一種微孔鋁碳磚的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微孔鋁碳磚的制備方法，將粒徑5-3毫米高鋁礬土10-20份；粒徑3毫米以下高鋁礬土40-55份；200目高鋁礬土5-15份，剛玉微粉3-8份，碳化硅10-15份；石墨粉4-8份；瀝青1-3份，納米級(jí)炭黑2-4份；結(jié)合劑樹脂4-8份混合均勻，攪拌20分鐘后出料，裝入料斗，再通過壓力機(jī)進(jìn)行成型；成型后產(chǎn)品自然放置8h后入窯進(jìn)行熱處理，熱處理24h后，出窯揀選。本發(fā)明采用低溫處理的微孔鋁碳磚取代傳統(tǒng)的高溫?zé)晒に?；添加納米粉、超細(xì)粉等，通過納米效應(yīng)達(dá)到微孔效果；外加樹脂作結(jié)合劑，生成一種各向同性玻璃狀構(gòu)造是一種極致密的碳質(zhì)物，它也以填充方式均勻包裹磚內(nèi)的大小顆粒，使磚內(nèi)大小顆粒周圍的孔隙被這種碳質(zhì)物封閉，貫通氣孔極少，有利于微孔的生成，降低透氣度。
【專利說(shuō)明】一種微孔鋁碳磚的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于耐火材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種微孔鋁碳磚的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁碳磚以Al2O3和C為主要成分的含Al2O3 35%~85%，含C 7%~35%的耐火材料?？煞譃闊纱u和不燒磚兩大類。
[0003]鋁碳磚耐火度高，化學(xué)穩(wěn)定性良好，耐侵蝕。如在配料中添加Zr02，能獲得良好的抗熱震性。含Al2O3 72%~85%、C 7%~8%的燒成鋁碳磚的耐壓強(qiáng)度可達(dá)110~120MPa，1400°C抗彎強(qiáng)度達(dá)25MPa ;含Al2O3 35%~46%、C+SiC 30%~37%的燒成鋁碳磚的耐壓強(qiáng)度為21~28MPa。
[0004]鋁碳磚主要用作滑動(dòng)水口滑板、連鑄中間包整體塞棒等，也可用作鐵水預(yù)處理用包襯和盛鋼桶內(nèi)襯等。
[0005]鋁碳磚產(chǎn)品一鋁礬土熟料，剛玉，石墨為主要材料，參入多種微分添加劑，具有微孔指標(biāo)好，抗堿性能優(yōu)良，導(dǎo)熱系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)。適用于不同爐容高鋁的爐腰，爐腹，冷卻壁鋁磚等部位。
[0006]以剛玉(或高鋁礬土、莫來(lái)石)和石墨為主要原料制造的含碳耐火制品。按制造工藝的不同可將鋁碳磚分為燒成鋁碳磚和不燒鋁碳磚。
[0007]制造燒成鋁碳磚的工藝要點(diǎn):在氧化鋁質(zhì)主要原料中摻入碳素原料，并添加硅粉、SiC粉，鋁粉等少量其他原料 ，以酚醛樹脂或浙青為結(jié)合劑，經(jīng)配料、混合、等靜壓成型(或機(jī)壓成型)，在還原氣氛中燒成。
[0008]燒成鋁碳磚屬于陶瓷結(jié)合或陶瓷/碳復(fù)合結(jié)合材料，它大量用作連鑄用滑動(dòng)水口滑板、長(zhǎng)水口、浸入式水口上、下水口磚和整體塞棒等。不燒鋁碳磚屬于碳結(jié)合材料，由于抗氧化性明顯優(yōu)于鎂碳磚，抗Na2O系渣的侵蝕性能優(yōu)良，因此在鐵水預(yù)處理設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。
[0009]高爐作為煉鐵的主體設(shè)備，由于風(fēng)口區(qū)和爐腹主要受高溫狀態(tài)的煤氣、爐渣、鐵水、焦碳的上、下運(yùn)動(dòng)和各種高溫冶金反應(yīng)的影響，爐腹和爐身下部主要受高FeO爐渣、堿金屬、鋅及CO的侵蝕以及C02、H20的氧化等影響，該兩部位要求耐火材料具有良好的熱震穩(wěn)定性,耐高溫,抗氧化。微孔鋁碳磚作為一個(gè)主體耐火材料,是高爐耐火材料的主要組成部分，因而必須具備高的耐火度、高的抗氧化性、高的抗侵蝕性能。
