炭复合砖及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种炭复合砖及其生产方法。该炭复合砖原料中含有电熔刚玉粒度５～３ｍｍ为１０～３０％，粒度３～１ｍｍ为２０～４０％，粒度１～０．１ｍｍ为１０～１６％，细度为－３２０目的电熔刚玉１４～１８％，金属硅为５～１０％，石墨为８～１６％，ＳｉＯ↓［２］为１～４％，酚醛树脂为３～５％，经配料、混碾、冷模压成型，在还原气氛下高温烧成等工艺，生产出耐压强度高、导热系数高、抗碱性能强、抗铁水溶蚀性强等性能指标优良的炭复合砖（在中小型高炉使用可用优质矾土代替部分电熔刚玉）。该炭复合砖主要应用于高炉炉底、炉缸、风铁渣口等部位，可替代进口同类产品，有显著的经济效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种耐火材料，特别是涉及一种应用于高炉炉底、炉缸、风铁渣口等部位的。
技术介绍
耐火材料的使用遍及金属冶炼、石油化工、建材和机械制造等工业领域，它是各种高炉、加热炉和均热炉等热工设备大量使用的必需材料。目前，国内外开发研制高炉炉缸部位所用炭砖的厂家较多，但是研制出性能指标优良的炭砖厂家较少，例如美国生产的NMA热压小炭砖，该小炭砖在高炉上应用后，高炉寿命明显延长，该产品的主要优点是1)导热率较高，可以达到16w/mk(600℃)以上；2)抗碱侵蚀性能较好，达到优等(U)水平。但是，该小炭砖的性能方面还存在着缺点，主要缺点是1)耐压强度较低(常温＜30Mpa)，以致于使抗侵蚀性、耐磨性较差；2)铁水溶蚀性较差(28.18％)；3)结构不属于微气孔砖，平均孔径为1.083μm，＜1μm孔容积的炭砖占53.4％。同时，该炭砖的生产成本较高，达3～4万元/吨。目前，国内也有厂家引进日本生产的铝炭砖用于高炉炉底炉缸部位，代替美国产品，这样以来增加了企业的不少费用。针对上述这些情况，对于各方面性能较好的耐火材料炭砖的进一步研究是很有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有耐火材料技术中存在的缺点，提供一种具有导热系数高，抗侵蚀性强，耐压强度高、抗铁水溶蚀性强等性能指标优良的。本专利技术的技术方案是一种炭复合砖，以重量百分比表示，原料中含有电熔刚玉粒度5～3mm为10～30％，粒度3～1mm为20～40％，粒度1～0.1mm为10～16％，细度为-320目的电熔刚玉14～18％，金属硅为5～10％，石墨为8～16％，SiO2为1～4％，酚醛树脂为3～5％。所述的炭复合砖，原料中含有电熔刚玉粒度5～3mm为10～20％，粒度3～1mm为30～40％，粒度1～0.1mm为10～16％，细度为-320目的电熔刚玉14～18％，金属硅为5～10％，石墨为8～16％，SiO2为1～4％，酚醛树脂为3～5％。所述的炭复合砖，原料中含有电熔刚玉粒度5～3mm为20～30％，粒度3～1mm为20～30％，粒度1～0.1mm为10～16％，细度为-320目的电熔刚玉14～18％，金属硅为5～10％，石墨为8～16％，SiO2为1～4％，酚醛树脂为3～5％。所述的炭复合砖，原料中含有电熔刚玉粒度5～3mm为15～25％，粒度3～1mm为25～35％，粒度1～0.1mm为10～16％，细度为-320目的电熔刚玉14～18％，金属硅为5～10％，石墨为8～16％，SiO2为1～4％，酚醛树脂为3～5％。上面所述的任一项炭复合砖原料中金属硅的细度为-320目；所述石墨为磷片石墨，碳含量为95％，细度为-100目；所述SiO2的细度为-625目。上述炭复合砖以电熔刚玉为主体原料(在中小型高炉使用可用优质矾土代替部分电熔刚玉)，电熔刚玉强度高，能够有效地提高炭复合砖的耐压强度及耐磨性，降低气孔率，提高复合砖的抗铁水侵蚀能力；在炭复合砖中加入一定量的鳞片石墨，可以提高其导热率，提高产品的抗铁水性、抗渣性、抗侵蚀性和高温使用性能。采用酚醛树脂作为结合剂，增加残碳量，提高结合能力，提高其抗碱侵蚀性。