一种大型高炉用td-ⅰ型陶瓷杯及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种耐火材料，具体设及一种适用于经济料冶炼的高炉炉缸区域(包 括高炉炉缸壁、风口、铁口、渣口）用TD-I型陶瓷杯及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 20世纪80年代初，法国Sovaie耐火材料公司在德国蒂森钢公司高炉上开发并安 装了一种新型复合式炉衬，即称之为"陶瓷杯"。随后运一新技术在世界各国得到了广泛应 用。陶瓷杯的主要特点是用低导热的陶瓷耐火材料，将115(TC等溫线阻滞在陶瓷层中，使 碳砖避开800~Iioor的脆性断裂区，由于陶瓷杯的存在使铁水不直接与碳砖接触，从结 构设计上缓解了铁水及碱金属对碳砖的渗透、冲刷破坏；同时所用的莫来石、栋刚玉等都是 低导热的陶瓷耐火材料，具有较高的抗渗透性和抗冲刷性。陶瓷杯具有的优点主要有：1)防 止铁水渗透；2)减轻铁水环流冲刷；3)提高铁水溫度和炉缸抗热震性。由于陶瓷杯具有运 些主要优点，因此国内外许多新建或大修高炉都采用了运种新型结构。
[0003] 在炉缸内衬采用陶瓷杯来保护碳砖的热面，使烙铁铁水与碳砖隔开，其次陶瓷材 质可使炉壁绝热，因而降低热损失。所W，对陶瓷杯用的耐火材料要求具有如下性能：良好 的抗铁水烙蚀性能，杯壁上部具有良好的抗渣侵蚀性能；良好的抗铁水、渣液冲刷性能；在 高溫状态下，残存线变为零或稍正；良好的抗CO侵蚀能力，良好的抗碱侵蚀能力，良好的在 受压状态下由热膨胀引起的应力的适应能力，良好的抗热震能力。
[0004]目前，此类产品包括法国的陶瓷杯用砖及国内不少厂家生产的耐火砖，均由于近 些年经济料的冶炼及煤粉喷吹技术等节能技术的应用，使得渣、碱侵蚀大为加强，使其使用 寿命大为降低。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是：针对上述现有技术中所存在的问题，本发明提供一 种具有优良抗渣、抗铁、抗碱侵蚀性能，同时具有塑性相及碳化娃复合结合的新型TD-I型 陶瓷杯制品及其制备方法。
[0006]为了解决上述问题，本发明采取的技术方案为： 本发明提供一种大型高炉用TD-I型陶瓷杯，W重量百分含量表示，所述TD-I型陶瓷 杯原料组成中含有电烙栋刚玉30~60%，白刚玉10~35%，碳化娃10~40%，金属娃3~ 10〇/〇和a-Al2〇3 5~15% ;另外，加入占上述总原料重量3~5%的树脂。
[0007]根据上述的大型高炉用TD-I型陶瓷杯，所述电烙栋刚玉30~60%是由粒度 5-3mm的电烙栋刚玉15~30%和3-lmm的电烙栋刚玉15~30%组成；所述电烙栋刚玉中 氧化侣质量百分含量> 94. 5%，体积密度> 3. 8g/cm3。
[0008] 根据上述的大型高炉用TD-I型陶瓷杯，所述白刚玉10~35%是由I-Omm的白 刚玉5~20%和粒度《180目的白刚玉5~15%组成；所述白刚玉中氧化侣质量百分含量 > 98%，体积密度 > 3. 8g/cm3。
[0009] 根据上述的大型高炉用TD-I型陶瓷杯，所述碳化娃10~40%是由粒度3-lmm的 碳化娃0~10%、粒度I-Omm的碳化娃5~15%和粒度《200目的碳化娃5~15%组成；所 述碳化娃中碳化娃质量百分含量> 97%，体积密度> 3. 12g/cm3。
[0010] 根据上述的大型高炉用TD-I型陶瓷杯，所述金属娃的粒度《180目；所述金属娃 中娃质量百分含量> 97%。
[0011] 根据上述的大型高炉用TD-I型陶瓷杯，所述a-Al2〇3的粒度《 500目；所述 曰-Al2〇3中氧化侣质量百分含量> 98. 5%。
