑，提高了炭磚的高溫強度和在使用溫度下的尺寸穩定性。
5.高爐用高導熱炭磚的耐堿性優于目前市場上的普通高爐炭磚、半石墨質高爐炭磚和高爐用微孔炭磚。
具體實施例方式結合以下所示之實施例作進一步詳述實施例1高爐用高導熱炭磚的原料配比(重量百分比)如下經石墨化工序產生的石墨碎為40％；焙燒工序產生的焙燒碎為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％。
實施例2高爐用高導熱炭磚的原料配比(重量百分比)如下經石墨化工序產生的石墨碎為50％；焙燒工序產生的焙燒碎為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％。
實施例3高爐用高導熱炭磚的原料配比(重量百分比)如下經石墨化工序產生的石墨碎45％；焙燒工序產生的焙燒碎為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％。
實施例4本發明高爐用高導熱炭磚的制造方法，包括有
(1).將經石墨化工序產生的石墨碎、經焙燒工序產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％、經石墨化工序產生的石墨碎40～50％、焙燒工序產生的焙燒碎25～37％、非碳質添加劑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).擠壓成型或振動成型；(7).焙燒最高溫度在1360-1420℃之間，停留時間10-20小時；(8).機械加工。
本發明經過實施其理化指標與同類產品對比情況列表
從表中可看出炭磚的導熱系數提高到了30W/m.K(600℃)以上，有利于加強爐底冷卻效果，延長高爐壽命。
權利要求
1.一種高爐用高導熱炭磚，其原料配比(重量百分比)包括有黏結劑20～24％、經石墨化工序產生的石墨碎40～50％、焙燒工序產生的焙燒碎25～37％、非碳質添加劑1～3％。
2.如權利要求1所述的高爐用高導熱炭磚，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.如權利要求1、2所述的高爐用高導熱炭磚，其特征是非碳質添加劑是SiC。
4.如權利要求3所述的高爐用高導熱炭磚，其特征是黏結劑為煤瀝青。
5.如權利要求1、2所述的高爐用高導熱炭磚的制造方法，包括有(1).將經石墨化工序產生的石墨碎、經焙燒工序產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)黏結劑20～24％、經石墨化工序產生的石墨碎40～50％、焙燒工序產生的焙燒碎25～37％、非碳質添加劑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).擠壓成型或振動成型；(7).焙燒最高溫度范圍在1360-1420℃之間，停留時間為10-20小時；(8).機械加工。
全文摘要
本發明主要涉及一種煉鐵高爐用炭質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襯的高導熱碳磚及其制造方法。一種高爐用高導熱炭磚，其原料配比(重量百分比)包括有黏結劑20～24％、經石墨化工序產生的石墨碎40～50％、焙燒工序產生的焙燒碎25～37％、非碳質添加劑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，炭磚的導熱系數提高到了30W/m.K(600℃)以上，有利于加強爐底冷卻效果，延長高爐壽命。
文檔編號C04B35/52GK1683280SQ200410026100
公開日2005年10月19日 申請日期2004年4月15日 優先權日2004年4月15日
發明者馬歷喬, 王登奎, 向左良 申請人:蘭州海龍新材料科技股份有限公司