[发明专利]一种高炉用环保型高强度炭砖及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高炉用环保型高强度炭砖及其制备方法，涉及高炉用炭砖领域，所述其原料包括以下重量份的份数：5~20份的混合收尘粉、4~8份的碳化硅粉、8~12份的硅粉、3~6份的超细鳞片石墨的和1~2份的硅微粉为基质，以50~65份的焙烧碎为骨料，外加所述基质和所述骨料之和的15~25份的热固性酚醛树脂为结合剂；将基质和骨料置于爱立许强力混合机中。所述混合收尘粉是将由除尘器在配料过程、破碎过程以及机加工过程中收集的粉尘按置于三螺旋混合器中混合得到的；所述焙烧碎为高温焙烧后的废炭砖或回收旧炭砖经破碎、筛分后得到的。本发明所用原料大部分为废旧回收料，制备工艺简单、成本低而且绿色环保，所制制品强度高、热导率高和抗铁水侵蚀性能优异。

技术领域

本发明涉及一种高炉用炭砖，具体是一种高炉用环保型高强度炭砖及其制备方法。

背景技术

高炉是炼铁系统的核心装备，而炭砖是高炉炉缸炉底的关键内衬材料。近些年，随着高炉大型化和长寿化发展，以及高风压、高风温和富氧喷煤等强化冶炼技术的应用，炉缸炉底部位炭砖的工作环境极其恶劣。为了保证和延长高炉寿命，对炉缸炉底炭砖的性能提出了更高的要求。此外，随着国家“节能、减排、降耗”战略的推进、“低碳经济”的发展以及最新的“碳中和、碳达峰”使命目标，未来的资源回收利用和绿色可持续发展将越来越重要。因此，开发新一代环保型、高强度、高微孔化率和高导热的炭砖具有重要意义。

目前，炭砖一般采用电煅无烟煤作为主要原料，沥青作为结合剂，采用Z形对搅混碾机混碾，振动成型或模压成型，按一定的焙烧制度埋碳焙烧，后经加工而成。在炭砖的焙烧过程中，由于炭砖尺寸大，温度控制不准或其它原因极易导致炭砖出现裂纹，通常炭砖的合格品率大约只有55%，其他45%的都是废品炭砖，但废品炭砖的高效利用在行业内未见报道。此外，在炭砖切割、铣和磨的加工过程中，有大量的收集颗粒和粉尘，由于粒径大小不一，一直是利用的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低和易于工业化生产的高炉用环保型高强度炭砖的制备方法，用该方法制备的高炉用环保型高强度炭砖具有强度高、热导率高和抗铁水侵蚀性能优异的特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高炉用环保型高强度炭砖及其制备方法，所述其原料包括以下重量份的份数：5~20份的混合收尘粉、4~8份的碳化硅粉、8~12份的硅粉、3~6份的超细鳞片石墨、1~2份的硅微粉为基质。

优选的：所述混合收尘粉是将由除尘器在配料过程、破碎过程以及机加工过程中收集的粉尘按质量比1：1：3置于三螺旋混合器中混合1~2小时后得到的，混合收尘粉的C含量大于80份，粒度的直径小于0.075mm数量大于75份

优选的：所述碳化硅粉的粒度小于0.045mm，碳化硅粉中SiC含量大于97份。

优选的：所述硅粉的粒度小于0.045mm，硅粉中Si的含量大于95份。

优选的：所述超细鳞片石墨粒度小于0.015mm，超细鳞片石墨中C含量大于95份。

优选的：所述硅微粉的粒度小于0.045mm，硅微粉中SiO₂含量大于95份。

优选的：所述以50~65份的焙烧碎为骨料，外加15~25份的热固性酚醛树脂为结合剂；将所述基质和所述骨料置于爱立许强力逆流混合机中，混合1~3分钟，然后加入所述热固性酚醛树脂，混合10~15分钟；冷态模压成型，于110~180℃条件下干燥，在埋碳气氛和1200~1400℃条件下烧成，制得高炉用环保型高强度炭砖。

优选的：所述焙烧碎为高温焙烧后的废炭砖或回收旧炭砖经破碎、筛分后得到的，焙烧碎的级配粒径长度包括以下重量份的份数：粒径为6~4mm的有25~35份、粒径为4~2mm的有20~30份、粒径有2~1mm的为20~30份、粒径有1~0.2mm的有20~25份，焙烧碎的C含量大于85份。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下优越性：