专利名称：鱼雷罐用铝碳化硅碳砖及鱼雷罐内衬结构的制作方法
技术领域：
本发明属于耐火材料领域，特别是涉及一种鱼雷罐用铝碳化硅碳砖及鱼雷罐内衬结构。
背景技术：
目前，在铁水罐、鱼雷罐内衬工作层的耐火砖大多采用铝碳化硅碳砖(即Al2O3-SiC-C砖，简称ASC砖)，该砖存在如下主要缺点抗氧化性差，使用中容易氧化失效，造成渣线和冲刷部位侵蚀快、粘渣严重、维护困难；中低档砖寿命低，而寿命≥1000次所需的高档Al2O3-SiC-C砖价格昂贵，成本高。已授权的申请号为01126576.0的专利公开了一种混铁车用烧成铝碳砖，在某些混铁车的工作层开始采用，该铝碳砖的缺点是抗铁水和炉渣侵蚀性差，渣线区寿命低，运行成本高。
近十几年来，随着钢质量的提高，铁水预处理技术在国内外取得了迅速的发展。1989年申请人开始进行鱼雷罐用耐火材料的研究，1990年研制开发出了鱼雷式混铁车用Al2O3-SiC-C砖，该砖首先在首钢推广应用，在首钢150吨鱼雷式混铁车上使用，后又逐步扩大到260吨混铁车上使用。自1991年至今共使用Al2O3-SiC-C砖50000余吨，首钢炼铁厂鱼雷式混铁车由于使用Al2O3-SiC-C砖，炉龄有明显提高，由原来的不足300炉增至1000余炉，已达到原来的3倍还多，获得了显著的经济效益。但在2005年下半年，由于首钢及首钢搬迁厂(首迁、首秦)冶炼工艺的改变(在高炉化铁水过程中加入萤石以达到先期净化铁水质量的目的)，使得高炉所排放铁水进入鱼雷罐后，带入的渣的成分比较大，对鱼雷罐内衬的侵蚀就比较严重，加之在鱼雷罐中还要加入一定的三脱剂进行三脱处理，这样就更加剧对鱼雷罐内衬的侵蚀。因此，目前几个供货厂家供给首钢及首钢搬迁厂所用的Al2O3-SiC-C砖，使用效果均较差(小于500炉)，使用寿命比以前降低一半或更多，为此，开发出适应首钢及搬迁厂鱼雷罐用的新型耐火材料，提高其使用寿命的新产品势在必行。2006年4月，我厂成功研制开发出适应首钢及搬迁厂鱼雷罐用的新一代产品。
发明内容
本发明的目的生产出使用寿命更长的鱼雷罐用新型耐火材料——铝碳化硅碳砖及鱼雷罐内衬结构。
本发明的技术方案是一种鱼雷罐用铝碳化硅碳砖，以重量百分比表示，原料中含有矾土10～60％，电熔刚玉10～50％，碳化硅3～20％，石墨2～20％，氧化铬0.5～5％，金属铝0.2-3％，金属硅0.2-3％，结合剂3～5％，红柱石或硅线石或蓝晶石3～10％。
其中矾土20～50％，电熔刚玉20～40％，碳化硅5～15％，石墨5～15％，氧化铬1～4％，金属铝0.5-2％，金属硅0.5-2％，红柱石或硅线石或蓝晶石5～8％。
所述矾土的粒度为8～3mm和3～1mm两种，其中粒度为8～3mm的矾土占原料总量的5～15％，粒度为3～1mm的矾土占原料总量的5～45％，电熔刚玉粒度为1～0.1mm，碳化硅粒度为-200目，石墨为L-190的天然石墨，红柱石或硅线石或蓝晶石的粒度为-200目，氧化铬的粒度为-180目，金属铝为-200目，金属硅为-200目。
所述的电熔刚玉为电熔白刚玉，或为电熔亚白刚玉，或为电熔棕刚玉，或为电熔致密刚玉，或为上述不同种类电熔刚玉的任意组合。
所述的结合剂为酚醛树脂。
