[发明专利]铁水罐用叶腊石碳化硅碳砖及其制备方法

说明书

本发明涉及炼铁系统用耐火材料领域，尤其涉及一种铁水罐用叶腊石碳化硅碳砖及其制备方法。本发明所设计的铁水罐用叶腊石碳化硅碳砖的制备方法，包括步骤：1)铁水罐用叶腊石碳化硅碳砖配料：铁水罐用叶腊石碳化硅碳砖包括原料和结合剂，原料的组分及其重量百分比为，叶蜡石60～80％、基质细粉10～25％、鳞片石墨3～10％、碳化硅粉0～10％、金属硅粉1～3％；结合剂的重量为原料总重量的3～5％；2)制砖：在混碾机中将原料和结合剂混炼成泥料，然后在摩擦压力机上压制成型，经过干燥处理后得到铁水罐用叶腊石碳化硅碳砖。得到的铁水罐用叶腊石碳化硅碳砖具有良好抗热剥落性和较小的收缩性。

技术领域

本发明涉及炼铁系统用耐火材料领域，尤其涉及一种铁水罐用叶腊石碳化硅碳砖及其制备方法。

背景技术

铁水罐是高炉铁水收集与运送设备，铁水罐分为永久层和工作衬两个部分，工作衬与铁水直接接触，在接铁水和运输过程中受到铁水的冲蚀，根据铁水罐的使用寿命要求，工作衬一般采用高铝质、铝碳质或铝碳化硅碳质耐火砖制品，高铝质、铝碳质或铝碳化硅碳质耐火砖制品存在的缺点有：1，这些产品所使用的主要原料是高铝矾土孰料，随之环境治理、矾土开采受限，加工成本增加，增加了铁水罐的耐材成本；2，这些材质的耐火砖制品收缩性大，堆砌后形成较大的砖缝隙；3，这些材质的耐火砖制品的抗热剥落性较差，造成耐火砖制品寿命较短。

发明内容

为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种具有良好抗热剥落性和较小的收缩性的铁水罐用叶腊石碳化硅碳砖及其制备方法。

为实现上述目的，本发明所设计的铁水罐用叶腊石碳化硅碳砖，包括原料和结合剂，原料的组分及其重量百分比为，叶蜡石60～80％、基质细粉10～25％、鳞片石墨3～10％、碳化硅粉0～10％、金属硅粉1～3％；结合剂的重量为原料总重量的3～5％。

与现有技术相比，本发明增加了叶蜡石的加入量，以叶蜡石作为配料的主要成分，叶腊石分子式为Al₂O₃·4SiO₂·H₂O，主要成分是氧化铝和氧化硅、耐火度大于1600℃，体密2.8g/cm³以上，有较低的弹性模量，具备耐腐蚀性良好，抗热剥落性和收缩小的特点，适用于铁水罐盛装铁水的工艺要求，叶腊石作为铁包砖制品的主要组成原料可以增加铁水罐用叶腊石碳化硅碳砖的热震稳定性(抗剥落性)，收缩小可以减小铁水罐用叶腊石碳化硅碳砖的收缩，确保产品使用不产生缝隙，减少渗铁风险。

作为优选方案，叶腊石的粒度为8～5mm、5～3mm、3～1mm、1～0mm 四种规格，按重量百分比计，四种规格的叶腊石的加入量分别为， 8～5mm叶腊石10～20％、5～3mm叶腊石15～25％、3～1mm叶腊石15～30％、 1～0mm叶腊石10～25％。

通过叶腊石颗粒级配，一方面确保颗粒能够紧密堆积，提高铁水罐用叶腊石碳化硅碳砖的致密度，减小铁水罐用叶腊石碳化硅碳砖的收缩，另一方面有利于铁水罐用叶腊石碳化硅碳砖的抗冲刷性和抗剥落性，10～20％的8～5mm叶腊石和15～35％的5～3mm叶腊石保证了铝碳化硅碳砖的抗冲刷性，15～30％的3～1mm叶腊石和10～25％的1～0mm 叶腊石确保了铝碳化硅碳砖的抗剥落性。

作为优选方案，所述结合剂为比重为1.4～1.5的磷酸二氢铝溶液。

优选采用比重为1.4～1.5的磷酸二氢铝溶液的结合剂，利用磷酸二氢铝高温下分解成氧化铝结合相，进一步提升了结合强度和抗侵蚀性，相比于传统的高铝质铝碳化硅碳砖常温下35MPa、中温20Mpa (1000℃×3h处理后)的强度，磷酸二氢铝作为结合剂常温强度可以达到50Mpa以上，中温仍然保持35Mpa以上的结合强度(1000℃× 3h处理后)。

作为优选方案，所述基质细粉为矾土细粉、刚玉细粉或粘土细粉。

作为优选方案，所述鳞片石墨的碳含量大于94％。