[0010]現(xiàn)在制作微孔鋁碳磚是采用高溫?zé)晒に?，?dāng)用作高爐耐火材料，由于風(fēng)口區(qū)和爐腹主要受高溫狀態(tài)的煤氣、爐渣、鐵水、焦碳的上、下運(yùn)動(dòng)和各種高溫冶金反應(yīng)的影響，爐腹和爐身下部主要受高FeO爐渣、堿金屬、鋅及CO的侵蝕以及C02、H2O的氧化等影響，易氧化，易受堿金屬、鋅及CO的侵蝕,使用壽命短。
[0011]為了解決高溫?zé)晒に囍谱鞯匿X碳磚存在的問題，發(fā)明一種采用低溫處理制作微孔鋁碳磚的方法，提高了鋁碳磚的熱震穩(wěn)定性，耐高溫，抗氧化性能。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明目的是采用低溫處理工藝制備微孔鋁碳磚，提高微孔鋁碳磚的熱震穩(wěn)定性，耐高溫，抗氧化性能，同時(shí)降低能耗。
[0013]實(shí)現(xiàn)制備微孔鋁碳磚的技術(shù)方案
1)以重量計(jì)的配料方案:粒徑5-3毫米高鋁礬土10-20份；粒徑3毫米以下高鋁礬土40-55份；200目高鋁礬土 5-15份，剛玉微粉3_8份，碳化硅10-15份；石墨粉4_8份；浙青1_3份，納米級(jí)炭黑2-4份；
2)將高鋁礬土粉碎，按照配料方案的粒級(jí)進(jìn)行篩分；
3)把各種原材料準(zhǔn)備好后，按照配料方案，先加入大顆粒高鋁礬土，然后加入結(jié)合劑樹脂，加入石墨粉，再加入粒徑3毫米以下高鋁礬土、200目高鋁礬土、剛玉微粉及浙青和納米級(jí)炭黑；
4)攪拌20分鐘后出料，裝入料斗，再通過壓力機(jī)進(jìn)行成型；
5)成型后產(chǎn)品自然放置8h后入窯進(jìn)行熱處理,熱處理24 h后，出窯揀選。
[0014]本發(fā)明的結(jié)合劑樹脂是液體酚醛樹脂，樹脂加入量為4-8份。
[0015]本發(fā)明成型是630T壓力機(jī)或800T壓力機(jī)。
[0016]本發(fā)明熱處理的工藝條件0_60°C升溫時(shí)間10 h，60°C保溫4 h ;60-110°C升溫時(shí)間 5 h, IlO0C 保溫 8h ;110-180°C升溫時(shí)間 7 h，180°C保溫 12 h-14 h。
[0017]本發(fā)明的創(chuàng)造 性
①采用低溫處理的微孔鋁碳磚取代傳統(tǒng)的高溫?zé)晒に?；②添加納米粉、超細(xì)粉等，通過納米效應(yīng)達(dá)到微孔效果；③外加樹脂作結(jié)合劑，生成一種各向同性玻璃狀構(gòu)造是一種極致密的碳質(zhì)物，它也以填充方式均勻包裹磚內(nèi)的大小顆粒，使磚內(nèi)大小顆粒周圍的孔隙被這種碳質(zhì)物封閉，貫通氣孔極少，有利于微孔的生成，降低透氣度；④外加粘土粉，主要起增強(qiáng)耐壓強(qiáng)度作用；⑤加入石墨粉，獲得高導(dǎo)熱性和優(yōu)良抗堿性，同時(shí)大大提高荷重軟化開始的溫度。
[0018]本發(fā)明的效果
本發(fā)明的微孔鋁碳磚的Al2O3 60 (wt) % Oil (wt) % ；Fe203 ^ 1.5 (wt) % ;顯氣孔率 16% ;體積密度 2.75g.cm_3 ;常溫耐壓強(qiáng)度 60MPa。
[0019]發(fā)明的微孔鋁碳磚具有優(yōu)良的抗堿性、導(dǎo)熱性、抗鐵水溶濁性、抗渣侵蝕性、抗氧化性及熱震穩(wěn)定性，極低的透氣度；平均孔徑小、孔半徑小于Iym的孔容積大于75%，荷重軟化溫度較高，適用于大型高爐爐身中下部、爐腰、爐腹、爐缸及爐底，使用壽命長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)效益顯著，是高爐的長(zhǎng)期運(yùn)行、穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的重要保證。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1
1)配料方案由粒徑5-3毫米高鋁礬土15份；粒徑3毫米以下高鋁礬土 55份；200目高鋁礬土 10份，剛玉微粉5份，碳化硅12份；石墨粉6份；浙青2份，納米級(jí)炭黑2份；
2)將高鋁礬土粉碎，按照配料方案的粒級(jí)進(jìn)行篩分；
