[发明专利]一种高导热炭砖及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于炭砖耐火材料技术领域，具体涉及一种炼铁高炉炉衬用高导热炭砖及其生产方法。

背景技术

随着高炉大型化、高效化发展，炉缸、炉底的工作条件变得极其恶劣，侵蚀、破损的速度十分迅速，炉缸和炉底储存着炽热的铁水，修补异常困难，因而如何提高高炉炉缸、炉底的炉衬寿命成为冶金工作者共同的课题。高炉炉缸、炉底用炭砖耐火材料损毁主要有以下几方面：铁水的渗透、熔蚀和冲刷，碱金属侵蚀，热应力破坏，氧化熔蚀，CO分解产生C沉积等。

炭砖的制造方法一般是以电煅无烟煤作骨料，加入石墨来提高导热性，加入硅粉来提高微孔化率，同时加入陶瓷相如刚玉粉等提高其抗侵蚀性，以煤焦油沥青（或酚醛树脂）作为结合剂经配料、混辗、模压或振动成型后埋炭焙烧而成。炭砖追求高导热目的是在炭砖表面形成凝固的渣铁保护层，进而保护炉衬。

如果炭砖的导热性能不好，就不易在炭砖表面形成凝固的渣铁保护层，会使铁水对炭砖的冲刷更严重，同时加剧了热应力对炭砖的破坏。因此，提高炼铁高炉用炭砖的导热性能变得十分重要。

一般电锻煤的石墨化度低于40%，其导热性相对较差；而天然鳞片石墨呈片层状结构，尽管石墨化度很高，导热性较好，但在炭砖成型时易形成内部层裂及裂纹，故应用受限；人造石墨需极高温煅烧，能耗大、成本高，使用量同样受到限制。目前，带钢连续退火炉用碳套石墨化度为80～90%，导热性好，使用后作为废弃料利用率很低。如果把废旧石墨碳套作为原料生产低成本、高导热炭砖，不仅可以节约资源、变废为宝、改善环境，而且可以提高企业的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明旨在克服现有炼铁高炉用炭砖的导热系数偏低的技术缺点，提供了一种高导热炭砖的生产方法，而且生产能耗小、成本低廉。

本发明炭砖技术方案是这样实现的：

一种高导热炭砖，由以下原料按重量百分比配制而成：电煅煤0～60wt%、废旧碳套石墨30～90wt%，单质硅粉 4～10wt%和氧化铝微粉3～10wt%，外加占电煅煤、废旧碳套石墨，单质硅粉和氧化铝微粉混合料总重量6～20wt%的镍改性酚醛树脂。

所述的废旧碳套，是指废旧的主要用于冷轧硅钢片连续退火炉和其它加热炉的炉辊的石墨碳套。采用废旧碳套石墨导热系数高，从而有效提高炭砖的导热性能，而且成本低廉。

本发明的另一个目的是提供所述高导热炭砖的生产方法。

一种高导热炭砖的生产方法，包括：首先将废旧碳套粉碎成石墨粉，然后将石墨粉和电煅煤颗粒进行混碾3～5分钟，加入树脂再次进行混碾，混碾时间为5～10分钟，再加入单质硅粉、氧化铝微粉，混碾30～45分钟，然后进行模压、等静压或振动成型，最后在埋炭气氛下于1200～1500℃条件下烧成。

其中：废旧碳套石墨粉的颗粒级配是：粒度大于3mm小于等于5mm的占5～40wt%， 粒度大于1mm小于等于3mm的占 10～55wt%，粒度大于0小于等于1mm的占 10～50wt%。电煅煤的颗粒级配是：粒度大于3mm小于等于5mm的占10～40wt%，粒度大于1mm小于等于3mm的占10～55wt%，粒度大于0小于等于1mm的占10～50wt%。单质硅粉的粒度为<0.005mm，氧化铝微粉的粒度<0.01mm。

由于采用上述技术方案，本发明可有效提高炭砖的导热性能，其600℃的导热系数大于32 W/(m·K) ，可延长炭砖的使用寿命，而且生产能耗小、成本低廉，提高企业和社会的经济效益。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对保护范围的限制。

实施例1

一种炼铁高炉炉衬用高导热炭砖及其生产方法，各原料含量为：

电煅煤0～10wt%、废旧碳套石墨80～90 wt%，单质硅粉 4～8wt%和氧化铝微粉3～10wt%，外加上述混合料10～20wt%的镍改性酚醛树脂。

生产方法是：首先将废旧碳套粉碎成石墨粉，然后将石墨粉和电煅煤颗粒进行混碾3～5分钟，加入树脂再次进行混碾，混碾时间为5～10分钟，再加入单质硅粉、氧化铝微粉，混碾30～45分钟，然后进行模压、等静压或振动成型，最后在埋炭气氛下于1250～1450℃条件下烧成。