一种鱼雷罐内衬结构，含有罐体内侧壁的喷涂料(2)，罐体中间的罐口(1)，喷涂料(2)内侧的耐火砖工作层，该耐火砖工作层包括圆柱壳内衬砌筑段(I、II)，截锥壳内衬砌筑段(III)和端墙内衬砌筑段(IV)，其中圆柱壳内衬砌筑段包括罐口(1)正下方的冲击区(I)和非冲击区(II)，所述冲击区(I)由鱼雷罐专用砖甲(3)砌筑而成，该砖的一个纵向截面为矩形，另一个纵向截面为等腰梯形；非冲击区(II)由鱼雷罐专用砖乙(4、5)砌筑而成，该砖一个纵向截面为矩形，另一个纵向截面为等腰梯形，其中单元砖甲(3)的高度大于单元砖乙(4、5)的高度；截锥壳内衬砌筑段(III)由鱼雷罐专用砖丙(6、7、8)砌筑而成，该砖的一个纵向截面为直角梯形，另一个纵向截面为等腰梯形；端墙内衬砌筑段(IV)由鱼雷罐专用砖丁(9)砌筑而成，该砖为长方体。
在所述圆柱壳内衬砌筑段(I、II)的下部与喷涂料(2)之间设有一段弧面底衬砌筑层(V)，该底衬砌筑层(V)由鱼雷罐专用砖戊(10)砌筑而成；或者所述圆柱壳内衬砌筑段(I、II)直接与喷涂料(2)接触，其中间不设底衬砌筑层。
所述鱼雷罐专用砖砖乙(4、5)包括单元砖乙之一(4)和单元砖乙之二(5)；该单元砖乙之一(4)和单元砖乙之二(5)的等腰梯形截面，其等腰梯形的腰与底边夹角大小不同，单元砖乙之一(4)的腰与底夹角(α1)小于单元砖乙之二(5)的腰与底交角(α2)；鱼雷罐专用砖乙之一(4)为调节砖，该砖根据需要砌筑在冲击区(I)中心或非冲击区(II)中心。
所述鱼雷罐专用砖丙(6、7、8)包括单元砖丙之一(6)、单元砖丙之二(7)、单元砖丙之三(8)；该单元砖丙之一(6)、单元砖丙之二(7)、单元砖丙之三(8)的等腰梯形截面，其等腰梯形的腰与底边夹角大小不同，单元砖丙之一(6)的腰与底夹角(β1)大于单元砖丙之二(7)的腰与底夹角(β2)，单元砖丙之二(7)的腰与底夹角(β2)大于单元砖丙之三(8)的腰与底夹角(β3)；在所述截锥壳内衬砌筑段(III)的大端段以鱼雷罐专用砖丙之一(6)为主，鱼雷罐专用砖丙之二(7)为调节砖；在截锥壳内衬砌筑段(III)的中段以鱼雷罐专用砖丙之二(7)为主，鱼雷罐专用砖丙之三(8)为调节砖；在截锥壳内衬砌筑段(III)的小端段以鱼雷罐专用砖丙之三(8)为主。
所述截锥壳内衬砌筑段(III)的鱼雷罐专用砌筑砖丙(6、7、8)的直角梯形截面，该直角梯形的直角腰砌筑在鱼雷罐内侧，倾斜腰与喷涂料接触砌筑(2)。
本发明的积极有益效果1、本发明的鱼雷罐用铝碳化硅碳砖及鱼雷罐内衬结构，于2006年4月在首钢及其搬迁厂试用，炉龄明显提高，由原来的不足300炉增至900炉以上，炉龄已超过原来的3倍，获得了显著的经济效益。
2、本发明的鱼雷罐用铝碳化硅碳砖采用特种矾土、电熔刚玉、碳化硅、石墨为主要原料及结合剂而制成，适用于鱼雷罐底部冲击区、锥环及两端头部位，还适用于鱼雷罐柱环冲击区以外部位，该砖具有良好的抗渣铁侵蚀性、较好的抗氧化能力及热震稳定性好等特点。
3、本发明的鱼雷罐内衬结构，尽量采用最少的砖型，方便配砖和砌筑，同时减少砖封，有效避免掉砖、挂渣、粘铁等现象。
4、本发明的鱼雷罐用铝碳化硅碳砖，生产工艺简单，成型时不需要高温烧成，因而生产成本较低，投资少，见效快。
四
