專利名稱：長壽命高爐風口耐磨陶瓷襯套生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐磨陶瓷襯套的生產(chǎn)方法，具體的涉及一種長壽命高爐風口耐磨 陶瓷襯套的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
風口襯套是高爐生產(chǎn)的消耗備件，長期在爐內(nèi)承受高溫并承受煤粉的磨損，工作 使用條件極其惡劣，壽命長短直接影響高爐的正常運行，風口襯套壽命短帶來如下問題 (1)需要頻繁更換風口襯套，導致人工成本和生產(chǎn)的增加；(2)更換風口襯套時需要降壓休 風，從而影響生產(chǎn)進度，帶來能源消耗增加的問題。為了延長使用壽命，風口襯套應(yīng)該滿足耐高溫、耐腐蝕、磨損、燒損的要求。目前使 用的風口襯套大多采用純銅來制造，也有采用氮化硅結(jié)合碳化硅生產(chǎn)的，還有的是在風口 襯套工作表面噴涂一層耐磨耐熱材料的。噴涂有耐磨耐熱材料的風口襯套耐高溫性能差， 耐磨層極易脫落或被沖刷掉；而以紫銅、純銅以及氮化硅結(jié)合碳化硅生產(chǎn)的風口襯套由于 使用材料性能的影響，生產(chǎn)成本高，在鐵水和爐渣的侵蝕及爐料熱風氣流的沖刷下，使用壽 命也不高，通常風口襯套的使用壽命僅為20天。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了上述技術(shù)問題，提供一種工藝簡單、生產(chǎn)成本低、耐高溫、耐腐蝕、磨 損、燒損的長壽命高爐風口耐磨陶瓷襯套生產(chǎn)方法。技術(shù)方案為將重量份數(shù)為碳化硅50 70，單質(zhì)硅為20 30，碳黑為10 20，蒸 餾水22 35，PH值在6. 5 7. 3之間的聚乙烯醇3 5，羊毛脂0. 2 0. 5的原料經(jīng)配料、 制漿、制模、成型、干燥、修坯、燒結(jié)、精整制成。優(yōu)選原料配比為碳化硅70，單質(zhì)硅為20，碳 黑為10、蒸餾水27、聚乙烯醇4、羊毛脂0. 3。還加入碳化硼重量份0. 1 0. 4。優(yōu)選0. 1重量份。所述生產(chǎn)方法具體為配料準備前述重量比例的原料；優(yōu)選控制粉料組份粒徑在240目 1200目。制漿先將碳化硅加入到蒸餾水中，攪拌3 7小時后，再加入單質(zhì)硅攪拌3 5 小時，再加入炭黑，羊毛脂、碳化硼進行攪拌，最后加入聚乙烯醇，攪拌不少于7 10小時， 料漿混合均勻成膏狀；制模根據(jù)風口尺寸加工風口襯套內(nèi)外型模；成型采用實心注漿法進行注漿；干燥成型坯體脫模后，45 °C 75 °C的干燥房進行60 72小時烘干；修坯成型坯體干燥后，對坯體表面的缺陷進行修整；燒結(jié)將修整好的坯體放入真空爐，升溫到1800°C 2000°C進行真空反應(yīng)燒結(jié)， 燒結(jié)時真空度低于0. lPa，在溫度1560°C 1650°C時的燒結(jié)時間為4 6小時以保證滲硅 的充分進行；
