一种大规格半石墨质碳化硅碳砖及其生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种大规格半石墨质碳化硅碳砖及其生产工艺：由原料电煅无烟煤、高纯石墨、高质密碳化硅、阳极糊、煤沥青、蒽油经混捏、高频振动成型、冷却、焙烧工艺制成；本工艺所得半石墨质碳化硅碳砖具有耐磨性强、耐腐蚀性强、高密度、高体积稳定性、高强度、抗氧化、抗冲刷等特点，本工艺降低了生产成本，同时也提高了矿热炉生产的安全性，使矿热炉的使用寿命提高了2～3年。
【专利说明】一种大规格半石墨质碳化硅碳砖及其生产工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于非金属材料领域，涉及耐高温材料，具体是一种大规格半石墨质碳化娃碳砖及其生产工艺。
【背景技术】
[0002]自从20世纪50年代以来，炼铁高炉的炉底和炉缸大量使用炭质耐火材料，有的高炉炉腰、炉腹及下炉身也使用炭质耐火材料，采用炭质耐火材料以后，高炉炉役明显延长，很少发生炉底或炉缸烧穿事故，但是随着高炉大型化和强化冶炼技术的采用，炉衬耐火材料的工作条件越来越恶化，因此对炉衬耐火材料提出更高的要求，20世纪70年代末各国研制了多种新型炭质耐火材料用于高炉的各个部位，如高密度炭块、微孔炭块、半石墨质块、石墨块、半石墨化块、半石墨质一碳化娃块、高温模压炭砖、自焙炭块等。
[0003]目前国内矿热炉大多采用普通碳砖或组合式碳砖做出铁口，每3个月必须进行更换，这样就增加了生产成本，缩短了矿热炉的使用寿命，而且，国内矿热炉炉衬采用的碳砖规格是400mmX400mm,而国外矿热炉炉衬大多采用的是规格500mmX500mm碳砖，稳定性、抗氧化、抗冲刷性较差，因此,研发一种大规格具有一次整体成型、耐磨性强、耐腐蚀性强、高密度、高体积稳定性、高强度、抗氧化、抗冲刷等特点的半石墨质碳化硅碳砖是十分必要的。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有普通碳砖和组合式碳砖存在的缺点，提供了一种大规格半石墨质碳化硅碳砖及其生产工艺，此工艺得到的碳砖具有耐磨性强、耐腐蚀性强、高密度、高体积稳定性、高强度、抗氧化、抗冲刷等特点，并且提高了矿热炉的使用寿命，降低了生产成本。
[0005]本发明的目的通过以下方案予以实现:
[0006]—种大规格半石墨质碳化娃碳砖，由原料电煅无烟煤、高纯石墨(碳含量^ 99.5% )、高质密碳化硅(硅含量> 99% )、阳极糊、煤浙青、蒽油经混捏、高频振动成型、冷却、焙烧工艺制成；
[0007]上述各原料的组成按重量比为:电煅无烟煤36%~50%，高纯石墨碎7%~14%，高质密碳化硅20%~39%，阳极糊6%~11%，煤浙青13%~18%，蒽油0.8%~3.5% ；
[0008]上述各原料组分的粒度分别为:电煅无烟煤2.5~15mm，高纯石墨100~300目，高质密碳化硅100~200目，阳极糊100~200目；
[0009]上述电煅无烟煤是将无烟煤在电热煅烧炉加热至1500~2000°C煅烧至半石墨质状态制得；
[0010]上述规格尺寸是650mm X 600mm X 800mm ~3000mm ；
[0011]上述大规格半石墨质碳化娃碳砖的生产方法，电煅无烟煤经破碎；高纯石墨、高质密碳化硅、阳极糊先分别用高频震动筛进行筛分后，按比例送入磨粉机制成细分；再将破碎的电煅无烟煤和制成细粉高纯石墨、高质密碳化硅、阳极糊混配后送入混捏锅；混捏后送入高频振动成型设备成型；成型后的产品经冷却、焙烧炉焙烧，降温得产品。
[0012]上述混捏过程包括干混过程和湿混过程；
[0013]上述干混温度是200 °C，时间是30~35分钟；
[0014]上述湿混过程为:当料温降为170°C，加入温度均大于200°C的液体煤浙青和液体蒽油，湿混15~20分钟，温度再次达到160~170°C时再放料成型；