图1为鱼雷罐内衬剖面结构示意图之一；图2为图1的A-A剖面结构示意图；图3为图1的B-B剖面结构示意图；图4为图1的C-C剖面结构示意图；图5-1为鱼雷罐专用砖甲正视结构示意图；图5-2为鱼雷罐专用砖甲左视结构示意图；图6-1为鱼雷罐专用砖乙之一正视结构示意图；图6-2为鱼雷罐专用砖乙之一左视结构示意图；图6-3为鱼雷罐专用砖乙之二正视结构示意图；图6-4为鱼雷罐专用砖乙之二左视结构示意图；图7-1为鱼雷罐专用砖丙之一正视结构示意图；图7-2为鱼雷罐专用砖丙之一左视结构示意图；图7-3为鱼雷罐专用砖丙之二正视结构示意图；图7-4为鱼雷罐专用砖丙之二左视结构示意图；图7-5为鱼雷罐专用砖丙之三正视结构示意图；图7-6为鱼雷罐专用砖丙之三左视结构示意图；图8-1为鱼雷罐专用砖丁正视结构示意图；图8-2为鱼雷罐专用砖丁左视结构示意图；图9-1为鱼雷罐专用砖戊正视结构示意图；图9-2为鱼雷罐专用砖戊左视结构示意图；图10为鱼雷罐内衬剖面结构示意图之二。
五具体实施例方式实施例一鱼雷罐用铝碳化硅碳砖1、原料(1)原料配方矾土10％，电熔刚玉50％，碳化硅3％，石墨12％，红柱石10％，氧化铬5％，金属铝3％，金属硅3％，酚醛树脂4％。
(2)原料理化指标矾土 规格为GAL-88电熔刚玉 其中Al2O3≥95％碳化硅 其中SiC≥97％，Fe2O3≤1.2％金属铝 其中Al≥98％金属硅 其中Si≥97％氧化铬 其中Cr2O3≥98.5％石墨 其中C≥95％，水份≤0.5％，挥发分＜2.0％红柱石 其中Al2O3≥55％酚醛树脂 固含量≥75％，固定碳≥45％各原料水分不能大于0.5％，否则，必须将原料烘干后再用于生产。
2、生产工艺称取矾土、电熔刚玉、电熔刚玉作为骨料，将骨料干混1min，加入酚醛树脂，再混碾3-5min；加入碳化硅、石墨、红柱石、氧化铬、金属铝、金属硅等细料混碾10min，放料；然后成型、干燥，烧成。
(1)混碾要求每盘料总混碾时间不得少于15分钟，冬季原料应适当加热至45±5℃。
(2)成型要求a)该工序应严格控制，通过制品的实际尺寸来计算单重，并决定打击次数，应保证每公斤料打击次数不得低于1.5次。
b)成型时，应遵照先轻后重，严禁冷打的原则，避免和消除层裂现象。
c)生产出的半成品，要严格按工艺逐块进行检查，做到外型尺寸准确，无裂纹、层裂、掉角、掉棱、飞边、麻面等缺陷。
(3)烧成要求烧成时，升温要按规定进行操作，特别注意不能起火太快，升温速度如下温度(℃)升温速率(℃/10min)常温～60℃ 460℃保温1h60～100℃ 2100℃ 保温1h100～150℃ 3150～200℃ 4200～220℃ 4在220℃下保温12h后出窑。
实施例二同实施例一基本相同，相同之处不再叙述，不同之处在于原料配方矾土60％，电熔刚玉10％，碳化硅20％，石墨2％，红柱石3％，氧化铬0.5％，金属铝0.2％，金属硅0.3％，酚醛树脂4％。
实施例三同实施例一基本相同，相同之处不再叙述，不同之处在于原料配方矾土20％，电熔刚玉40％，碳化硅18％，石墨12％，红柱石5％，氧化铬1％，金属铝0.5％，金属硅0.5％，酚醛树脂3％。
实施例四同实施例一基本相同，相同之处不再叙述，不同之处在于原料配方特级山西矾土熟料50％，电熔白刚玉20％，碳化硅5％，石墨5％，红柱石8％，氧化铬4％，金属铝2％，金属硅1％，酚醛树脂5％。
