一種礦熱爐用石墨爐襯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于爐襯材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，設(shè)及一種礦熱爐用石墨爐襯的制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 礦熱爐又稱電弧電爐或電阻電爐。它主要用于還原冶煉礦石，碳質(zhì)還原劑及溶劑 等原料。主要生產(chǎn)娃鐵，儘鐵，銘鐵、鶴鐵、娃儘合金等鐵合金，是冶金工業(yè)中重要工業(yè)原料 及電石等化工原料。其工作特點(diǎn)是采用碳質(zhì)或儀質(zhì)耐火材料作爐襯，使用自培電極。電極 插入爐料進(jìn)行埋弧操作，利用電弧的能量及電流通過爐料的，因爐料的電阻而產(chǎn)生能量來 烙煉金屬，陸續(xù)加料，間歇式出鐵渣，連續(xù)作業(yè)的一種工業(yè)電爐。
[0003] 礦熱爐中耐火材料爐襯的壽命受烙渣影響很大，由于其爐襯耐磨性、耐腐蝕性和 抗氧化性較差，耐火材料爐襯長時(shí)間受到烙渣的腐蝕、磨損、冷熱交換幅度較大，導(dǎo)致爐襯 的使用壽命縮短。
[0004] 有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種礦熱爐用石墨爐襯的制備方法，該方 法解決了現(xiàn)有技術(shù)中礦熱爐中耐火材料爐襯的使用壽命短，耐腐蝕、耐磨性差等問題。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種礦熱爐用石墨爐襯的制備方法，該方法包括如下步驟：
[0008] 1)備料：原料按重量百分比，其組成為：般后石油焦75~84%，煤漸青16~25%;
[0009] 2)混捏：將備好的原料采用先干混再濕混的方式混捏均勻；
[0010] 3)驚料：將混捏好的糊料進(jìn)行驚料處理；
[0011] 4)成型：將經(jīng)驚料處理的糊料倒入成型容器中，通過壓力機(jī)將糊料從成型容器的 開口處分2~3次下料，6~12MPa的壓力壓實(shí)，預(yù)壓壓力2~5MPa，振壓壓力6~12MPa;
[0012] 5) -次賠燒：將壓型的待燒品放入賠燒爐中進(jìn)行一次賠燒；
[0013] 6)浸潰；將一次賠燒品放入浸潰罐中，在保持真空和加壓的狀態(tài)下注入浸潰劑漸 青進(jìn)行浸潰處理，使浸潰劑漸青進(jìn)入一次賠燒品中；
[0014] 7)二次賠燒：將浸潰品放入賠燒爐中進(jìn)行二次賠燒；
[0015] 8)石墨化：將二次賠燒品放入石墨化爐中，在隔絕空氣的情況下，加入提純氣體， 使賠燒品加熱到2300~3000°C進(jìn)行石墨化，得到石墨化品；
[0016] 9)機(jī)械加工：將石墨化品進(jìn)行機(jī)械加工得到礦熱爐用石墨爐襯。
[0017] 其中，步驟1)中，般后石油焦的粒度大于Omm并且小于0.8mm。
[001引進(jìn)一步的，粒度大于Omm并且小于0. 8mm的般后石油焦中按照重量百分比：
[0019](tom<粒度《0. 075臟的般后石油焦為30~35%，
[0020] 0. 075mm<粒度《0. 5mm的般后石油焦為45~50%，
[0021] 0. 5mm<粒度《0. 8mm的般后石油焦為15~25%。
[0022] 步驟2)中，混捏過程中所述的干混是將般后石油焦進(jìn)行干混，干混溫度120~ 140°C，干混時(shí)間20~35min;所述的濕混是將煤漸青加入干混后的般后石油焦中進(jìn)行濕 混，濕混溫度140~160°C，濕混時(shí)間40~55min。