精整將經(jīng)過真空燒結(jié)反應(yīng)后的坯體通過噴丸或者打磨，去除殘留在坯體表面的 單質(zhì)硅和雜質(zhì)后制成長壽命高爐風口耐磨陶瓷襯套。耐磨陶瓷材料由于具有耐磨性好、生產(chǎn)成本低的優(yōu)點被廣泛使用于各行業(yè)中，但 是本發(fā)明中的風口襯套工作環(huán)境極其惡劣，耐高溫、磨蝕的要求極高，采用普通的耐磨陶瓷 材料制作的風口襯套還是難以滿足長壽命要求，不僅如此，普通耐磨陶瓷材料原料中需要 加入的有機分散劑、均勻劑均依賴進口，均在采購成本高，運輸周期長的問題。本發(fā)明配方中采用羊毛脂同時替代現(xiàn)有的有機分散劑、均勻劑，使原料能夠全部 國產(chǎn)化，降低了采購成本的同時，由于羊毛脂同時具有分散劑、均勻劑特性，加入本配方中 并合理控制加入量，可以使制得的成品襯套中各組分的均勻性和分散性更好，大大增加產(chǎn) 品高溫下的各項性能指標。進一步的，在上述配方中添加了碳化硼，由于碳化硼具有耐高溫強度以及硬度大 的特性，加入配方中能顯著增加產(chǎn)品高溫下的抗腐蝕性能，其加入量應(yīng)控制在0. 1 0. 4之 間，不可過多或過少，過多則容易造成產(chǎn)品開裂，過少會起不到相應(yīng)增加高溫強度的作用和 抗腐蝕的能力。有益效果(1)本發(fā)明高爐風口襯套能夠在溫度高達1300°C的工況中正常工作，具有優(yōu)異的 耐腐蝕、燒損和磨損的性能。(2)較現(xiàn)有高爐風口襯套相比，其工作壽命得到大幅提高，可達100天以上，無需 頻繁更換襯套，減少了人工成本和生產(chǎn)成本，降低了由于降壓休風帶來的能源消耗、保證生 產(chǎn)的連續(xù)性。(3)與現(xiàn)有的耐磨陶瓷材料相比，在密度、硬度、斷裂韌性方面具有突出的優(yōu)點，密 度由2. 65g/cm3提高到3. llg/cm3,常溫耐壓強度由160MPa提高到243MPa ； 1200 °C熱態(tài)抗折 強度由40MPa提高到279MPa，1200°C導熱系數(shù)由17提高到41W/mK。(4)避免使用金屬材料，且原料可全部國產(chǎn)化，保證各項性能的同時，降低了采購 成本，減少因為使用金屬材料制造風口襯套造成的資源浪費，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。
具體實施例方式實施例1原料(重量份數(shù))碳化硅50，單質(zhì)硅為28，碳黑為20，蒸餾水35，PH值在6. 5的 聚乙烯醇3，羊毛脂0. 2、碳化硼0. 2。方法配料準備前述重量比例的原料；制漿先將碳化硅加入到蒸餾水中，攪拌3 7小時后，再加入單質(zhì)硅攪拌3 5 小時，再加入炭黑，羊毛脂、碳化硼進行攪拌，最后加入聚乙烯醇，攪拌不少于7 10小時， 料漿混合均勻成膏狀；制模根據(jù)風口尺寸加工風口襯套內(nèi)外型模；成型采用實心注漿法進行注漿；干燥成型坯體脫模后，45 °C 75 °C的干燥房進行60 72小時烘干；修坯成型坯體干燥后，對坯體表面的缺陷進行修整；
燒結(jié)將修整好的坯體放入真空爐，升溫到1800°C 2000°C進行真空反應(yīng)燒結(jié)， 燒結(jié)時真空度低于0. lPa，溫度在1560°C 1650°C時的燒結(jié)時間為4 6小時以保證滲硅 的充分進行；精整將經(jīng)過真空燒結(jié)反應(yīng)后的坯體通過噴丸或者打磨，去除殘留在坯體表 面的單質(zhì)硅和雜質(zhì)后制成長壽命高爐風口耐磨陶瓷襯套。實施例2原料(重量份數(shù))碳化硅70，單質(zhì)硅為20，碳黑為10，蒸餾水27，PH值在7. 3之 間的聚乙烯醇4，羊毛脂0. 3、碳化硼0. 1。生產(chǎn)方法同實施例1。實施例3原料(重量份數(shù))碳化硅60，單質(zhì)硅為30，碳黑為10，蒸餾水22，PH值在7. 3之 間的聚乙烯醇5，羊毛脂0.4。