实施例五同实施例一基本相同，相同之处不再叙述，不同之处在于原料配方为特级山西矾土熟料30％，电熔亚白刚玉35％，碳化硅10％，石墨10％，红柱石5％，氧化铬3％，金属铝1％，金属硅2％，热塑性酚醛树脂4％。
实施例六同实施例一基本相同，相同之处不再叙述，不同之处在于原料配方粒度为5～3mm的矾土占5％，粒度为3～1mm的矾土占30％，粒度为1～0.1mm的电熔棕刚玉40％，-200目的碳化硅5％，L-190的石墨5％，-200目的红柱石5％，-180目的氧化铬1％，-200目的金属铝2％，-200目的金属硅3％，热塑性酚醛树脂4％。
实施例七同实施例一基本相同，相同之处不再叙述，不同之处在于原料配方粒度为5～3mm的矾土占15％，粒度为3～1mm的矾土占20％，粒度为1～0.1mm的电熔致密刚玉20％，-200目的碳化硅15％，L-190的石墨15％，-200目的红柱石8％，-180目的氧化铬1％，-200目的金属铝1％，-200目的金属硅1％，热固性酚醛树脂4％。
实施例八同实施例一基本相同，相同之处不再叙述，不同之处在于原料配方粒度为5～3mm的矾土占10％，粒度为3～1mm的矾土占25％，粒度为1～0.1mm的电熔致密刚玉30％，-200目的碳化硅10％，L-190的石墨10％，-200目的红柱石6％，-180目的氧化铬3％，-200目的金属铝1.5％，-200目的金属硅0.5％，热固性酚醛树脂4％。
所用矾土为特级山西矾土熟料，规格同实施例一。
实施例九同实施例一基本相同，相同之处不再叙述，不同之处在于原料配方粒度为5～3mm的矾土占8％，粒度为3～1mm的矾土占22％，粒度为1～0.1mm的电熔致密刚玉15％，粒度为1～0.1mm的电熔白刚玉15％，-200目的碳化硅13％，L-190的石墨12％，-200目的硅线石6％，-180目的氧化铬3％，-200目的金属铝1.5％，-200目的金属硅0.5％，热固性酚醛树脂4％。
所用矾土为特级山西矾土熟料，规格同实施例一。
实施例十同实施例一基本相同，相同之处不再叙述，不同之处在于原料配方粒度为5～3mm的矾土占13％，粒度为3～1mm的矾土占25％，粒度为1～0.1mm的电熔亚白刚玉10％，粒度为1～0.1mm的电熔棕刚玉15％，-200目的碳化硅8％，L-190的石墨10％，-200目的蓝晶石7％，-180目的氧化铬3％，-200目的金属铝3％，-200目的金属硅2％，热固性酚醛树脂4％。
所用矾土为特级山西矾土熟料，规格同实施例一。
实施例十一参见图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9，一种鱼雷罐内衬结构，含有罐体内侧壁的喷涂料2，罐体中间的罐口1，喷涂料2内侧的耐火砖工作层，该耐火砖工作层包括圆柱壳内衬砌筑段I、II，截锥壳内衬砌筑段III和端墙内衬砌筑段IV，其中圆柱壳内衬砌筑段包括罐口1正下方的冲击区I和非冲击区II；所述冲击区I由鱼雷罐专用砖甲3砌筑而成，该砖的一个纵向截面为矩形，另一个纵向截面为等腰梯形；非冲击区II由鱼雷罐专用砖乙4、5砌筑而成，该砖一个纵向截面为矩形，另一个纵向截面为等腰梯形，其中单元砖甲3的高度大于单元砖乙4、5的高度；截锥壳内衬砌筑段III由鱼雷罐专用砖丙6、7、8砌筑而成，该砖的一个纵向截面为直角梯形，另一个纵向截面为等腰梯形；端墙内衬砌筑段IV由鱼雷罐专用砖丁9砌筑而成，该砖为长方体。
