一种多孔保温炭块及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多孔保温炭块及其制备方法，解决的技术问题是如何利用碳材料优良的耐高温和抗热震性能制备出高炉、电炉用炉衬炭砖。本发明专利技术由以下原料制备而成：55～70重量份的焦炭粉末、25～40重量份的粘结剂、1～5重量份的造孔剂和1～3重量份的润滑剂。本发明专利技术利用碳材料优良的耐高温和抗热震性能，通过造孔的方式降低炭砖的热导率来生产出可以应用于2000℃以上高温环境中的保温材料。

Porous insulating carbon block and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种多孔保温炭块及其制备方法
本专利技术涉及炭素保温领域，具体涉及一种高炉、电炉用多孔保温炭块及其制备方法。
技术介绍
现有生产炭块的厂家主要生产高炉、电炉用炉衬炭砖，生产时只关注炭砖的导热性能，极少关注炭砖的保温性能。而碳材料是极少数能够耐受2000℃以上温度的材料，且相较于其他能够耐受2000℃以上的保温材料更加的廉价。如何利用碳材料优良的耐高温和抗热震性能制备出高炉、电炉用炉衬炭砖是生产炭块的厂家急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是如何利用碳材料优良的耐高温和抗热震性能制备出高炉、电炉用炉衬炭砖，提供一种可以应用于2000℃以上高温环境中的多孔保温炭块及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用下述技术方案：一种多孔保温炭块，由以下原料制备而成：55～70重量份的焦炭粉末、25～40重量份的粘结剂、1～5重量份的造孔剂和1～3重量份的润滑剂。所述的焦炭粉末为骨料，所述的粘结剂、造孔剂和润滑剂为辅料。所述的造孔剂为粒径0.1～1.5mm的聚苯乙烯泡沫微球颗粒，所述的粘结剂为煤焦油或煤沥青，所述的润滑剂为油酸。一种多孔保温炭块的制备方法，包括以下步骤：1、先将混捏锅加热到55～75摄氏度，然后将焦炭粉末、泡沫微球颗粒置于混捏锅中共混30～60分钟，得到混合均匀的基质粉末；2、将粘结剂煤焦油加入到混合好的基质粉末中，在混捏锅中充分混合30～60分钟；3、再向混捏锅中加入润滑剂油酸继续搅拌10分钟，得到生产所需糊料；4、将步骤3制得的糊料加入压机内成型，成型后干燥，得到炭砖生坯；5、将炭砖生坯放入惰性保护气氛下煅烧至700-1350摄氏度，保温1-5h，制得多孔保温炭砖。所述的焦炭粉末的粒度≤100目。步骤4所述的糊料加入压机内成型后，在室温下干燥24h后放入烘箱，分阶段在80～150℃干燥4-10h，得到炭砖生坯。本专利技术所述的分阶段在80～150℃干燥8h指的是在烘箱内分80℃、100℃、120℃、150℃等多个温度段进行烘干，温度缓慢升高，保证炭砖生胚的烘干过程是循序渐进的，防止温度升高过于剧烈，影响产品质量，成型后干燥，得到炭砖生坯。本专利技术所述焦炭粉末具有较高的孔隙率，且属于难石墨化的焦炭粉末，保证炭砖在经历高温后保持自身结构的无序性，从而防止高温下碳材料石墨化对热导率的影响；所述多孔炭砖所使用的聚苯乙烯泡沫微球颗粒，在炭化后体积会收缩，从而留下孔洞。并且聚苯乙烯泡沫微球颗粒炭化形成的炭亦属于难石墨化炭；所述多孔炭砖所使用的粘结剂在常温下仍有效，可以在常温下进行成型，并且可以通过调整加入水的量和适当添加塑性剂或润滑剂来调整糊料，使得所述方法可以适用于挤压、模压等各种成型方式。本专利技术利用碳材料优良的耐高温和抗热震性能，通过造孔的方式降低炭砖的热导率来生产出可以应用于2000℃以上高温环境中的保温材料。具体实施方式下面，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例11.称取60重量份100目以下的焦炭粉末和5重量份粒径为0.1～0.5mm的聚苯乙烯泡沫微球加入到混捏锅中，加热到60℃，搅拌30min；所述的焦炭粉末为冶金焦炭粉末。2.称取40重量份的煤焦油加入混捏锅中，继续搅拌40min后；3.再向混捏锅中加入3重量份的油酸作为润滑剂，继续搅拌10min；4.