[0012] 根据上述的大型高炉用TD-I型陶瓷杯，所述树脂为热固性酪醒树脂；所述热固 性酪醒树脂在25°C条件下粘度为16000~19000CP，水分质量百分含量2~3%，固体成分质 量百分含量77~83%，游离酪质量百分含量9. 8~12%。
[0013] 另外，提供一种大型高炉用TD-I型陶瓷杯的制备方法，所述制备方法包括W下 步骤： a、 首先按照上述TD-I型陶瓷杯的原料组成比例称取各种原料，将粒度180目及W下 的白刚玉、碳化娃、金属娃和a-Al2〇3细粉进行共磨均匀，制得共磨细粉； b、 然后将粒度大于180目的原料作为骨料进行混娠1~3min，混娠后加入树脂混娠 5~Smin;接着加入所得共磨细粉进行混娠5~lOmin，制得成型泥料； C、将所得成型泥料在200~400MPa压力下压制成砖巧，控制砖巧的体积密度> 3. 2g/ cm]; t固化：将砖巧置于干燥害中进行干燥，40~60°C条件下干燥20~30h，W10°CA的 速度升至100~120°C条件下干燥20~30h，然后W10°CA的速度升至180~220°C条件 下，固化干燥6~化； e、烧成：将干燥后的砖巧采用高溫隧道害或梭式害进行烧成，烧成溫度为1400~ 1550°C，烧成溫度下保溫10~20h，烧成后自然冷却至室溫出害。
[0014] 本发明的积极有益效果： 1、本发明产品TD-I型陶瓷杯制品与传统陶瓷制品相比气孔率更低，材料更致密，虽 然气孔率大大降低，致密度大大提高，但是该制品却克服了由于致密度提高带来的热震稳 定性降低运一氧化物陶瓷质材料固有的缺点，热震稳定性与传统陶瓷杯制品相比更为优 良。
[0015] 2、该类新型陶瓷杯制品具有优良的抗渣、抗铁、抗碱侵蚀性能，更适合应用于经济 料冶炼的高炉陶瓷杯中。
[0016]
【具体实施方式】： W下结合实施例进一步阐述本发明，但并不限制本发明的内容。
[0017] 实施例： 本发明大型高炉用TD-I型陶瓷杯，W重量百分含量表示，实施例1~3TD-I型陶瓷 杯原料组成配比比例详见表1。
[0019] 本发明实施例I~3大型高炉用TD-I型陶瓷杯的制备方法： a、 首先按照上述实施例1~3任一所述的TD-I型陶瓷杯的原料组成比例称取各种原 料，将粒度180目及W下的白刚玉、碳化娃、金属娃和a-Al2〇3细粉进行共磨均匀，制得共磨 细粉； b、 然后将粒度大于180目的原料作为骨料进行混娠3min，混娠后加入热固性酪醒树脂 混娠6min;接着加入所得共磨细粉进行混娠lOmin，制得成型泥料； C、将所得成型泥料在300MPa压力下压制成砖巧，控制体积密度> 3. 2g/cm3;t固化：将砖巧置于干燥害中进行干燥，首先在40~60°C条件下干燥24h，W10°CA 的速度升至100~120°C条件下干燥26h，最后W10°CA的速度升至180~220°C条件下， 固化干燥化； e、烧成：将干燥后的砖巧采用高溫隧道害进行烧成，烧成溫度为1450°C，烧成溫度下 保溫16h，烧成后自然冷却至室溫出害。
[0020] 本发明实施例1~3所得产品TD-I型陶瓷杯的性能技术指标，详见表2。
【主权项】
