一種用于高爐鐵水溝的碳復合耐火材料及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于高爐鐵水溝的碳復合耐火材料及其制備方法，由原料石墨(C)金屬Al、Si、SiC非氧化物之和，與剛玉、鎂砂，vf-SiO2氧化物之和，1：1配制。硅溶膠加入10%經過混煉——成型——硬化處理——破碎，裝袋即成成品，本發明的高鐵爐鐵水溝澆注料既保持了耐火材料的高溫強度特點，耐沖刷，耐侵蝕，同時兼備了金屬材料的一定韌性，在出鐵使用過程中，受冷、熱循環，溫度激烈波動沖擊，體積穩定，耐剝落，增大鐵水溝使用周期。
【專利說明】一種用于高爐鐵水溝的碳復合耐火材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及澆注料領域，尤其是一種用于高爐鐵水溝的碳復合耐火材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]目前，煉鐵高爐向3000M3、4000M3、5000M3級大型化發展也就成必然趨勢，一座高爐日產7500 - 15000噸鐵常態化，鐵水溝是咽喉部位，它既是過鐵通道又是渣鐵分離器。溝襯耐火材料的耐用性決定著高爐能否順產。
[0003]大型高爐鐵水溝，一般采用A 1203_ SiC-C質澆注料造襯，它是一種碳復合耐火材料，“C”源來之于浙青、焦炭、石墨、碳黑等。以鱗片狀石墨為最好。
[0004]碳素鱗片石墨是一種優良耐火材料，它耐高溫、體積穩定、導熱和潤滑性好，不被酸堿高溫熔渣浸潤,化學穩定性也好,做鐵水溝內襯材料極佳,但該材料憎水不能直接向產品中加入，因為加入后會增大澆注料加水量，造成氣孔率增大，體積密度降低，抗壓強度減小。影響使用效果，同時鱗片狀石墨也有易于氧化的缺陷。因此受到制約。
[0005]以金屬S1、Al、SiC等非氧化物，做抗氧化劑和金屬塑性相。與氧化物Al2O3 ,S12,MgO等無機材料復合, 溶膠做結合劑,經過特殊工藝配制出一種新型碳復合材料，加入到Al2O3- SiC-C質鐵水溝澆注料中。會使該產品既保持了耐火材料的高溫強度特點,耐沖刷，耐侵蝕，同時兼備了金屬材料的一定韌性。在出鐵使用過程中，受冷、熱循環，溫度激烈波動沖擊，體積穩定，耐剝落，增大鐵水溝使用周期是亟待解決的問題。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是發明一種用于高爐鐵水溝的碳復合耐火材料及其制備方法方法，其特征在于:采用以下技術方案:
物料選擇一、原材料選擇
(1)硅溶膠理化指標
a、化學成分％
S12 30-40 Na2O 0.3-0.4 PH 值 8.5-10
b、密度g/cm3
1.1-1.2 (25°C )
(2)白剛玉理化指標
a、化學成分％
A I2O3 ≥ 99 Na2O ( 0.35
2、體積密度g/cm3 ^ 3.9g/cm3
(3)碳化硅理化指標1、化學成分％
SiC ≥ 97 Fe2O3 ≥ 0.5
2、體積密度g/cm3 ^ 3.12g/cm3
(4)石墨理化指標
1、化學成分％
C ^ 98 H2O ≤0.5
(5)電熔鎂砂、鎂砂理化指標
1、化學成分％
MgO ≥ 98 S12 ( 0.10
(6)金屬娃理化指標
1、化學成分％
Si ≥ 98 Fe2O3 ≥ 0.8
b、粒度
(180 目
2、金屬招理化指標
1、化學成分％
Al ≤ 99.5
2、粒度 (180 目
3、硅微粉理化指標
1、化學成分％
S12 ≤ 96 Fe2O3 ≤ 0.5
二、產品配制
石墨(C)金屬Al、S1、SiC非氧化物之和，與剛玉、鎂砂，vf-Si02氧化物之和，1:1配制。硅溶膠加入10% (重量百分比)。
[0007]a、混煉
石墨密度輕，混煉時易浮于混合料頂部，使之不完全與配料中的其他組分接觸。采用強制攪拌機混料。注意物料加入次序和混料時間。
[0008]次序為:剛玉、鎂砂混合料一結合劑一石墨一硅微粉與添加劑混合粉。
[0009]時間:掌握適中。時間短了包裹不好，不均勻；長了因溶劑揮發而發干，石墨與細粉脫落。保持在15-20min為宜。
[0010]b、成型
制成230X 114X 65 (mm)坯體。在壓力機上成型。目的是促使石墨與其他物料最緊密堆積，溶膠充分滲透其中。坯體密度2.5g/cm3。
[0011]C、硬化處理
成型后的坯體在250°C _300°C的溫度下進行熱處理，溶膠直接或間接硬化，坯體具有較高強度70MPa。處理時間45h-50h。