生產(chǎn)方法同實施例1。實施例4原料(重量份數(shù))碳化硅55，單質(zhì)硅為27，碳黑為18，蒸餾水30，PH值在7. 3之 間的聚乙烯醇4，羊毛脂0. 5、碳化硼0. 4。生產(chǎn)方法同實施例1。表 1 在實施的四個例中，體積密度最低的也達到3. 02g/cm3，材料的致密性有了更大的 提高，增強了陶瓷襯套的耐腐蝕性，同時這些實例的常溫抗折強度也較原來有了很大的提 升，更重要的是高溫抗折強度都遠遠大于原來的參數(shù)，在1200°C的導熱系數(shù)，達到了現(xiàn)有耐 磨陶瓷材料的2倍以上。
權(quán)利要求
一種長壽命高爐風口耐磨陶瓷襯套生產(chǎn)方法，其特征在于，將重量份數(shù)為碳化硅50～70，單質(zhì)硅為20～30，碳黑為10～20，蒸餾水22～35，PH值在6.5～7.3之間的聚乙烯醇3～5，羊毛脂0.2～0.5的原料經(jīng)配料、制漿、制模、成型、干燥、修坯、燒結(jié)、精整制成。
2.如權(quán)利要求1所述的長壽命高爐風口耐磨陶瓷襯套生產(chǎn)方法，其特征在于，還加入 碳化硼0. 1 0. 4重量份。
3.如權(quán)利要求1或2所述的長壽命高爐風口耐磨陶瓷襯套生產(chǎn)方法，其特征在于，配料準備前述重量比例的原料；制漿先將碳化硅加入到蒸餾水中，攪拌3 7小時后，再加入單質(zhì)硅攪拌3 5小時， 再加入炭黑，羊毛脂、碳化硼進行攪拌，最后加入聚乙烯醇，攪拌7 10小時，料漿混合均勻 成膏狀；制模根據(jù)風口尺寸加工風口襯套內(nèi)外型模；成型采用實心注漿法進行注漿；干燥成型坯體脫模后，在45°C 75°C的干燥房進行60 72小時烘干；修坯成型坯體干燥后，對坯體表面的缺陷進行修整；燒結(jié)將修整好的坯體放入真空爐，升溫到1800°C 2000°C進行真空反應(yīng)燒結(jié)，燒結(jié) 時真空度低于0. lPa，溫度在1560°C 1650°C時的燒結(jié)時間為4 10個小時以保證滲硅的 充分進行；精整將經(jīng)過真空燒結(jié)反應(yīng)后的坯體通過噴丸或者打磨，去除殘留在坯體表面的單質(zhì) 硅和雜質(zhì)后制成長壽命高爐風口耐磨陶瓷襯套。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐磨陶瓷襯套的生產(chǎn)方法，解決了現(xiàn)有高爐風口襯套壽命短、耐高溫、耐腐蝕、磨損、燒損性能差的問題。技術(shù)方案為將重量份數(shù)為碳化硅50～70，單質(zhì)硅為20～30，碳黑為10～20，蒸餾水22～35，pH值在6.5～7.3之間的聚乙烯醇3～5，羊毛脂0.2～0.5的原料經(jīng)配料、制漿、制模、成型、干燥、修坯、燒結(jié)、精整制成。本發(fā)明原料可全部國產(chǎn)化，降低了采購成本，生產(chǎn)陶瓷襯套能夠在溫度高達1300℃的工況中正常工作，具有優(yōu)異的耐腐蝕、燒損和磨損的性能，使用壽命可達100天以上。
文檔編號C04B35/622GK101913882SQ20101026660
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月30日
發(fā)明者張良祥, 洪學勤, 王承柏, 鄧棠, 陳光勝, 雷中興, 韋堅 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司