專利名稱：礦熱電爐碳化硅質(zhì)爐門磚及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉非金屬耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及了礦熱電爐碳化硅質(zhì)爐門磚及其制備方法。
背景技術(shù)：
礦熱電爐的爐門部位由于需要頻繁經(jīng)受高溫爐渣與熔融金屬流動的沖刷與化學(xué)侵蝕作用，并且還要經(jīng)常處于工作狀態(tài)與封閉狀態(tài)時高溫和低溫兩種不同環(huán)境的頻繁轉(zhuǎn)換中，需要經(jīng)受急冷急熱狀態(tài)的考驗(yàn)，因此礦熱電爐的爐門部位的耐火磚能夠達(dá)到的技術(shù)性能成為影響爐體內(nèi)襯整體壽命的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?，F(xiàn)有礦熱電爐爐門部位主要由高鋁磚砌筑而成，沒有專為礦熱電爐設(shè)計制成的適合爐門部位苛刻工作條件的爐門磚。這種傳統(tǒng)的由高鋁磚砌筑的爐門其主要缺陷為1、爐門位置頻繁經(jīng)受高溫爐渣與熔融金屬的沖刷，高鋁材料的耐磨性能的不足，高鋁爐門磚抗侵蝕抗沖刷能力較差，導(dǎo)致爐門部位首先報廢。2、由高鋁磚砌筑的爐門部位所形成的磚體較小且磚縫較多，使得磚縫部分容易首先受到侵蝕和沖刷而損壞，而且爐門部位整體穩(wěn)固程度較低，容易形成爐門部位整體斷裂損壞。3、爐門部位經(jīng)常處在工作與封閉兩種狀態(tài)的不斷轉(zhuǎn)換過程中，需要頻繁經(jīng)受急熱急冷狀態(tài)的考驗(yàn)，傳統(tǒng)高鋁材料制成的磚體的熱穩(wěn)定性能不能滿足急冷急熱苛刻環(huán)境條件的要求，從而容易出現(xiàn)磚體斷裂受損等情況。以上缺陷使得傳統(tǒng)高鋁磚砌筑的礦熱電爐爐門壽命最多只能達(dá)到90天，影響礦熱電爐整體使用壽命ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種使用壽命長的礦熱電爐碳化硅質(zhì)爐門磚及其制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下
礦熱電爐碳化硅質(zhì)爐門磚，由爐門磚料、占爐門磚料重量百分含量Γ5. 5%的水、防氧化涂料制成；所述爐門磚料由以下重量百分含量的原料組成工業(yè)碳化硅7纊85%、耐火粘土 5 10%、二氧化硅微粉2飛％、金屬硅微粉廣2%、純鋁酸鈣水泥3 5%;所述防氧化涂料由以下重量百分含量的原料組成石英粉50飛0%、耐火粘土 5 10%、鉀長石纊12%、硼酸纊12%、水玻璃溶液15 20%。所述水玻璃溶液即為市購的液態(tài)水玻璃。較好地，爐門磚料中工業(yè)碳化硅的粒度優(yōu)選< 3mm，耐火粘土、二氧化硅微粉、金屬硅微粉和純鋁酸鈣水泥的粒度均優(yōu)選20(Γ300目。較好地，防氧化涂料中石英粉、耐火粘土、鉀長石和硼酸的粒度均優(yōu)選 (0. 088mm。進(jìn)一步地，爐門磚的長X寬X厚規(guī)格為600mmX 650mm X 200mm到 700mm X 850mm X 400mm 之間。礦熱電爐碳化硅質(zhì)爐門磚的制備方法，步驟如下(1)、按防氧化涂料原料配比取料，攪拌混合均勻制得防氧化涂料，備用；
(2)、按爐門磚料原料配比取料，加水?dāng)嚢杌旌暇鶆?，在模具中澆注并振動成型，得半?br> P
m ；
(3)、成型后在半成品表面均勻涂刷一層防氧化涂料，經(jīng)保養(yǎng)、烘干后，在140(Tl55(rC 下燒結(jié)成型。較好地，烘干溫度優(yōu)選為11(T200°C，烘干時間優(yōu)選為72、6h。較好地，燒結(jié)時間優(yōu)選為8l4h。本發(fā)明的有益效果
