一种矿热炉用石墨炉衬的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于炉衬材料技术领域，具体地说，设及一种矿热炉用石墨炉衬的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉。它主要用于还原冶炼矿石，碳质还原剂及溶剂 等原料。主要生产娃铁，儘铁，铭铁、鹤铁、娃儘合金等铁合金，是冶金工业中重要工业原料 及电石等化工原料。其工作特点是采用碳质或儀质耐火材料作炉衬，使用自培电极。电极 插入炉料进行埋弧操作，利用电弧的能量及电流通过炉料的，因炉料的电阻而产生能量来 烙炼金属，陆续加料，间歇式出铁渣，连续作业的一种工业电炉。
[0003] 矿热炉中耐火材料炉衬的寿命受烙渣影响很大，由于其炉衬耐磨性、耐腐蚀性和 抗氧化性较差，耐火材料炉衬长时间受到烙渣的腐蚀、磨损、冷热交换幅度较大，导致炉衬 的使用寿命缩短。
[0004] 有鉴于此，特提出本发明。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种矿热炉用石墨炉衬的制备方法，该方 法解决了现有技术中矿热炉中耐火材料炉衬的使用寿命短，耐腐蚀、耐磨性差等问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] -种矿热炉用石墨炉衬的制备方法，该方法包括如下步骤：
[0008] 1)备料：原料按重量百分比，其组成为：般后石油焦75~84%，煤渐青16~25%;
[0009] 2)混捏：将备好的原料采用先干混再湿混的方式混捏均匀；
[0010] 3)惊料：将混捏好的糊料进行惊料处理；
[0011] 4)成型：将经惊料处理的糊料倒入成型容器中，通过压力机将糊料从成型容器的 开口处分2~3次下料，6~12MPa的压力压实，预压压力2~5MPa，振压压力6~12MPa;
[0012] 5) -次赔烧：将压型的待烧品放入赔烧炉中进行一次赔烧；
[0013] 6)浸溃；将一次赔烧品放入浸溃罐中，在保持真空和加压的状态下注入浸溃剂渐 青进行浸溃处理，使浸溃剂渐青进入一次赔烧品中；
[0014] 7)二次赔烧：将浸溃品放入赔烧炉中进行二次赔烧；
[0015] 8)石墨化：将二次赔烧品放入石墨化炉中，在隔绝空气的情况下，加入提纯气体， 使赔烧品加热到2300~3000°C进行石墨化，得到石墨化品；
[0016] 9)机械加工：将石墨化品进行机械加工得到矿热炉用石墨炉衬。
[0017] 其中，步骤1)中，般后石油焦的粒度大于Omm并且小于0.8mm。
[001引进一步的，粒度大于Omm并且小于0. 8mm的般后石油焦中按照重量百分比：
[0019](tom<粒度《0. 075臟的般后石油焦为30~35%，
[0020] 0. 075mm<粒度《0. 5mm的般后石油焦为45~50%，
[0021] 0. 5mm<粒度《0. 8mm的般后石油焦为15~25%。
[0022] 步骤2)中，混捏过程中所述的干混是将般后石油焦进行干混，干混溫度120~ 140°C，干混时间20~35min;所述的湿混是将煤渐青加入干混后的般后石油焦中进行湿 混，湿混溫度140~160°C，湿混时间40~55min。
[0023] 混捏是指在一定溫度下将定量的各种粒度炭质颗粒料和粉料与定量的粘结剂揽 拌混合均匀，捏合成可塑性糊料的工艺过程。本发明中，混捏采用干混和湿混相结合的方 式。干混可W使不同粒度大小的干料一一般后石油焦均匀地混合和填充，提高混合料的密 实度；将煤渐青加入干混后的般后石油焦中进行湿混，则可W使干料和渐青混合均匀，液态 渐青均匀涂布和浸润颗粒表面，形成一层渐青粘结层，将所有物料互相粘结在一起，进而形 成均质的可塑性糊料，有利于成型；另外，湿混过程中，部分煤渐青浸透到干料一一般后石 油焦内部空隙，进一步提高了糊料的密度和粘结性。
[0024] 所述的惊料是将混捏好的糊料降溫至90~120°C，惊料时间20~30min。
[00巧]本发明中，所述的惊料是采用圆盘惊料、圆筒惊料、混捏式惊料等方式排出挥发 份，降低至适宜溫度90~120°CW增加混捏好的糊料的粘结力，从而使糊料块度均匀利于 成型。
[0026] 步骤6)中，所述的浸溃为：渐青在一次赔烧品的增重比为10~20%，预热溫度 290~350°C，预热时间14~18小时，浸溃罐真空压力-0. 086MPa，抽真空时间60~90min， 注浸溃剂渐青溫度140~160°C，加压压力1. 7~1. 85MPa，加压时间6~8小时。