[0015]上述高频振动成型设备中，频率震动不小于3500r/min，压力液压油缸直径大于800mm，压力高于1.0X IO5MPa,高温立式磨具采用导热油，传热温度在180~190°C，震压时间7~9分钟；
[0016]上述成型后的产品用吊篮吊起在水中冷却，冷却时间30~40分钟；
[0017]上述当焙烧温度达到1250°C，停止焙烧。
[0018]本发明的有益效果:本发明的大规格半石墨质碳化娃碳砖应用在矿热炉领域，具有一次整体成型、 耐磨性强、耐腐蚀性强、高密度、高体积稳定性、高强度、抗氧化、抗冲刷等特点，矿热炉用大规格半石墨质碳化硅碳砖做出铁口每20个月才更换一次，大大提高了矿热炉的使用寿命，同时，给冶金冶炼行业降低近3%的生产成本。本发明的半石墨质碳化硅碳砖在矿热炉内随着温度的升高，半石墨炭胶泥从上至下逐步焙烧，通过软化、炭化过程使原来的砌筑缝隙不复存在，溶为一体，形成坚硬的一个整体坩锅，从而大大降低了电阻率，使电极与炉衬形成的回路功率提高，降低了电耗，节约了生产成本，同时也提高了矿热炉生产的安全性，使矿热炉的使用寿命提高了 2~3年。
【具体实施方式】
[0019]以下通过实施例对本发明的技术方案做进一步的说明:
[0020]实施例1
[0021]电煅无烟煤经破碎后，粒度(2.5~15_);高纯石墨、高质密碳化硅、阳极糊先分别用高频震动筛进行筛分后，按重量配比取筛分后的高纯石墨14%、碳化硅20%、阳极糊11%，送入磨粉机制成细分；再取破碎的电煅无烟煤36%和制成细粉的高纯石墨(O~200目)、高质密碳化硅(O~200目)、阳极糊(O~200目)混配后送入高温传热混捏锅，在2000C的高温传热混捏锅中干混30~35分钟，当料温降为170°C时，加入温度均大于200°C的液体煤浙青17%和高温蒽油2%，湿混15~20分钟，当温度再次达到160—170°C时再放料成型；混捏后送入高频振动成型设备成型；频率震动不小于3500r/min，压力液压油缸直径大于800mm，压力高于1.0 X 105MPa，高温立式磨具(磨具截面内径尺寸长655mmX宽605mmX高800mm)采用导热油，传热温度在180~190°C，震压时间7~9分钟；成型后的产品放入水池中冷却30~40分钟；将冷却后的产品放入环式焙烧炉中，用天然气作为燃料根据实际的焙烧升温曲线进行焙烧，焙烧温度达到1250°C时停止焙烧，然后降温、出产品。
[0022]实施例2
[0023]电煅无烟煤经破碎后，粒度(2.5~15_);高纯石墨、高质密碳化硅、阳极糊先分别用高频震动筛进行筛分后，按重量配比取筛分后的高纯石墨7%、碳化硅28%、阳极糊6%，送入磨粉机制成细分；再取破碎的电煅无烟煤46%和制成细粉的高纯石墨(O~200目)、高质密碳化硅(O~200目)、阳极糊(O~200目)混配后送入高温传热混捏锅，在2000C的高温传热混捏锅中干混30~35分钟，当料温降为170°C时，加入温度均大于200°C的液体煤浙青12%和高温蒽油1%，湿混15~20分钟，当温度再次达到160—170°C时再放料成型；混捏后送入高频振动成型设备成型；频率震动不小于3500r/min，压力液压油缸直径大于800mm，压力高于1.0 X 105MPa，高温立式磨具(磨具截面内径尺寸长655mmX宽605mmX高3800mm)采用导热油，传热温度在180~190°C，震压时间7~9分钟；成型后的产品放入水池中冷却30~40分钟；将冷却后的产品放入环式焙烧炉中，用天然气作为燃料根据实际的焙烧升温曲线进行焙烧，焙烧温度达到1250°C时停止焙烧，然后降温、出产品。
[0024]实施例3