[0012]d、破碎將硬化處理后的坯體，在鄂式破碎機上加工，篩分，粒度選擇在O-lmm，裝袋即成成品。
[0013]本發明的有益效果是:本發明的高鐵爐鐵水溝澆注料既保持了耐火材料的高溫強度特點，耐沖刷，耐侵蝕，同時兼備了金屬材料的一定韌性，在出鐵使用過程中，受冷、熱循環，溫度激烈波動沖擊，體積穩定，耐剝落，增大鐵水溝使用周期。
【具體實施方式】
[0014]下面通過具體實施例:
對本發明做進一步說明采用以下技術方案:
物料配制，石墨(C)金屬Al、S1、SiC非氧化物之和，與剛玉、鎂砂，Vf-Si02氧化物之和，I:1配制。娃溶膠加入10% (重量百分比)。
[0015]a、混煉
石墨密度輕，混煉時易浮于混合料頂部，使之不完全與配料中的其他組分接觸。采用強制攪拌機混料。注意物料加入次序和混料時間。
[0016]次序為:剛玉、鎂砂混合料一結合劑一石墨一硅微粉與添加劑混合粉。
[0017]時間:掌握適中。時間短了包裹不好，不均勻；長了因溶劑揮發而發干，石墨與細粉脫落。保持在15-20min為宜。
[0018]b、成型
制成230X 114X 65 (mm)坯體。在壓力機上成型。目的是促使石墨與其他物料最緊密堆積，溶膠充分滲透其中。坯體密度2.5g/cm3。
[0019]C、硬化處理
成型后的坯體在250°C _300°C的溫度下進行熱處理，溶膠直接或間接硬化，坯體具有較高強度70MPa。處理時間45h-50h。
[0020]d、破碎
將硬化處理后的坯體，在鄂式破碎機上加工，篩分，粒度選擇在0-lmm，裝袋即成成品。
[0021]使用效果評價
經在湖南漣源鋼鐵公司3200M3高爐、湖北武漢鋼鐵公司3200 M3、3800M3高爐，河北邯鄲鋼鐵公司3200M3高爐鐵水溝澆注料中使用，提高通鐵量25-30%。年創造經濟效益600萬以上。并外銷耐火材料行業如河南、鞏義、河北邯鄲等地區，促進了耐火材料產業技術進步，產品更新。
【權利要求】
1.一種用于高爐鐵水溝的碳復合耐火材料及其制備方法，其特征在于:物料選擇 (I)硅溶膠理化指標 化學成分％
S12 30-40 Na2O 0.3-0.4 PH 值 8.5-10
密度g/cm3
1.1-1.2 (25°C ) 白剛玉理化指標 化學成分％ A I2O3 ≤ 99 Na2O ( 0.35 2、體積密度g/cm3 ^ 3.9g/cm3 (3)碳化硅理化指標 a、化學成分％
SiC ≤ 97 Fe2O3 ≤ 0.5 b、體積密度g/cm3 ^ 3.12g/cm3 石墨理化指標 a、化學成分％ C ^ 98 H2O ≤ 0.5 (5)電熔鎂砂、鎂砂理化指標 a、化學成分％ MgO ≤ 98 S12 ( 0.10 (6)金屬娃理化指標 a、化學成分％
Si ≤ 98 Fe2O3 ≤ 0.8
權度< 180目 (7)金屬鋁理化指標 a、化學成分％
Al ≤ 99.5 b、粒度<180目 (8)硅微粉理化指標 a、化學成分％
S12 ≤ 96 Fe2O3 ≤ 0.5。
2.根據權利要求1所述的一種用于高爐鐵水溝的碳復合耐火材料及其制備方法，特征在于:石墨(C)金屬Al、S1、SiC非氧化物之和，與剛玉、鎂砂，vf-Si02氧化物之和，1:1配制，硅溶膠加入10% (重量百分比)制備一種用于高爐鐵水溝的碳復合耐火材料及其制備方法，其特征在于包括如下步驟: 混煉 石墨密度輕，混煉時易浮于混合料頂部，使之不完全與配料中的其他組分接觸，采用強制攪拌機混料，注意物料加入次序和混料時間，次序為:剛玉、鎂砂混合料一結合劑一石墨一硅微粉與添加劑混合粉，時間:掌握適中，時間短了包裹不好，不均勻；長了因溶劑揮發而發干，石墨與細粉脫落，保持在15-20min為宜； 成型 制成 230X 114X 65 (mm)坯體 在壓力機上成型，目的是促使石墨與其他物料最緊密堆積，溶膠充分滲透其中，坯體密度2.5g/cm3，硬化處理，成型后的坯體在250°C -300°C的溫度下進行熱處理，溶膠直接或間接硬化，坯體具有較高強度70MPa，處理時間45h-50h ； 破碎 將硬化處理后的坯體，在鄂式破碎機上加工，篩分，粒度選擇在O-lmm，裝袋即成成品。
【文檔編號】C04B35/622GK104163637SQ201310182079
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年5月17日 優先權日:2013年5月17日
【發明者】董西岳, 劉秋生, 董紅振, 董宏源, 陳振偉 申請人:登封市宏源耐火材料有限公司