在所述圆柱壳内衬砌筑段I、II的下部与喷涂料2之间设有一段弧面底衬砌筑层V，该底衬砌筑层V由鱼雷罐专用砖戊10砌筑而成。
所述鱼雷罐专用砖砖乙4、5包括单元砖乙一4和单元砖乙二5；该单元砖乙一4和单元砖乙二5的等腰梯形截面，其等腰梯形的腰与底边夹角大小不同，单元砖乙一4的腰与底夹角α1小于单元砖乙二5的腰与底交角α2。鱼雷罐专用砖乙一4为调节砖，该砖根据需要砌筑在冲击区I中心或非冲击区II中心。
所述鱼雷罐专用砖丙6、7、8包括单元砖丙一6、单元砖丙二7、单元砖丙三8；该单元砖丙一6、单元砖丙二7、单元砖丙三8的等腰梯形截面，其等腰梯形的腰与底边夹角大小不同，单元砖丙一6的腰与底夹角β1大于单元砖丙二7的腰与底夹角β2，单元砖丙二7的腰与底夹角β2大于单元砖丙三8的腰与底夹角β3。在所述截锥壳内衬砌筑段III的大端段以鱼雷罐专用砖丙一6为主，鱼雷罐专用砖丙二7为调节砖；在截锥壳内衬砌筑段III的中段以鱼雷罐专用砖丙二7为主，鱼雷罐专用砖丙三8为调节砖；在截锥壳内衬砌筑段III的小端段以鱼雷罐专用砖丙三8为主。
所述截锥壳内衬砌筑段III的鱼雷罐专用砌筑砖丙6、7、8的直角梯形截面，该直角梯形的直角腰砌筑在鱼雷罐内侧，倾斜腰与喷涂料2接触砌筑。
实施例十二参见图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10，编号与实施例一相同，意义相同，不重述，不同的是在圆柱壳内衬砌筑段I、II与直接与喷涂料2接触，其中间不设底衬砌筑层。
权利要求
1.一种鱼雷罐用铝碳化硅碳砖，其特征是以重量百分比表示，原料中含有矾土10～60％，电熔刚玉10～50％，碳化硅3～20％，石墨2～20％，氧化铬0.5～5％，金属铝0.2-3％，金属硅0.2-3％，结合剂3～5％，红柱石或硅线石或蓝晶石3～10％。
2.根据权利要求1所述的铝碳化硅碳砖，其特征是其中矾土20～50％，电熔刚玉20～40％，碳化硅5～15％，石墨5～15％，氧化铬1～4％，金属铝0.5-2％，金属硅0.5-2％，红柱石或硅线石或蓝晶石5～8％。
3.根据权利要求1或2所述的铝碳化硅碳砖，其特征是所述矾土的粒度为8～3mm和3～1mm两种，其中粒度为8～3mm的矾土占原料总量的5～15％，粒度为3～1mm的矾土占原料总量的5～45％，电熔刚玉粒度为1～0.1mm，碳化硅粒度为-200目，石墨为L-190的天然石墨，红柱石或硅线石或蓝晶石的粒度为-200目，氧化铬的粒度为-180目，金属铝为-200目，金属硅为-200目。
4.根据权利要求1或2或3所述的铝碳化硅碳砖，其特征是所述的电熔刚玉为电熔白刚玉，或为电熔亚白刚玉，或为电熔棕刚玉，或为电熔致密刚玉，或为上述不同种类电熔刚玉的任意组合。
5.根据权利要求1所述的铝碳化硅碳砖，其特征是所述的结合剂为酚醛树脂。