[0023] 混捏是指在一定溫度下將定量的各種粒度炭質(zhì)顆粒料和粉料與定量的粘結(jié)劑攬 拌混合均勻，捏合成可塑性糊料的工藝過程。本發(fā)明中，混捏采用干混和濕混相結(jié)合的方 式。干混可W使不同粒度大小的干料一一般后石油焦均勻地混合和填充，提高混合料的密 實(shí)度；將煤漸青加入干混后的般后石油焦中進(jìn)行濕混，則可W使干料和漸青混合均勻，液態(tài) 漸青均勻涂布和浸潤顆粒表面，形成一層漸青粘結(jié)層，將所有物料互相粘結(jié)在一起，進(jìn)而形 成均質(zhì)的可塑性糊料，有利于成型；另外，濕混過程中，部分煤漸青浸透到干料一一般后石 油焦內(nèi)部空隙，進(jìn)一步提高了糊料的密度和粘結(jié)性。
[0024] 所述的驚料是將混捏好的糊料降溫至90~120°C，驚料時(shí)間20~30min。
[00巧]本發(fā)明中，所述的驚料是采用圓盤驚料、圓筒驚料、混捏式驚料等方式排出揮發(fā) 份，降低至適宜溫度90~120°CW增加混捏好的糊料的粘結(jié)力，從而使糊料塊度均勻利于 成型。
[0026] 步驟6)中，所述的浸潰為：漸青在一次賠燒品的增重比為10~20%，預(yù)熱溫度 290~350°C，預(yù)熱時(shí)間14~18小時(shí)，浸潰罐真空壓力-0. 086MPa，抽真空時(shí)間60~90min， 注浸潰劑漸青溫度140~160°C，加壓壓力1. 7~1. 85MPa，加壓時(shí)間6~8小時(shí)。
[0027] 本發(fā)明中，浸潰是將一次賠燒品置于浸潰罐中，在一定的溫度和壓力條件下將液 態(tài)浸潰劑漸青浸入滲透到制品孔隙中的工藝過程。其目的是降低制品氣孔率，增加制品體 積密度和機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性、耐腐蝕性，改善制品的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能。
[0028] 步驟8)中，當(dāng)所述的石墨化爐為艾奇遜爐時(shí)，送電時(shí)間為50~80小時(shí)；當(dāng)所述的 石墨化爐為內(nèi)熱串接爐時(shí)，送電時(shí)間為9~15小時(shí)。
[0029] 石墨化是指在高溫電爐內(nèi)保護(hù)介質(zhì)中把炭制品加熱到2800°CW上，使無定形亂層 結(jié)構(gòu)炭轉(zhuǎn)化成=維有序石墨晶質(zhì)結(jié)構(gòu)的高溫?zé)崽幚磉^程。石墨化的目的和作用：
[0030] ①提高炭材料的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性（電阻率降低4-5倍，導(dǎo)熱性提高約10倍）；
[0031] ②提高炭材料的抗熱振性能和化學(xué)穩(wěn)定性（線膨脹系數(shù)降低50-80% );
[0032] ③使炭材料具有潤滑性和抗磨性；
[0033] ④排出雜質(zhì)，提高炭材料的純度（制品的灰分由0. 5-0. 8%降到0. 3%左右）。
[0034] 石墨化過程的實(shí)現(xiàn)：
[0035] 炭材料的石墨化是在2300-3000°C高溫下進(jìn)行的，故工業(yè)上只有通過電加熱方式 才能實(shí)現(xiàn)，即電流直接通過被加熱的賠燒品，運(yùn)時(shí)裝入爐內(nèi)的賠燒品既是通過電流產(chǎn)生高 溫的導(dǎo)體，又是被加熱到高溫的對象。
[0036]目前廣泛采用的爐型有艾奇遜（Acheson)石墨化爐和內(nèi)熱串接（LWG)爐。前者產(chǎn) 量大、溫差大、電耗較高，后者加熱時(shí)間短、電耗低、電阻率均勻但不好裝接頭。