糊料出锅后饧糊5min，加入压机内成型，成型后，在室温下干燥24h后放入烘箱，分阶段在80～150℃干燥8h，得到炭砖生坯；5.将炭砖生坯放入气氛炉在氮气保护气氛下煅烧至850℃，保温2h；冷却出炉后得到多孔保温炭砖。对本实施例制备的多孔保温炭块主要参数与行标(YB/T141一1998)对比结果如表1：表1，本实施例制备的多孔保温炭块主要参数与行标(YB/T141一1998)对比结果表检测项目单位国标值实测值真密度(不小于)g/cm31.901.97体积密度(不小于)g/cm31.541.70耐压强度(不小于)MPa3643显气孔率(不大于)％1815从表1可以看出，本实施例制备的炭砖的真密度、体积密度、耐压强度性能参数均高于行业标准值，显气孔率则小于行业标准值，由此可见，本专利技术制备的碳纤维增强多孔保温炭块的主要性能参数均优于行业标准值。实施例2一种多孔保温炭块，由以下原料制备而成：55重量份的焦炭粉末、25重量份的煤焦油或煤沥青、1重量份的粒径0.1～1.5mm的聚苯乙烯泡沫微球颗粒和1重量份的油酸。一种多孔保温炭块的制备方法，包括以下步骤：1、先将混捏锅加热到55摄氏度，然后将粒度≤100目焦炭粉末、泡沫微球颗粒置于混捏锅中共混30分钟，得到混合均匀的基质粉末；2、将粘结剂煤焦油加入到混合好的基质粉末中，在混捏锅中充分混合30分钟；3、再向混捏锅中加入润滑剂油酸继续搅拌10分钟，得到生产所需糊料；4、将步骤3制得的糊料加入压机内成型，糊料加入压机内成型后，在室温下干燥24h后放入烘箱，分阶段在80℃干燥10h，得到炭砖生坯；5、将炭砖生坯放入惰性保护气氛下煅烧至700摄氏度，保温5h，制得多孔保温炭砖。实施例3一种多孔保温炭块，由以下原料制备而成：70重量份的焦炭粉末、40重量份的煤焦油或煤沥青、5重量份的粒径0.1～1.5mm的聚苯乙烯泡沫微球颗粒和3重量份的油酸。一种多孔保温炭块的制备方法，包括以下步骤：1、先将混捏锅加热到75摄氏度，然后将粒度≤100目焦炭粉末、泡沫微球颗粒置于混捏锅中共混60分钟，得到混合均匀的基质粉末；2、将粘结剂煤焦油加入到混合好的基质粉末中，在混捏锅中充分混合60分钟；3、再向混捏锅中加入润滑剂油酸继续搅拌10分钟，得到生产所需糊料；4、将步骤3制得的糊料加入压机内成型，糊料加入压机内成型后，在室温下干燥24h后放入烘箱，分阶段在150℃干燥4h，得到炭砖生坯。5、将炭砖生坯放入惰性保护气氛下煅烧至1350摄氏度，保温1h，制得多孔保温炭砖。实施例4一种多孔保温炭块，由以下原料制备而成：60重量份的焦炭粉末、30重量份的煤焦油或煤沥青、3重量份的粒径0.1～1.5mm的聚苯乙烯泡沫微球颗粒和2重量份的油酸。一种多孔保温炭块的制备方法，包括以下步骤：1、先将混捏锅加热到60摄氏度，然后将粒度≤100目焦炭粉末、泡沫微球颗粒置于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔保温炭块，其特征在于：由以下原料制备而成：55～70重量份的焦炭粉末、25～40重量份的粘结剂、1～5重量份的造孔剂和1～3重量份的润滑剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种多孔保温炭块，其特征在于：由以下原料制备而成：55～70重量份的焦炭粉末、25～40重量份的粘结剂、1～5重量份的造孔剂和1～3重量份的润滑剂。


2.根据权利要求1所述的多孔保温炭块，其特征在于：所述的造孔剂为粒径0.1～1.5mm的聚苯乙烯泡沫微球颗粒，所述的粘结剂为煤焦油或煤沥青，所述的润滑剂为油酸。


3.根据权利要求1-2任一项所述的多孔保温炭块的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1、先将混捏锅加热到55～75摄氏度，然后将焦炭粉末、泡沫微球颗粒置于混捏锅中共混30～60分钟，得到混合均匀的基质粉末；
2、将粘结剂煤焦油加入到混合好的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文来，吴沣，张谦，梁冉，杨家山，朱运华，孙占峰，吴振华，
申请(专利权)人：河南开炭新材料设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41