1. 一种大型高炉用TD-I型陶瓷杯，其特征在于：以重量百分含量表示，所述TD-I型 陶瓷杯原料组成中含有电熔棕刚玉30~60%，白刚玉10~35%，碳化硅10~40%，金属硅 3~10%和α-A1203 5~15% ;另外，加入占上述总原料重量3~5%的树脂。2. 根据权利要求1所述的大型高炉用TD-I型陶瓷杯，其特征在于：所述电熔棕刚玉 30~60%是由粒度5-3mm的电熔棕刚玉15~30%和3-lmm的电熔棕刚玉15~30%组成； 所述电熔棕刚玉中氧化铝质量百分含量彡94. 5%，体积密度彡3. 8g/cm3。3. 根据权利要求1所述的大型高炉用TD-I型陶瓷杯，其特征在于：所述白刚玉10~ 35%是由l-〇mm的白刚玉5~20%和粒度彡180目的白刚玉5~15%组成；所述白刚玉中 氧化铝质量百分含量多98%，体积密度多3. 8g/cm3。4. 根据权利要求1所述的大型高炉用TD-I型陶瓷杯，其特征在于：所述碳化硅10~ 40%是由粒度3-lmm的碳化硅0~10%、粒度l-〇mm的碳化硅5~15%和粒度彡200目的碳 化硅5~15%组成；所述碳化硅中碳化硅质量百分含量多97%，体积密度多3. 12g/cm3。5. 根据权利要求1所述的大型高炉用TD-I型陶瓷杯，其特征在于：所述金属硅的粒 度< 180目；所述金属娃中娃质量百分含量多97%。6. 根据权利要求1所述的大型高炉用TD-I型陶瓷杯，其特征在于：所述a-A1 203的 粒度彡500目；所述α-Α1203中氧化铝质量百分含量彡98. 5%。7. 根据权利要求1所述的大型高炉用TD-I型陶瓷杯，其特征在于：所述树脂为热固 性酚醛树脂；所述热固性酚醛树脂在25°C条件下粘度为16000~19000cp，水分质量百分含 量2~3%，固体成分质量百分含量77~83%，游离酚质量百分含量9. 8~12%。8. -种大型高炉用TD-I型陶瓷杯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下 步骤： a、 首先按照权利要求1所述TD-I型陶瓷杯的原料组成比例称取各种原料，将粒度180 目及以下的白刚玉、碳化娃、金属硅和α-A1203细粉进行共磨均勾，制得共磨细粉； b、 然后将粒度大于180目的原料作为骨料进行混碾1~3min，混碾后加入树脂混碾 5~8min;接着加入所得共磨细粉进行混碾5~lOmin，制得成型泥料； c、 将所得成型泥料在200~400MPa压力下压制成砖坯，控制砖坯的体积密度彡3. 2g/ cm3； d、 固化：将砖坯置于干燥窑中进行干燥，40~60°C条件下干燥20~30h，以10°C/h的 速度升至1〇〇~120°C条件下干燥20~30h，然后以10°C/h的速度升至180~220°C条件 下，固化干燥6~8h; e、烧成：将干燥后的砖坯采用高温隧道窑或梭式窑进行烧成，烧成温度为1400~ 1550°C，烧成温度下保温10~20h，烧成后自然冷却至室温出窑。
【专利摘要】本发明公开了一种大型高炉用TD-Ⅰ型陶瓷杯及其制备方法。TD-Ⅰ型陶瓷杯原料组成中含有电熔棕刚玉30～60%，白刚玉10～35%，碳化硅10～40%，金属硅3～10%和α-Al2O3？5～15%；另外加入占上述总原料重量3～5%的树脂。首先将粒度180目及以下的细粉共磨均匀，制得共磨细粉；然后将粒度大于180目的原料作为骨料混碾，混碾后加入树脂混碾；接着加入共磨细粉混碾，制得成型泥料；将所得泥料压制成砖坯干燥，干燥后烧成，烧成后冷却至室温出炉，得到产品。本发明陶瓷杯制品具有优良的抗渣、抗铁、抗碱侵蚀性能，更适合应用于经济料冶炼的高炉陶瓷杯中。
【IPC分类】C04B35/66, C04B35/10
【公开号】CN105272284
【申请号】CN201510634872
【发明人】王治峰, 髙长贺, 张积礼, 程树森, 马淑龙, 马飞, 夏文斌, 张军杰, 李洋龙, 朱宝利
【申请人】通达耐火技术股份有限公司, 巩义通达中原耐火技术有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年9月30日