一種用于高爐鐵水溝的碳復(fù)合耐火材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于高爐鐵水溝的碳復(fù)合耐火材料及其制備方法，由原料石墨(C)金屬Al、Si、SiC非氧化物之和，與剛玉、鎂砂，vf-SiO2氧化物之和，1：1配制。硅溶膠加入10%經(jīng)過混煉——成型——硬化處理——破碎，裝袋即成成品，本發(fā)明的高鐵爐鐵水溝澆注料既保持了耐火材料的高溫強度特點，耐沖刷，耐侵蝕，同時兼?zhèn)淞私饘俨牧系囊欢g性，在出鐵使用過程中，受冷、熱循環(huán)，溫度激烈波動沖擊，體積穩(wěn)定，耐剝落，增大鐵水溝使用周期。
【專利說明】一種用于高爐鐵水溝的碳復(fù)合耐火材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及澆注料領(lǐng)域，尤其是一種用于高爐鐵水溝的碳復(fù)合耐火材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，煉鐵高爐向3000M3、4000M3、5000M3級大型化發(fā)展也就成必然趨勢，一座高爐日產(chǎn)7500 - 15000噸鐵常態(tài)化，鐵水溝是咽喉部位，它既是過鐵通道又是渣鐵分離器。溝襯耐火材料的耐用性決定著高爐能否順產(chǎn)。
[0003]大型高爐鐵水溝，一般采用A 1203_ SiC-C質(zhì)澆注料造襯，它是一種碳復(fù)合耐火材料，“C”源來之于浙青、焦炭、石墨、碳黑等。以鱗片狀石墨為最好。
[0004]碳素鱗片石墨是一種優(yōu)良耐火材料，它耐高溫、體積穩(wěn)定、導(dǎo)熱和潤滑性好，不被酸堿高溫熔渣浸潤,化學(xué)穩(wěn)定性也好,做鐵水溝內(nèi)襯材料極佳,但該材料憎水不能直接向產(chǎn)品中加入，因為加入后會增大澆注料加水量，造成氣孔率增大，體積密度降低，抗壓強度減小。影響使用效果，同時鱗片狀石墨也有易于氧化的缺陷。因此受到制約。
[0005]以金屬S1、Al、SiC等非氧化物，做抗氧化劑和金屬塑性相。與氧化物Al2O3 ,S12,MgO等無機材料復(fù)合, 溶膠做結(jié)合劑,經(jīng)過特殊工藝配制出一種新型碳復(fù)合材料，加入到Al2O3- SiC-C質(zhì)鐵水溝澆注料中。會使該產(chǎn)品既保持了耐火材料的高溫強度特點,耐沖刷，耐侵蝕，同時兼?zhèn)淞私饘俨牧系囊欢g性。在出鐵使用過程中，受冷、熱循環(huán)，溫度激烈波動沖擊，體積穩(wěn)定，耐剝落，增大鐵水溝使用周期是亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是發(fā)明一種用于高爐鐵水溝的碳復(fù)合耐火材料及其制備方法方法，其特征在于:采用以下技術(shù)方案:
物料選擇一、原材料選擇
(1)硅溶膠理化指標(biāo)
a、化學(xué)成分％
S12 30-40 Na2O 0.3-0.4 PH 值 8.5-10
b、密度g/cm3
1.1-1.2 (25°C )
(2)白剛玉理化指標(biāo)
a、化學(xué)成分％
A I2O3 ≥ 99 Na2O ( 0.35
2、體積密度g/cm3 ^ 3.9g/cm3
(3)碳化硅理化指標(biāo)1、化學(xué)成分％
SiC ≥ 97 Fe2O3 ≥ 0.5
2、體積密度g/cm3 ^ 3.12g/cm3
(4)石墨理化指標(biāo)
1、化學(xué)成分％
C ^ 98 H2O ≤0.5
(5)電熔鎂砂、鎂砂理化指標(biāo)
1、化學(xué)成分％
MgO ≥ 98 S12 ( 0.10
(6)金屬娃理化指標(biāo)
1、化學(xué)成分％
Si ≥ 98 Fe2O3 ≥ 0.8
b、粒度
(180 目
2、金屬招理化指標(biāo)
1、化學(xué)成分％
Al ≤ 99.5
2、粒度 (180 目
3、硅微粉理化指標(biāo)
1、化學(xué)成分％
S12 ≤ 96 Fe2O3 ≤ 0.5
二、產(chǎn)品配制
石墨(C)金屬Al、S1、SiC非氧化物之和，與剛玉、鎂砂，vf-Si02氧化物之和，1:1配制。硅溶膠加入10% (重量百分比)。
[0007]a、混煉
石墨密度輕，混煉時易浮于混合料頂部，使之不完全與配料中的其他組分接觸。采用強制攪拌機混料。注意物料加入次序和混料時間。
[0008]次序為:剛玉、鎂砂混合料一結(jié)合劑一石墨一硅微粉與添加劑混合粉。
[0009]時間:掌握適中。時間短了包裹不好，不均勻；長了因溶劑揮發(fā)而發(fā)干，石墨與細粉脫落。保持在15-20min為宜。
[0010]b、成型
制成230X 114X 65 (mm)坯體。在壓力機上成型。目的是促使石墨與其他物料最緊密堆積，溶膠充分滲透其中。坯體密度2.5g/cm3。
[0011]C、硬化處理
成型后的坯體在250°C _300°C的溫度下進行熱處理，溶膠直接或間接硬化，坯體具有較高強度70MPa。處理時間45h-50h。
