高炉冷却壁与炉缸碳砖密封用塑性相材料制造技术

本申请涉及高炉炉缸密封技术领域，具体公开了高炉冷却壁与炉缸碳砖密封用塑性相材料，以重量份数计，包括碳素材料30

【技术实现步骤摘要】
高炉冷却壁与炉缸碳砖密封用塑性相材料


[0001]本申请涉及高炉炉缸密封领域，具体涉及高炉冷却壁与炉缸碳砖密封用塑性相材料。

技术介绍

[0002]在高炉炼铁生铁过程中，往往伴随着大量的冷却作业，其中，高炉的炉腰、炉腹处于高炉渣铁和热流严重冲击的高热负荷区域，故而此区域碳砖外侧一般设置有冷却壁和水冷管，水冷管位于冷却壁和碳砖之间，水冷管和冷却壁实现高炉的冷却换热，此时冷却壁和炉缸碳砖之间的温度约为30～150℃。
[0003]在实际生产操作中，由于高炉炉衬受到高温冲刷、冷热往复循环以及各种侵蚀等，使得炉缸周围碳砖逐渐侵蚀减少，导致冷却壁与炉缸碳砖间出现气隙，降低冷却效果，倒置局部温度过高，影响高炉安全运行。

技术实现思路

[0004]为了增强冷却壁和炉缸碳砖之间的密封和导热性能，本申请提供高炉冷却壁与炉缸碳砖密封用塑性相材料。
[0005]本申请提供的高炉冷却壁与炉缸碳砖密封用塑性相材料，采用如下的技术方案：高炉冷却壁与炉缸碳砖密封用塑性相材料，其特征在于，以重量份数计，包括碳素材料30～50份、碳化硅20～40份、金属粉末5～15份、添加剂2～5份、含碳结合剂20～30份。
[0006]通过选用碳素材料、碳化硅、金属粉末等材料作为塑性相材料的主要成分，使得本申请塑性相材料导热性能高，从而使得塑性相材料能够将炉内的热量传递给水冷管排出高炉；添加剂能够使得塑形相材料能够在100℃便具有一定的耐压和抗折强度，从而提升塑性相材料的密封性能；而含碳结合剂能够使得塑性相材料在20～100℃之间有一定塑性，使得塑性相材料在施工时间内具有一定的流动性，便于将塑性相材料压入冷却壁与碳砖之间，填充冷却壁与碳砖之间的微小缝隙，从而增强冷却壁和碳砖之间的密封和导热性能。
[0007]优选的，以重量份数计，包括碳素材料35～45份、碳化硅25～35份、金属粉末10～15份。
[0008]优选的，以重量份数计，包括碳素材料40份、碳化硅30份、金属粉末10份。
[0009]通过采用上述技术方案，碳素材料能够增加塑性相材料中的碳素，使得塑性相材料接近高炉的原始材料，增加塑性相材料使用时的质量稳定性。金属粉末和碳化硅能够增加塑性相材料的导热性。
[0010]优选的，所述碳素材料包括石油焦粉和石墨通过采用上述技术方案，石油焦粉导热性好，荷重变形温度高，抗渣、抗热震性稳定；石墨起到润滑剂的作用，可改善塑性相材料的塑性；同时石油焦粉和石墨能够在塑性碳材料中形成网状结构，增强导热性。
[0011]优选的，所述石油焦粉和石墨的重量比为7～9：1～3。
[0012]通过采用上述技术方案，采用上述配比的石油焦粉和石墨能够有效的增强塑性相材料的塑性和导热性。
[0013]优选的，所述含碳结合剂包括沥青和含碳热塑性酚醛树脂，且所述沥青和热塑性酚醛树脂的重量比为1～3:7～9。
[0014]通过采用上述技术方案，沥青自身具有一定的热塑性，在50～150℃之间呈现一定的流动性，从而使得塑性相材料方便压入冷却壁与碳砖之间缝隙，而在大于400℃之后，沥青碳化，提高了塑性相材料的残碳量，提升高炉炉衬的耐高温冲刷性能。而热塑性酚醛树脂同样具有热塑性，便于塑性相材料的施工操作，同时还可使得塑性相材料具有良好的体积稳定性，在高温下体积变化小。
[0015]优选的，所述金属粉末为金属铜粉末。
[0016]通过采用上述技术方案，金属铜粉末性能较为稳定，同时其热传导系数为401W/mk，金属铜粉末可有效提升塑性相材料的导热性能。
[0017]优选的，所述碳化硅为碳化硅微粉，其SiC含量≥98wt％，粒度≤0.005mm。
[0018]通过采用上述技术方案，碳化硅微粉在塑性相材料基质中呈网状结构，能够有效提升塑性相材料的耐压强度和导热性能。
[0019]优选的，所述添加剂基本组成为二茂铁4～6份、六亚甲基四胺3～5份、二氧化钛1～5份、金属铝粉1～5份、羧甲基纤维素8～12份。