[0025]电煅无烟煤经破碎后，粒度(2.5~15_);高纯石墨、高质密碳化硅、阳极糊先分别用高频震动筛进行筛分后，按重量配比取筛分后的高纯石墨9%、碳化硅22%、阳极糊8%，送入磨粉机制成细分；再取破碎的电煅无烟煤45%和制成细粉的高纯石墨(O~200目)、高质密碳化硅(O~200目)、阳极糊(O~200目)混配后送入高温传热混捏锅，在200°C的高温传热混捏锅中干混30~35分钟，当料温降为170°C时，加入温度均高于200°C的液体煤浙青14%和高温蒽油2%，湿混15~20分钟，当温度再次达到160—170°C时再放料成型。混捏后送入高频振动成型设备成型；频率震动不小于3500r/min，压力液压油缸直径大于800mm，压力高于1.0 X 105MPa，高温立式磨具(磨具截面内径尺寸长655mmX宽605mmX高3800mm)采用导热油，传热温度在180~190°C，震压时间7~9分钟；成型后的产品放入水池中冷却30~40分钟；将冷却后的产品放入环式焙烧炉中，用天然气作为燃料根据实际的焙烧升温曲线进行焙烧，焙烧温度达到1250°C时停止焙烧，然后降温、出产品。
[0026]根据上述生产工艺所得产品的理化指标:
[0027]
【权利要求】
1.一种大规格半石墨质碳化娃碳砖，由原料电煅无烟煤、高纯石墨、高质密碳化娃、阳极糊、煤浙青、蒽油经混捏、高频振动成型、冷却、焙烧工艺制成。
2.根据权利要求1所述的半石墨质碳化硅碳砖，其特征在于，各原料的组成按重量比为:电煅无烟煤36%~50%，高纯石墨碎7%~14%，高质密碳化硅20%~39%，阳极糊6%~11%,煤浙青13%~18%,蒽油0.8%~3.5%ο
3.根据权利要求1或2所述的半石墨质碳化硅碳砖，其特征在于:各原料组分的粒度分别为:电煅无烟煤2.5~15_，高纯石墨100~300目，高质密碳化硅100~200目，阳极糊100~200目。
4.根据权利要求1所述的半石墨质碳化硅碳砖，其特征在于:电煅无烟煤是将无烟煤在电热煅烧炉加热至1500~200(TC煅烧至半石墨质状态制得。
5.根据权利要求1所述的半石墨质碳化硅碳砖，其特征在于:规格尺寸是650mmX 600mmX 800mm ~3000mm。
6.根据权利要求1所述一种的大规格半石墨质碳化硅碳砖的生产方法，电煅无烟煤经破碎；高纯石墨、高质密碳化硅、阳极糊先分别用高频震动筛进行筛分后，按比例送入磨粉机制成细分；再将破碎的电煅无烟煤和制成细粉高纯石墨、高质密碳化硅、阳极糊混配后送入混捏锅；混捏后送入高频振动成型设备成型；成型后的产品经冷却、焙烧炉焙烧，降温得
7.根据权利要求6所述的半石墨质碳化硅碳砖的生产方法，其特征在于:混捏过程包括干混过程和湿混过程。
8.根据权利要求6所述的半石墨质碳化硅碳砖的生产方法，其特征在于:干混温度是200°C，时间是30~35分钟。
9.根据权利要求6所述的半石墨质碳化硅碳砖的生产方法，其特征在于:湿混过程为:当料温降为170°C，加入温度均大于200°C的液体煤浙青和液体蒽油，湿混15~20分钟，温度再次达到160~170°C时再放料成型。
10.根据权利要求6~8任意一项所述的半石墨质碳化娃碳砖的生产方法,其特征在于:高频振动成型设备中，频率震动不小于3500r/min，压力液压油缸直径大于800mm，压力高于1.0X IO5MPa,高温立式磨具采用导热油，传热温度在180~190°C，震压时间7~9分钟。
11.根据权利要求6所述的半石墨质碳化娃碳砖的生产方法,其特征在于:成型后的产品用吊篮吊起在水中冷却，冷却时间30~40分钟。
12.根据权利要求6所述的半石墨质碳化硅碳砖的生产方法，其特征在于:当焙烧温度达到1250°C，停止焙烧。
【文档编号】C04B35/66GK103979981SQ201410199707
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2014年5月13日
【发明者】邵建忠 申请人:宁夏文顺新型炭材制品有限公司