1、本發(fā)明礦熱電爐爐門磚使用的原材料采用工業(yè)碳化硅為主要材料，提高制品的耐急熱急冷的熱穩(wěn)定性能和耐磨性能。2、在材料中加入二氧化硅微粉和金屬硅微粉作為陶瓷化添加劑，使?fàn)t門磚制品內(nèi)部微孔結(jié)構(gòu)消除或降低。同時采用在制品表面增加二氧化硅質(zhì)防氧化涂層，并經(jīng)過燒結(jié)形成制品表面陶瓷化的生產(chǎn)工藝，從而較大程度地增加礦熱電爐爐門磚制品的表面抗氧化性能以及耐磨與抗侵蝕性能。3、本發(fā)明礦熱電爐爐門磚設(shè)計為整體大規(guī)格方案，磚體規(guī)格設(shè)計為 600mmX650mmX 200mm到700mmX850mmX400mm之間，從而達(dá)到增加爐門部位整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)
度的目的。4、成型工藝由分層搗打改進(jìn)為整體澆鑄振動成型，增加制品成品的均勻與致密性。5、燒結(jié)溫度控制在1400°C 1550°C之間，燒結(jié)時間控制在他以上。6、本發(fā)明礦熱電爐爐門磚達(dá)到的主要性能指標(biāo)氣孔率彡19%，體積密度> 2. 5g/ cm3，耐急熱急冷> 30次，常溫耐壓強(qiáng)度> 70Mpa，荷重軟化點(diǎn)彡1620°C。爐門磚整體使用壽命延長至270天以上。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例中，爐門磚料中工業(yè)碳化硅的粒度彡3mm，耐火粘土、二氧化硅微粉、 金屬硅微粉和純鋁酸鈣水泥的粒度均為20(Γ300目；防氧化涂料中石英粉、耐火粘土、鉀長石和硼酸的粒度均< 0. 088mm。實(shí)施例1
礦熱電爐碳化硅質(zhì)爐門磚，由爐門磚料、占爐門磚料重量百分含量5%的水、防氧化涂料制成；所述爐門磚料包括以下重量百分含量的原料工業(yè)碳化硅82%、耐火粘土 9%、二氧化硅微粉4%、金屬硅微粉1%、純鋁酸鈣水泥4%;所述防氧化涂料由以下重量百分含量的原料組成石英粉56%、耐火粘土 7%、鉀長石12%、硼酸9%、水玻璃溶液16%。制備方法，步驟如下
(1)、按防氧化涂料原料配比取料，攪拌混合均勻制得防氧化涂料，備用；
(2)、按爐門磚料原料配比取料，加水?dāng)嚢杌旌暇鶆?，在模具中澆注并振動成型，得半?br> P
m ；
(3)、成型后在半成品表面均勻涂刷一層防氧化涂料，經(jīng)保養(yǎng)、150°C烘干80h后，在 1500°C下燒結(jié) IOh 成 650mmX750mmX300mm (長 X 寬 X 厚)大磚。
實(shí)施例2
礦熱電爐碳化硅質(zhì)爐門磚，由爐門磚料、占爐門磚料重量百分含量4%的水、防氧化涂料制成；所述爐門磚料包括以下重量百分含量的原料工業(yè)碳化硅78%、耐火粘土 10%、二氧化硅微粉5%、金屬硅微粉2%、純鋁酸鈣水泥5%;所述防氧化涂料由以下重量百分含量的原料組成石英粉50%、耐火粘土 6%、鉀長石12%、硼酸12%、水玻璃溶液20%。制備方法，步驟如下
(1)、按防氧化涂料原料配比取料，攪拌混合均勻制得防氧化涂料，備用；
(2)、按爐門磚料原料配比取料，加水?dāng)嚢杌旌暇鶆?，在模具中澆注并振動成型，得半?br> P
m ；
(3)、成型后在半成品表面均勻涂刷一層防氧化涂料，經(jīng)保養(yǎng)、110°C烘干7 后，在 1400°C下燒結(jié) 8h 成 600mmX650mmX200mm (長 X 寬 X 厚)大磚。實(shí)施例3
礦熱電爐碳化硅質(zhì)爐門磚，由爐門磚料、占爐門磚料重量百分含量5. 5%的水、防氧化涂料制成；所述爐門磚料包括以下重量百分含量的原料工業(yè)碳化硅85%、耐火粘土 5%、 二氧化硅微粉5%、金屬硅微粉1.5%、純鋁酸鈣水泥3. 5%;所述防氧化涂料由以下重量百分含量的原料組成石英粉60%、耐火粘土 5%、鉀長石8%、硼酸8%、水玻璃溶液19%。制備方法，步驟如下
(1)、按防氧化涂料原料配比取料，攪拌混合均勻制得防氧化涂料，備用；
(2)、按爐門磚料原料配比取料，加水?dāng)嚢杌旌暇鶆?，在模具中澆注并振動成型，得半?br> P
m ；
(3)、成型后在半成品表面均勻涂刷一層防氧化涂料，經(jīng)保養(yǎng)、180°C烘干90h后，在 1450°C下燒結(jié)20h成型，制成700mmX800mmX400mm (長X寬X厚)大磚。實(shí)施例4
礦熱電爐碳化硅質(zhì)爐門磚，由爐門磚料、占爐門磚料重量百分含量5. 5%的水、防氧化涂料制成；所述爐門磚料包括以下重量百分含量的原料工業(yè)碳化硅85%、耐火粘土 8%、 二氧化硅微粉2%、金屬硅微粉2%、純鋁酸鈣水泥3%;所述防氧化涂料由以下重量百分含量的原料組成石英粉55%、耐火粘土 10%、鉀長石10%、硼酸10%、水玻璃溶液15%。制備方法，步驟如下