[0037] 石墨化工藝過程的控制是通過測溫確定與升溫情況相適應(yīng)的電功率曲線進(jìn)行控 審Ij，通電時(shí)間艾奇遜爐50-80小時(shí)，LWG爐9-15小時(shí)。
[0038] 石墨化的電耗很大，單耗一般為3200-4800KWh，工序成本約占整個(gè)生產(chǎn)成本的 20-35%。
[0039] 所述的一次賠燒的時(shí)間為600~700小時(shí)，最高溫度為1100~1200°C;即按600~ 700小時(shí)升溫曲線逐步升溫，最高溫度1100~1200°C。
[0040] 所述的二次賠燒的時(shí)間為450~550小時(shí)，最高溫度為800~900°C;即按450~ 550小時(shí)升溫曲線加熱，最高溫度800~900°C。
[0041] 本發(fā)明中，所述的般后石油焦為般后低硫焦。
[0042] 優(yōu)選，所述的般后低硫焦為含硫0. 5%W下的般后低硫焦。
[0043] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0044] (1)本發(fā)明所提供的礦熱爐用石墨爐襯的制備方法通過賠燒、浸潰、石墨化等工序 大大地提高了石墨爐襯的各項(xiàng)性能指標(biāo)，使其使用壽命大大增加；
[0045] (2)采用本發(fā)明所提供的制備方法制備的礦熱爐用石墨爐襯耐磨性、耐腐蝕性和 抗氧化性良好，優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的耐火材料礦熱爐用爐襯。
【具體實(shí)施方式】
[0046]W下為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，所述的實(shí)施例是為了進(jìn)一步描述本發(fā)明，而不是 限制本發(fā)明。
[0047] 實(shí)施例1
[0048] 1)配料：原料按粒度大于Omm并且小于0. 8mm的般后石油焦0. 75噸和煤漸青0. 25 噸備料；
[0049] 2)混捏：將備好的般后石油焦倒入混捏鍋中攬拌進(jìn)行干混，干混溫度130°C，干混 時(shí)間20min;然后將煤漸青下到混捏鍋中攬拌進(jìn)行濕混，濕混溫度160°C，濕混時(shí)間40min;
[0050] 3)驚料：將混捏的糊料降溫至90°C進(jìn)行驚料，驚料時(shí)間20min;
[0051] 4)成型：將驚料的糊料倒入成型容器中，通過壓力機(jī)將糊料從成型容器的開口處 分2次下料，6MPa的壓力壓實(shí)，預(yù)壓壓力2MPa，振壓壓力6MPa;
[0052] 5) -次賠燒：將壓型的待燒品放入賠燒爐中進(jìn)行一次賠燒，一次賠燒的時(shí)間為 600小時(shí)，最高溫度為Iiocrc;
[0053] 6)浸潰；將一次賠燒品放入浸潰罐中，在保持真空和加壓的狀態(tài)下注入浸潰劑漸 青進(jìn)行浸潰處理，使浸潰劑漸青進(jìn)入一次賠燒品中，漸青在一次賠燒品的增重比為10 %，預(yù) 熱溫度290°C，預(yù)熱時(shí)間14小時(shí)，浸潰罐真空壓力-0. 086MPa，抽真空時(shí)間60min，注浸潰劑 漸青溫度140°C，加壓壓力1. 7MPa，加壓時(shí)間6小時(shí)；
[0054] 7)二次賠燒：將浸潰品放入賠燒爐中進(jìn)行二次賠燒，二次賠燒的時(shí)間為450小時(shí)， 最高溫度為800°C;
[00巧]8)石墨化：將二次賠燒品放入艾奇遜爐中，在隔絕空氣的情況下，加入提純氣體， 使賠燒品加熱到2300°C進(jìn)行石墨化，送電時(shí)間為50小時(shí)，得到石墨化品；
[0056] 9