3)把各種原材料準(zhǔn)備好后，按照配料方案，先加入大顆粒高鋁礬土，然后加入結(jié)合劑液體酚醛樹脂4份，加入石墨粉，再加入粒徑3毫米以下高鋁礬土、200目高鋁礬土、剛玉微粉及浙青和納米級(jí)炭黑；
4)攪拌20分鐘后出料，裝入料斗，再通過630T壓力機(jī)壓力機(jī)進(jìn)行成型；
5)成型后產(chǎn)品自然放置8h后入窯，按照0-60°C 10 h，60°C 4 h ；60-110°C 5 h，IlO0C 8h ；110-180°C 7 h，180°C保溫12 h-14 h進(jìn)行熱處理，熱處理24 h后，出窯揀選。
[0021]制備的微孔招碳磚的 Al2O3 ^ 60 (wt)% ；C ^ 11 (wt)% ;Fe203 ^ 1.5 (wt)% ;顯氣孔率16% ;體積密度2.75g.cm_3 ;常溫耐壓強(qiáng)度60MPa。
[0022]實(shí)施例2 1)配料方案由粒徑5-3毫米高鋁礬土20份；粒徑3毫米以下高鋁礬土 50份；200目高鋁礬土 10份，剛玉微粉5份，碳化硅15份；石墨粉6份；浙青2份，納米級(jí)炭黑4份；
2)將高鋁礬土粉碎，按照配料方案的粒級(jí)進(jìn)行篩分； 3)把各種原材料準(zhǔn)備好后，按照配料方案，先加入大顆粒高鋁礬土，然后加入結(jié)合劑液體酚醛樹脂8份，加入石墨粉，再加入粒徑3毫米以下高鋁礬土、200目高鋁礬土、剛玉微粉及浙青和納米級(jí)炭黑；
4)攪拌20分鐘后出料，裝入料斗，再通過630T壓力機(jī)壓力機(jī)進(jìn)行成型；
5)成型后產(chǎn)品自然放置8h后入窯，按照0-60°C 10 h，60°C 4 h ；60-110°C 5 h，IlO0C 8h ；110-180°C 7 h，180°C保溫12 h-14 h進(jìn)行熱處理，熱處理24 h后，出窯揀選。
[0023]制備的微孔鋁碳磚的 Al2O3 60 (wt)% ；C 11 (wt)% ；Fe203 1.5 (wt)% ;顯氣孔率16% ;體積密度2.75g.cm_3 ;常溫耐壓強(qiáng)度60MPa。
【權(quán)利要求】
1.一種微孔招碳磚的制備方法， 1)以重量計(jì)的配料方案:粒徑5-3毫米高鋁礬土10-20份；粒徑3毫米以下高鋁礬土40-55份；200目高鋁礬土 5-15份，剛玉微粉3_8份，碳化硅10-15份；石墨粉4_8份；浙青1-3份，納米級(jí)炭黑2-4份； 2)將高鋁礬土粉碎，按照配料方案的粒級(jí)進(jìn)行篩分； 3)把各種原材料準(zhǔn)備好后，按照配料方案，先加入大顆粒高鋁礬土，然后加入結(jié)合劑樹脂，加入石墨粉，再加入粒徑3毫米以下高鋁礬土、200目高鋁礬土、剛玉微粉及浙青和納米級(jí)炭黑； 4)攪拌20分鐘后出料，裝入料斗，再通過壓力機(jī)進(jìn)行成型； 5)成型后產(chǎn)品自然放置8h后入窯進(jìn)行熱處理,熱處理24 h后，出窯揀選。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的微孔鋁碳磚的制備方法，其特征在于結(jié)合劑樹脂是液體酚醛樹月旨，樹脂加入量為4-8份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的微孔鋁碳磚的制備方法，其特征在于成型是630T壓力機(jī)或800T壓力機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的微孔鋁碳磚的制備方法，其特征在于熱處理的工藝條件0-60°C升溫時(shí)間10 h，60°C保溫4 h ;60-110°C升溫時(shí)間5 h，110°C保溫8h ;110-180°C升溫時(shí)間7 h，180。。保溫 12 h-14 h。
【文檔編號(hào)】C04B35/66GK103467119SQ201310383876
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】吳國(guó)強(qiáng), 侯兆田, 胡竹生, 楊利強(qiáng), 楊宗平 申請(qǐng)人:浙江長(zhǎng)興強(qiáng)立耐火材料有限公司