(1)、按防氧化涂料原料配比取料，攪拌混合均勻制得防氧化涂料，備用；
(2)、按爐門磚料原料配比取料，加水?dāng)嚢杌旌暇鶆?，在模具中澆注并振動成型，得半?br> 品；
(3)、成型后在半成品表面均勻涂刷一層防氧化涂料，經(jīng)保養(yǎng)、200°C烘干后，在 1550°C下燒結(jié)Mh成型，制成700mmX850mmX400mm (長X寬X厚)大磚。將以上實(shí)施例廣4所得大磚進(jìn)行測試，主要性能指標(biāo)氣孔率< 19%，體積密度彡2. 5g/cm3，耐急熱急冷> 30次，常溫耐壓強(qiáng)度> 70Mpa，荷重軟化點(diǎn)彡1620°C。爐門磚整體使用壽命延長至270天以上。
權(quán)利要求
1.礦熱電爐碳化硅質(zhì)爐門磚，其特征在于由爐門磚料、占爐門磚料重量百分含量 Γ5. 5%的水、防氧化涂料制成；所述爐門磚料由以下重量百分含量的原料組成工業(yè)碳化硅78 85%、耐火粘土 5 10%、二氧化硅微粉2 5%、金屬硅微粉廣2%、純鋁酸鈣水泥3 5% ； 所述防氧化涂料由以下重量百分含量的原料組成石英粉50飛0%、耐火粘土 5 10%、鉀長石8 12%、硼酸8 12%、水玻璃溶液15 20%。
2.如權(quán)利要求1所述的礦熱電爐碳化硅質(zhì)爐門磚，其特征在于爐門磚料中工業(yè)碳化硅的粒度< 3mm，耐火粘土、二氧化硅微粉、金屬硅微粉和純鋁酸鈣水泥的粒度均為 200 300 目。
3.如權(quán)利要求2所述的礦熱電爐碳化硅質(zhì)爐門磚，其特征在于防氧化涂料中石英粉、 耐火粘土、鉀長石和硼酸的粒度均< 0. 088mm。
4.如權(quán)利要求3所述的礦熱電爐碳化硅質(zhì)爐門磚，其特征在于爐門磚的長X寬X厚規(guī)格為600mmX 650mmX 200mm 到 700mmX 850mmX 400mm 之間。
5.如權(quán)利要求廣4之任意一項(xiàng)所述的礦熱電爐碳化硅質(zhì)爐門磚的制備方法，其特征在于步驟如下(1)、按防氧化涂料原料配比取料，攪拌混合均勻制得防氧化涂料，備用；(2)、按爐門磚料原料配比取料，加水?dāng)嚢杌旌暇鶆?，在模具中澆注并振動成型，得半成?；(3)、成型后在半成品表面均勻涂刷一層防氧化涂料，經(jīng)保養(yǎng)、烘干后，在140(Tl55(rC 下燒結(jié)成型。
6.如權(quán)利要求5所述的礦熱電爐碳化硅質(zhì)爐門磚的制備方法，其特征在于烘干溫度為11(T200°C，烘干時間為72 96h。
7.如權(quán)利要求6所述的礦熱電爐碳化硅質(zhì)爐門磚的制備方法，其特征在于燒結(jié)時間為8 24h。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉非金屬耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了礦熱電爐碳化硅質(zhì)爐門磚及其制備方法。由爐門磚料、占爐門磚料重量百分含量4~5.5%的水、防氧化涂料制成；所述爐門磚料由以下重量百分含量的原料組成工業(yè)碳化硅78~85%、耐火粘土5~10%、二氧化硅微粉2~5%、金屬硅微粉1~2%、純鋁酸鈣水泥3~5%；所述防氧化涂料由以下重量百分含量的原料組成石英粉50~60%、耐火粘土5~10%、鉀長石8~12%、硼酸8~12%、水玻璃溶液15~20%。按防氧化涂料原料配比取料，攪拌混合均勻制得防氧化涂料，備用；按爐門磚料原料配比取料，加水?dāng)嚢杌旌暇鶆颍谀＞咧袧沧⒉⒄駝映尚?，得半成品；成型后在半成品表面均勻涂刷一層防氧化涂料，?jīng)保養(yǎng)、烘干后，在1400~1550℃下燒成。本發(fā)明爐門磚使用壽命延長至270天以上。
文檔編號C04B35/565GK102225867SQ20111013519
公開日2011年10月26日 申請日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者馮周陽, 吳增云, 張新生, 白利紅, 白周義, 趙建立, 趙林超 申請人:河南益豐高溫材料股份有限公司