6.一种鱼雷罐内衬结构，含有罐体内侧壁的喷涂料(2)，罐体中间的罐口(1)，喷涂料(2)内侧的耐火砖工作层，该耐火砖工作层包括圆柱壳内衬砌筑段(I、II)，截锥壳内衬砌筑段(III)和端墙内衬砌筑段(IV)，其中圆柱壳内衬砌筑段包括罐口(1)正下方的冲击区(I)和非冲击区(II)，其特征是所述冲击区(I)由鱼雷罐专用砖甲(3)砌筑而成，该砖的一个纵向截面为矩形，另一个纵向截面为等腰梯形；非冲击区(II)由鱼雷罐专用砖乙(4、5)砌筑而成，该砖一个纵向截面为矩形，另一个纵向截面为等腰梯形，其中单元砖甲(3)的高度大于单元砖乙(4、5)的高度；截锥壳内衬砌筑段(III)由鱼雷罐专用砖丙(6、7、8)砌筑而成，该砖的一个纵向截面为直角梯形，另一个纵向截面为等腰梯形；端墙内衬砌筑段(IV)由鱼雷罐专用砖丁(9)砌筑而成，该砖为长方体。
7.根据权利要求6所述的鱼雷罐内衬结构，其特征是在所述圆柱壳内衬砌筑段(I、II)的下部与喷涂料(2)之间设有一段弧面底衬砌筑层(V)，该底衬砌筑层(V)由鱼雷罐专用砖戊(10)砌筑而成；或者所述圆柱壳内衬砌筑段(I、II)直接与喷涂料(2)接触，其中间不设底衬砌筑层。
8.根据权利要求6所述的鱼雷罐内衬结构，其特征是所述鱼雷罐专用砖砖乙(4、5)包括单元砖乙之一(4)和单元砖乙之二(5)；该单元砖乙之一(4)和单元砖乙之二(5)的等腰梯形截面，其等腰梯形的腰与底边夹角大小不同，单元砖乙之一(4)的腰与底夹角(α1)小于单元砖乙之二(5)的腰与底交角(α2)；鱼雷罐专用砖乙之一(4)为调节砖，该砖根据需要砌筑在冲击区(I)中心或非冲击区(II)中心。
9.根据权利要求6所述的鱼雷罐内衬结构，其特征是所述鱼雷罐专用砖丙(6、7、8)包括单元砖丙之一(6)、单元砖丙之二(7)、单元砖丙之三(8)；该单元砖丙之一(6)、单元砖丙之二(7)、单元砖丙之三(8)的等腰梯形截面，其等腰梯形的腰与底边夹角大小不同，单元砖丙之一(6)的腰与底夹角(β1)大于单元砖丙之二(7)的腰与底夹角(β2)，单元砖丙之二(7)的腰与底夹角(β2)大于单元砖丙之三(8)的腰与底夹角(β3)；在所述截锥壳内衬砌筑段(III)的大端段以鱼雷罐专用砖丙之一(6)为主，鱼雷罐专用砖丙之二(7)为调节砖；在截锥壳内衬砌筑段(III)的中段以鱼雷罐专用砖丙之二(7)为主，鱼雷罐专用砖丙之三(8)为调节砖；在截锥壳内衬砌筑段(III)的小端段以鱼雷罐专用砖丙之三(8)为主。
10.根据权利要求6所述的鱼雷罐内衬结构，其特征是所述截锥壳内衬砌筑段(III)的鱼雷罐专用砌筑砖丙(6、7、8)的直角梯形截面，该直角梯形的直角腰砌筑在鱼雷罐内侧，倾斜腰与喷涂料(2)接触砌筑。
全文摘要
本发明公开了一种鱼雷罐用铝碳化硅碳砖及鱼雷罐内衬结构。铝碳化硅碳砖原料中含有矾土10～60％，电熔刚玉10～50％，碳化硅3～20％，石墨2～20％，氧化铬0.5～5％，金属铝0.2－3％，金属硅0.2－3％，结合剂3～5％，红柱石3～10％。该砖适用于鱼雷罐底部冲击区、锥环及两端头部位，还适用于鱼雷罐柱环冲击区以外部位。该砖具有良好的抗渣铁侵蚀性、较好的抗氧化能力及热震稳定性好等特点，该砖生产工艺简单，成型时不需要高温烧成，因而生产成本较低，投资少，见效快；本发明的鱼雷罐内衬结构，尽量采用最少的砖型，方便配砖和砌筑，同时减少砖封，有效避免掉砖、挂渣、粘铁等现象。
文档编号B22D41/02GK101066880SQ20071005419
公开日2007年11月7日 申请日期2007年4月9日 优先权日2007年4月9日
发明者校松波, 赵永安, 李树森, 张晓雷, 李明欢, 张灿星 申请人:巩义市五耐科技开发有限公司