[0020]通过采用上述技术方案，二茂铁、六亚甲基四胺和二氧化钛能够与热塑性酚醛树脂相互配合，使得塑性相材料在150～200℃之间发生固化，从而使得塑性相材料在密封缝隙之后具有一定强度，提升塑性相材料的密封性能；金属铝粉一方面可很好地防止碳化硅微粉和碳的氧化，另一方面一部分可以与热塑性酚醛树脂反应生成碳化铝，且二氧化钛也可与热塑性酚醛树脂反应生成碳化钛，提高塑性相材料的强度；羧甲基纤维素可作为悬浮剂，使得塑性相材料在施工时料浆稳定性好，分散性好，流动性佳，利于施工。
[0021]综上所述，本申请具有以下有益效果：1、本申请塑性相材料导热性能高，且塑性相材料在施工时间内具有一定的流动性，便于将塑性相材料压入冷却壁与碳砖之间，填充冷却壁与碳砖之间的微小缝隙，从而增强冷却壁和碳砖之间的密封和导热性能。
[0022]2、碳素材料的加入，能够增加塑性相材料中的碳素，使得塑性相材料接近高炉的原始材料，使得本申请塑性相材料与高炉冷却壁和碳砖能够紧密结合。
[0023]3、本申请的塑性相材料在20～100℃之下具有良好的塑性，利于施工；而在150～200℃之间时逐渐发生固化，且此时塑性相材料体积稳定不收缩，从而使得塑性相材料在密封缝隙之后具有一定强度，提升塑性相材料的密封性能；在大于400℃之后，沥青碳化，提高了塑性相材料的残碳量，提升高炉炉衬的耐高温冲刷性能。
附图说明
[0024]图1是本申请提供的塑性相材料的施工方法流程图。
具体实施方式
[0025]以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
[0026]本申请所用原料皆可通过商购获得。
[0027]原料的制备例制备例1添加剂的制备，按重量份数取二茂铁4份、六亚甲基四胺3份、二氧化钛1份、金属铝粉1份、羧甲基纤维素8份加入到搅拌机中进行搅拌，搅拌速度为800r/min。其中，TiO2含量≥98wt％，粒度≤0.074mm。金属铝粉为球形雾化金属铝，其Al含量≥99wt％，粒度0.045mm～0.074mm。
[0028]制备例2
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10制备例2
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10分别提供了添加剂，与制备1的不同之处在于，各添加剂中组分和含量不同，具体如表1所示。
[0029]表1制备例1
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10中各添加剂的组分和含量10中各添加剂的组分和含量其中，“/”表示没有添加。
[0030]实施例实施例1高炉炉缸冷却壁与碳砖密封用塑性相材料，采用以下制备方法制备而成：在碳素材料30份、碳化硅20份、金属粉末5份及添加剂2份的混合料中加入含碳结合剂20份，之后进行混练形成所述一种塑性相材料。
[0031]其中碳素材料包括重量比为7：3的石油焦粉和石墨混合而成，且石油焦粉和石墨的粒度为100目以下，碳含量在99％以上。碳化硅为碳化硅微粉，其SiC含量≥98wt％，粒度≤0.005mm。金属粉末为金属铜粉末，其细度为2μm。添加剂选自制备例1的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高炉冷却壁与炉缸碳砖密封用塑性相材料，其特征在于，以重量份数计，包括碳素材料30～50份、碳化硅20～40份、金属粉末5～15份、添加剂2～5份、含碳结合剂20～30份。2.根据权利要求1所述的高炉冷却壁与炉缸碳砖密封用塑性相材料，其特征在于：以重量份数计，包括碳素材料35～45份、碳化硅25～35份、金属粉末10～15份。3.根据权利要求1所述的高炉冷却壁与炉缸碳砖密封用塑性相材料，其特征在于：以重量份数计，包括碳素材料40份、碳化硅30份、金属粉末10份。4.根据权利要求1
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3任一项所述的高炉冷却壁与炉缸碳砖密封用塑性相材料，其特征在于：所述碳素材料包括石油焦粉和石墨。5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小军，杨林，李卫华，张君博，
申请(专利权)人：北京瑞普同创科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：