本专利技术炭复合砖的一种生产方法，主要包括以下步骤a)、按配比称取原料，将电熔刚玉作为骨料混碾3～5分钟，然后加入酚醛树脂混碾3～5分钟，再加入金属硅、SiO2粉、L-195的石墨，混碾10～30分钟，即可出料；b)、混合料用桶或塑料包装密封，睏料8～12小时，然后根据砖的尺寸大小不同，采用400～1000吨的摩擦压砖机，按设计砖型冷模压制成型，压砖时注意排气，成型的砖坯尺寸公差小于1mm，按砖坯体积、密度要求控制成型质量，同时要求表面光洁平整，不能有麻点、坑凹、裂纹等；c)、成型的砖坯在烘房中干燥2天以上，砖坯干燥后，在还原气氛下高温烧成，先将砖坯从室温经24～36小时缓慢升温，温度达到300±10℃，然后保温24～30小时，再经72～96小时缓慢升温，温度达到1500±20℃，然后保温72～96小时后，随炉冷却出窑。产品出窑后，对其理化性能、表面质量和外形尺寸进行检验；将检验合格的炭复合砖按尺寸标准或合同要求进行加工；然后进行预组装和检查，检查合格后绘制预组装图，分层编号；组装图交用户和技术部门存档。最后将产品入库、保管和发货。有关产品标志、运输、质量和证明书按GB/T10325的规定进行。本专利技术的积极有益效果1、本专利技术产品具有优良的性能，主要应用于高炉炉底、炉缸、风铁渣口等部位，在中小型高炉可以替代用于高炉炉底炉缸的优质炭砖。表1为本专利技术的炭复合砖与日本砖性能指标的对比试验结果，从表1可以看出本专利技术炭复合砖性能的突出优点如下(1)耐压强度高，本专利技术产品的耐压强度可以达到77MPa以上，完全可以满足高炉炉缸部位使用；(2)抗铁水溶蚀性好，本专利技术产品的铁水溶蚀指数为0.94％，优于日本同类产品。(3)导热系数高，优于日本同类产品。表1 日本砖与本专利技术炭复合砖性能指标对比 备注日本砖为剖析太钢4350m3高炉使用的日本产品的实物指标。2、本专利技术炭复合砖既有美国NMA热压小炭砖较高的导热性能(600℃，＞14W/mk)，良好的抗碱侵蚀性，达到了优等(U)的水平，同时又具有较高的耐压强度(常温＞77Mpa)，良好的耐磨性、优良的抗铁水溶蚀性(铁水溶蚀指数＜1.5％)。在生产时，采用微气孔生产工艺，炭复合砖＜1μm的孔容积＞70％，平均孔径＜0.3μm，有效的提高了产品的抗碱性、抗铁水性、抗炉渣侵蚀性，可以有效提高高炉寿命。3、本专利技术有显著的经济和社会效益，有着广阔的市场本专利技术的产品价格在8000元/t左右，生产成本较低，节资降耗，降低高炉造价；而美国NMA热压小碳砖价格为3～4万元/吨，按差价2.5万元/吨计算，一座高炉应用200～300吨该炭复合砖，可节约投资500～750万元，带来的经济效益是十分明显的，本专利技术产品能够替代进口同类产品，前景是非常可观的。具体实施例方式实施例一一种本专利技术的炭复合砖，以重量百分含量表示，原料中含有电熔刚玉粒度5～3mm为10％，粒度3～1mm为40％，粒度1～0.1mm为16％，细度为-320目的电熔刚玉14％，金属硅为5％，石墨为8％，SiO2为2％，酚醛树脂为5％。将称取的电熔刚玉作为骨料混碾3～5分钟，然后加入酚醛树脂混碾3～5分钟，再加入金属硅、SiO2粉、L-195的石墨，混碾10分钟，即可出料。混合料用桶或塑料包装密封，睏料8小时，然后成型。根据砖的尺寸大小不同，采用400～1000吨的摩擦压砖机，按设计砖型冷模压制成型。压砖时注意排气，成型的砖坯尺寸公差小于1mm。按砖坯体积、密度要求控制成型质量，同时要求表面光洁平整，不能有麻点、坑凹、裂纹等。成型的砖坯在烘房中干燥50小时，砖坯干燥后，在还原气氛下高温烧成。先将砖坯从室温经24小时缓慢升温，温度达到300±10℃，然后保温24小时，再经72小时缓慢升温，温度达到1500±20℃，然后保温72小时后，随炉冷却出窑。实施例二、一种，同实施例一基本相同，相同之处不再叙述，不同之处在于本专利技术的炭复合砖，以重量百分含量表示，原料中含有电熔刚玉粒度5～3mm为16％，粒度3～1mm为34％，粒度1～0.1mm为14％，细度为-320目的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炭复合砖，其特征是：以重量百分比表示，原料中含有电熔刚玉粒度５～３ｍｍ为１０～３０％，粒度３～１ｍｍ为２０～４０％，粒度１～０．１ｍｍ为１０～１６％，细度为－３２０目的电熔刚玉１４～１８％，金属硅为５～１０％，石墨为８～１６％，ＳｉＯ↓［２］为１～４％，酚醛树脂为３～５％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵永安，校松波，张灿星，张晓雷，张亚锋，
申请(专利权)人：巩义市第五耐火材料总厂，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]