专利名称：炉衬用超微孔炭砖及其制造方法
技术领域：
本发明主要涉及一种炼铁高炉用炭质耐火材料及其制造方法，尤其涉及一种适合用于高炉炉缸关键部位的超微孔炭砖及其制造方法。
背景技术：
高炉是大型钢铁联合企业中利用铁矿石—焦炭还原法生产铁水的主体设备。炭砖由于具有良好的高温强度、优异的抗渣性、耐碱性好、导热性能好而被用做高炉炉缸和炉底部位的内衬材料。近几十年以来，由于热修补技术的迅速发展，高炉炉身部位可以实现热修补，炉身部位耐火材料的质量不再决定高炉一代寿命。高炉炉缸由于储存着炽热的铁水，无法实现热修补，因而炭砖炉衬的寿命决定着高炉一代寿命。随着现代高炉日益大型化和实现强化冶炼技术，使高炉大修费用提高，延长高炉寿命成为炼铁厂降低成本，增加效益的主要目标，因而对炭砖质量提出了越来越高的要求。
在炉缸区域，铁水能够渗透到直径约为1μm的气孔内，而炭砖的高温强度随铁水渗透量的增加而降低，在炭砖内部形成脆化层，在热应力作用下，炭砖发生剥落；炭砖基质向铁水中溶出，这不仅是从炭砖表面的均质溶解，而且铁水侵入基质部分的气孔，基质部分先行溶解，粗颗粒游离，被带进铁水中；高炉煤气和渣铁中的CO和碱金属蒸气对炭砖发生侵蚀。
目前使用的高炉炭砖品种有普通高炉炭砖、半石墨质高炉炭砖和高炉用微孔炭砖，其中品质最好的是高炉用微孔炭砖，＜1μm的孔容积为70％，导热系数为14W/m.K，耐碱性为优或良。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种炉衬用超微孔炭砖及其制造方法。进一步提高炭砖的品质，提供一种用作炼铁高炉炉衬的超微孔炭砖，＜1μm的孔容积达到80％，导热系数达到20W/m.K，铁水溶蚀率达到20％，耐碱性达到优。该炭砖尤其适合用作高炉炉缸的关键部位，可以提高炉缸内衬抗铁水渗透性和抗溶蚀的能力，增强冷却效果，稳定高炉操作，达到延长高炉寿命的目的。
本发明的目的可以通过采用以下技术方案来实现一种炉衬用超微孔碳砖，其原料配比(重量百分比)包括有粘结剂20～25％、电煅无烟煤20～30％、石墨10～20％、共磨粉为35～40％。
所述的炉衬用超微孔碳砖用共磨粉原料配比(重量百分比)包括有石墨为40～60％、硅粉为25～35％；氧化铝粉为10～15％；石英粉为5～10％。
所述的粘结剂为煤沥青。
本发明炉衬用超微孔碳砖的制造方法，包括有(1).将石墨粉碎；(2).筛分按其粒度筛分；(3).配料；按其原料配比(重量百分比)粘结剂20～25％、石墨10～20％、电煅无烟煤20～30％、共磨粉为35～40％。
(4).混捏；(5).凉料；(6).挤压成型；(7).焙烧在1200～1500℃温度，最高温度下的停留时间为10～20小时；(8).机械加工。
所述的炉衬用超微孔碳砖的制造方法，还包括有按共磨粉原料配比(重量百分比)石墨为40～60％、硅粉为25～35％、氧化铝粉为10～15％、石英粉为5～10％配料，装入球磨机中，封闭球磨机进出口共磨4小时。共磨粉的作用是使配料中的非碳质添加剂得以和碳基质充分融合，有利于焙烧过程中发生化学反应。
本发明中涉及的非碳质添加剂，其作用是加入的硅粉和石英粉在焙烧过程中与基质碳发生化学反应生成β-SiC针状晶体，使气孔直径变小，从而有效防止铁水渗入；加入的氧化铝粉在碳砖使用过程中吸收熔渣中的Na2O-SiO2液相，形成熔融温度高的β-Al2O3和固溶体β-Al2O3-Na2O·Al2O3·2SiO2(斜方钾石)，在炭砖热面形成保护层，防止了铁水对炭砖基质的溶蚀。
本发明的有益效果是，1，由于使用了有效添加剂，采用了共磨粉技术，使配料中添加剂得以和碳基质充分融合，有利于焙烧过程中发生化学反应，形成微气孔，使炭砖＜1μm的孔容积达到80％以上；并且使炭砖的铁水溶蚀率降低到20％以下。