[0027] 本发明中，浸溃是将一次赔烧品置于浸溃罐中，在一定的溫度和压力条件下将液 态浸溃剂渐青浸入渗透到制品孔隙中的工艺过程。其目的是降低制品气孔率，增加制品体 积密度和机械强度、耐磨性、耐腐蚀性，改善制品的导电和导热性能。
[0028] 步骤8)中，当所述的石墨化炉为艾奇逊炉时，送电时间为50~80小时；当所述的 石墨化炉为内热串接炉时，送电时间为9~15小时。
[0029] 石墨化是指在高溫电炉内保护介质中把炭制品加热到2800°CW上，使无定形乱层 结构炭转化成=维有序石墨晶质结构的高溫热处理过程。石墨化的目的和作用：
[0030] ①提高炭材料的导电、导热性（电阻率降低4-5倍，导热性提高约10倍）；
[0031] ②提高炭材料的抗热振性能和化学稳定性（线膨胀系数降低50-80% );
[0032] ③使炭材料具有润滑性和抗磨性；
[0033] ④排出杂质，提高炭材料的纯度（制品的灰分由0. 5-0. 8%降到0. 3%左右）。
[0034] 石墨化过程的实现：
[0035] 炭材料的石墨化是在2300-3000°C高溫下进行的，故工业上只有通过电加热方式 才能实现，即电流直接通过被加热的赔烧品，运时装入炉内的赔烧品既是通过电流产生高 溫的导体，又是被加热到高溫的对象。
[0036]目前广泛采用的炉型有艾奇逊（Acheson)石墨化炉和内热串接（LWG)炉。前者产 量大、溫差大、电耗较高，后者加热时间短、电耗低、电阻率均匀但不好装接头。
[0037] 石墨化工艺过程的控制是通过测溫确定与升溫情况相适应的电功率曲线进行控 审Ij，通电时间艾奇逊炉50-80小时，LWG炉9-15小时。
[0038] 石墨化的电耗很大，单耗一般为3200-4800KWh，工序成本约占整个生产成本的 20-35%。
[0039] 所述的一次赔烧的时间为600~700小时，最高溫度为1100~1200°C;即按600~ 700小时升溫曲线逐步升溫，最高溫度1100~1200°C。
[0040] 所述的二次赔烧的时间为450~550小时，最高溫度为800~900°C;即按450~ 550小时升溫曲线加热，最高溫度800~900°C。
[0041] 本发明中，所述的般后石油焦为般后低硫焦。
[0042] 优选，所述的般后低硫焦为含硫0. 5%W下的般后低硫焦。
[0043] 与现有技术相比，本发明具有如下优点：
[0044] (1)本发明所提供的矿热炉用石墨炉衬的制备方法通过赔烧、浸溃、石墨化等工序 大大地提高了石墨炉衬的各项性能指标，使其使用寿命大大增加；
[0045] (2)采用本发明所提供的制备方法制备的矿热炉用石墨炉衬耐磨性、耐腐蚀性和 抗氧化性良好，优于现有技术的耐火材料矿热炉用炉衬。
【具体实施方式】
[0046]W下为本发明的【具体实施方式】，所述的实施例是为了进一步描述本发明，而不是 限制本发明。
[0047] 实施例1
[0048] 1)配料：原料按粒度大于Omm并且小于0. 8mm的般后石油焦0. 75吨和煤渐青0. 25 吨备料；
[0049] 2)混捏：将备好的般后石油焦倒入混捏锅中揽拌进行干混，干混溫度130°C，干混 时间20min;然后将煤渐青下到混捏锅中揽拌进行湿混，湿混溫度160°C，湿混时间40min;
[0050] 3)惊料：将混捏的糊料降溫至90°C进行惊料，惊料时间20min;
[0051] 4)成型：将惊料的糊料倒入成型容器中，通过压力机将糊料从成型容器的开口处 分2次下料，6MPa的压力压实，预压压力2MPa，振压压力6MPa;
[0052] 5) -次赔烧：将压型的待烧品放入赔烧炉中进行一次赔烧，一次赔烧的时间为 600小时，最高溫度为Iiocrc;
[0053] 6)浸溃；将一次赔烧品放入浸溃罐中，在保持真空和加压的状态下注入浸溃剂渐 青进行浸溃处理，使浸溃剂渐青进入一次赔烧品中，渐青在一次赔烧品的增重比为10 %，预 热溫度290°C，预热时间14小时，浸溃罐真空压力-0. 086MPa，抽真空时间60min，注浸溃剂 渐青溫度140°C，加压压力1. 7MPa，加压时间6小时；
[0054] 7)二次赔烧：将浸溃品放入赔烧炉中进行二次赔烧，二次赔烧的时间为450小时， 最高溫度为800°C;
[00巧]8)石墨化：将二次赔烧品放入艾奇逊炉中，在隔绝空气的情况下，加入提纯气体， 使赔烧品加热到2300°C进行石墨化，送电时间为50小时，得到石墨化品；
[0056] 9