[发明专利]一种高炉炉底炉缸用炭块及其制造方法

权利要求书

1.一种高炉炉底炉缸用炭块，其特征在于，由骨料和酚醛树脂粘结剂两部分组成，按照重量计，骨料100份，酚醛树脂粘结剂13-20份；

骨料包含炭质骨料和非炭质添加剂两部分，按照重量计，上述100份骨料中，炭质骨料68-90份，非炭质添加剂10-32份；

其中炭质骨料包含电煅无烟煤和人造石墨两部分，按照重量计，电煅无烟煤占70-90％，人造石墨占10-30％。

2.如权利要求1所述的一种高炉炉底炉缸用炭块，其特征在于，所述非炭质添加剂包含金属硅粉以及氧化铝粉(α-Al2O3微粉、白刚玉粉、棕刚玉粉等)、碳化硅粉(α-SiC或β-SiC)、氧化钛粉(锐钛矿型或金红石型)、氧化锆粉其中的一种或两种以上的混合物，按照重量计，金属硅粉占30-70％，氧化铝粉、碳化硅粉、氧化钛粉、氧化锆粉其中的一种或两种以上的混合物占30-70％，非炭质添加剂的化学纯度按重量计为95％以上，粒度为用0.045mm(325目)的公制标准筛进行筛分，小于0.045mm(325目)部分按重量计为大于95％。

3.如权利要求2所述的一种高炉炉底炉缸用炭块，其特征在于，所述酚醛树脂粘结剂以重量计成分为：游离酚含量8-11％，游离醛含量0.6-0.7％，水分3-6％，固含量77-82％，残炭率46-50％，粘度(25℃)8000-10000mPa.s，分子量550-650；酚醛树脂粘结剂的制备方法包括以下步骤：称取以下重量分数的原料：35-40％纯木质素、29-32％苯酚、32.5-30.2％甲醛和0.5-0.8％氢氧化钠，加入至反应釜内；打开卧式冷凝器顶端的放空阀，将冷凝器冷凝水压控制在0.3MPa-0.4MPa之间，再打开升温开关向反应釜夹套内通入蒸汽；搅拌升温起始温度不超过30摄氏度，升温至80摄氏度，严格控制升温速度1摄氏度/1min，升温时间控制在60-70min内，升温至93-95摄氏度后保温90min，冷却至45摄氏度后排料得到上述酚醛树脂粘结剂。

4.如权利要求3所述的一种高炉炉底炉缸用炭块，其特征在于，所述电煅无烟煤和人造石墨混合后的粒度按重量计组成如下：-8+4为0-12％，-4+2为10-15％，-2+1为14-19％，-1+0.5为7-12％，-0.5+15为12-17％，-0.15+0.075为8-13％，-0.075为21-26％。

5.如权利要求1-4任意一项所述的一种高炉炉底炉缸用炭块的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、先将炭质骨料电锻无烟煤和人造石墨进行破碎、磨粉和筛分，然后按照上述原料配比和粒度组成要求进行配料，非炭质添加剂按照上述配比要求一起配料；

S2、配好的骨料加入到强力混捏机中高速干混1-3分钟，然后加入上述酚醛树脂粘结剂湿混10-15分钟，混合过程中不必对糊料进行任何额外的加热，但是，因为高速混合过程中机械能转换成热能，以及混合过程中发生的化学反应，糊料温度会上升到40-60℃，这不会影响产品质量；

S3、混合好的糊料从强力混捏机中排出进入其下方的圆盘给料机中，糊料通过圆盘给料机均匀的排出到其下方的成型模具中；

S4、模具中经过均匀布料的糊料在模压成型机上进行模压成型；

S5、完成成型工序后，成型的炭块产品与托盘一起进行干燥固化；

S6、按照高炉砌筑要求经过机械加工就成为用于高炉炉底炉缸的超微孔炭砖。

6.如权利要求5所述的一种高炉炉底炉缸用炭块的制造方法，其特征在于，所述步骤S4模压成型带抽真空装置，真空罐真空度要求大于-0.09MPa，工作时的真空度要求大于-0.08Mpa，具体步骤如下：布料后模具带着糊料进入成型工位，真空罩下落压紧，开始抽真空，抽真空30-60s后，模压机上冲头下移进行压制，均匀升压到目标压力后进行保压，保压时间30-60s，压制结束后卸压，卸去真空，提升上冲头，模具移出成型工位，到达脱模工位，顶出炭块到托盘上，完成成型过程。

7.如权利要求5所述的一种高炉炉底炉缸用炭块的制造方法，其特征在于，所述步骤S5中干燥固化包括以下步骤：成型后还没有强度不能吊运的炭块和托盘一起进入干燥窑，在干燥窑中，60-80℃的温度下，炭块中的酚醛树脂逐渐进行分子缩合，脱出水分，经过36-72小时的干燥脱水，虽然其中的树脂尚未完全固化，但炭块本身已经有一定的强度，可以起吊装炉；干燥后处于半固化状态的炭块通过吊装，放入环式焙烧炉中进行焙烧。