2，由于骨料中使用了大量的石墨，炭砖的导热系数提高到了20W/m.K(600℃)，有利于加强炉缸冷却效果。
3，由于选用了适当的焙烧温度和最高温度下的停留时间，使得添加剂能够充分发挥作用。
具体实施例方式结合以下所示之实施例作进一步详述实施例1一种炉衬用超微孔碳砖，其原料配比(重量百分比)包括有煤沥青20％、电煅无烟煤30％、石墨10％、共磨粉为40％。
共磨粉原料配比(重量百分比)包括有石墨为60％、硅粉为25％、氧化铝粉为10％、石英粉为5％。
实施例2一种炉衬用超微孔碳砖，其原料配比(重量百分比)包括有煤沥青25％、电煅无烟煤20％、石墨20％、共磨粉为35％。
共磨粉原料配比(重量百分比)包括有石墨为40％、硅粉为35％、氧化铝粉为15％、石英粉为10％。
实施例3一种炉衬用超微孔碳砖，其原料配比(重量百分比)包括有煤沥青23％、电煅无烟煤25％、石墨15％、共磨粉为37％。
共磨粉原料配比(重量百分比)包括有石墨为50％、硅粉为30％、氧化铝粉为13％、石英粉为7％。
实施例4本发明炉衬用超微孔碳砖的制造方法，包括有(1).将石墨粉碎；(2).筛分按其粒度筛分；(3).配料按上述实施例原料配比(重量百分比)；(4).混捏；
(5).凉料；(6).挤压成型；(7).焙烧在1200～1500℃温度，最高温度下的停留时间为10～20小时；(8).机械加工。
实施例5按上述实施例共磨粉原料配比(重量百分比)配料，装入球磨机中，封闭球磨机进出口共磨4小时。
本发明经过实施其理化指标与同类产品对比情况列表
从表中可看出炭砖＜1μm的孔容积达到80％以上，炭砖的铁水溶蚀率降低到20％以下。炭砖的导热系数提高到了20W/m.K(600℃)，加强炉缸冷却效果。
权利要求
1.一种炉衬用超微孔碳砖，其原料配比(重量百分比)包括有粘结剂20～25％、电煅无烟煤20～30％、石墨10～20％、共磨粉35～40％。
2.如权利要求1所述的炉衬用超微孔碳砖，其特征是共磨粉原料配比(重量百分比)包括有石墨为40～60％、硅粉为25～35％、氧化铝粉为10～15％、石英粉5～10％。
3.如权利要求1所述的炉衬用超微孔碳砖，其特征是粘结剂为煤沥青。
4.如权利要求1所述的炉衬用超微孔碳砖的制造方法，包括有(1).将石墨粉碎；(2).筛分按其粒度筛分；(3).配料按其原料配比(重量百分比)粘结剂20～25％、石墨10～20％、电煅无烟煤20～30％、共磨粉为35～40％。(4).混捏；(5).凉料；(6).挤压成型；(7).焙烧在1200～1500℃温度，最高温度下的停留时间为10～20小时；(8).机械加工。
5.如权利要求4所述的炉衬用超微孔碳砖的制造方法，还包括有按共磨粉原料配比(重量百分比)石墨为40～60％、硅粉为25～35％、氧化铝粉10～15％、石英粉5～10％配料，装入球磨机中，封闭球磨机进出口共磨3-5小时。
全文摘要
本发明主要涉及一种炼铁高炉用炭质耐火材料及其制造方法，尤其涉及一种适合用于高炉炉缸关键部位的超微孔炭砖及其制造方法。一种炉衬用超微孔碳砖，其原料配比(重量百分比)包括有粘结剂20～25％、电煅无烟煤20～30％、石墨10～20％、共磨粉35～40％。本发明由于使用了有效添加剂，采用了共磨粉技术，使配料中添加剂得以和碳基质充分融合，有利于焙烧过程中发生化学反应，形成微气孔，使炭砖＜1μm的孔容积达到80％以上；并且使炭砖的铁水溶蚀率降低到20％以下。
文档编号F27D1/04GK1683279SQ20041002608
公开日2005年10月19日 申请日期2004年4月15日 优先权日2004年4月15日
发明者向左良, 马历乔, 陈杰 申请人:兰州海龙新材料科技股份有限公司