[0012]d、破碎將硬化處理后的坯體，在鄂式破碎機上加工，篩分，粒度選擇在O-lmm，裝袋即成成品。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的高鐵爐鐵水溝澆注料既保持了耐火材料的高溫強度特點，耐沖刷，耐侵蝕，同時兼?zhèn)淞私饘俨牧系囊欢g性，在出鐵使用過程中，受冷、熱循環(huán)，溫度激烈波動沖擊，體積穩(wěn)定，耐剝落，增大鐵水溝使用周期。

【具體實施方式】
[0014]下面通過具體實施例:
對本發(fā)明做進一步說明采用以下技術(shù)方案:
物料配制，石墨(C)金屬Al、S1、SiC非氧化物之和，與剛玉、鎂砂，Vf-Si02氧化物之和，I:1配制。娃溶膠加入10% (重量百分比)。
[0015]a、混煉
石墨密度輕，混煉時易浮于混合料頂部，使之不完全與配料中的其他組分接觸。采用強制攪拌機混料。注意物料加入次序和混料時間。
[0016]次序為:剛玉、鎂砂混合料一結(jié)合劑一石墨一硅微粉與添加劑混合粉。
[0017]時間:掌握適中。時間短了包裹不好，不均勻；長了因溶劑揮發(fā)而發(fā)干，石墨與細粉脫落。保持在15-20min為宜。
[0018]b、成型
制成230X 114X 65 (mm)坯體。在壓力機上成型。目的是促使石墨與其他物料最緊密堆積，溶膠充分滲透其中。坯體密度2.5g/cm3。
[0019]C、硬化處理
成型后的坯體在250°C _300°C的溫度下進行熱處理，溶膠直接或間接硬化，坯體具有較高強度70MPa。處理時間45h-50h。
[0020]d、破碎
將硬化處理后的坯體，在鄂式破碎機上加工，篩分，粒度選擇在0-lmm，裝袋即成成品。
[0021]使用效果評價
經(jīng)在湖南漣源鋼鐵公司3200M3高爐、湖北武漢鋼鐵公司3200 M3、3800M3高爐，河北邯鄲鋼鐵公司3200M3高爐鐵水溝澆注料中使用，提高通鐵量25-30%。年創(chuàng)造經(jīng)濟效益600萬以上。并外銷耐火材料行業(yè)如河南、鞏義、河北邯鄲等地區(qū)，促進了耐火材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)進步，產(chǎn)品更新。
【權(quán)利要求】
1.一種用于高爐鐵水溝的碳復(fù)合耐火材料及其制備方法，其特征在于:物料選擇 (I)硅溶膠理化指標(biāo) 化學(xué)成分％
S12 30-40 Na2O 0.3-0.4 PH 值 8.5-10
密度g/cm3
1.1-1.2 (25°C ) 白剛玉理化指標(biāo) 化學(xué)成分％ A I2O3 ≤ 99 Na2O ( 0.35 2、體積密度g/cm3 ^ 3.9g/cm3 (3)碳化硅理化指標(biāo) a、化學(xué)成分％
SiC ≤ 97 Fe2O3 ≤ 0.5 b、體積密度g/cm3 ^ 3.12g/cm3 石墨理化指標(biāo) a、化學(xué)成分％ C ^ 98 H2O ≤ 0.5 (5)電熔鎂砂、鎂砂理化指標(biāo) a、化學(xué)成分％ MgO ≤ 98 S12 ( 0.10 (6)金屬娃理化指標(biāo) a、化學(xué)成分％
Si ≤ 98 Fe2O3 ≤ 0.8
權(quán)度< 180目 (7)金屬鋁理化指標(biāo) a、化學(xué)成分％
Al ≤ 99.5 b、粒度<180目 (8)硅微粉理化指標(biāo) a、化學(xué)成分％
S12 ≤ 96 Fe2O3 ≤ 0.5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高爐鐵水溝的碳復(fù)合耐火材料及其制備方法，特征在于:石墨(C)金屬Al、S1、SiC非氧化物之和，與剛玉、鎂砂，vf-Si02氧化物之和，1:1配制，硅溶膠加入10% (重量百分比)制備一種用于高爐鐵水溝的碳復(fù)合耐火材料及其制備方法，其特征在于包括如下步驟: 混煉 石墨密度輕，混煉時易浮于混合料頂部，使之不完全與配料中的其他組分接觸，采用強制攪拌機混料，注意物料加入次序和混料時間，次序為:剛玉、鎂砂混合料一結(jié)合劑一石墨一硅微粉與添加劑混合粉，時間:掌握適中，時間短了包裹不好，不均勻；長了因溶劑揮發(fā)而發(fā)干，石墨與細粉脫落，保持在15-20min為宜； 成型 制成 230X 114X 65 (mm)坯體 在壓力機上成型，目的是促使石墨與其他物料最緊密堆積，溶膠充分滲透其中，坯體密度2.5g/cm3，硬化處理，成型后的坯體在250°C -300°C的溫度下進行熱處理，溶膠直接或間接硬化，坯體具有較高強度70MPa，處理時間45h-50h ； 破碎 將硬化處理后的坯體，在鄂式破碎機上加工，篩分，粒度選擇在O-lmm，裝袋即成成品。
【文檔編號】C04B35/622GK104163637SQ201310182079
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年5月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月17日
【發(fā)明者】董西岳, 劉秋生, 董紅振, 董宏源, 陳振偉 申請人:登封市宏源耐火材料有限公司