專利名稱：炭復(fù)合磚及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐火材料，特別是涉及一種應(yīng)用于高爐爐底、爐缸、風(fēng)鐵渣口等部位的炭復(fù)合磚及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
耐火材料的使用遍及金屬冶煉、石油化工、建材和機(jī)械制造等工業(yè)領(lǐng)域，它是各種高爐、加熱爐和均熱爐等熱工設(shè)備大量使用的必需材料。目前，國內(nèi)外開發(fā)研制高爐爐缸部位所用炭磚的廠家較多，但是研制出性能指標(biāo)優(yōu)良的炭磚廠家較少，例如美國生產(chǎn)的NMA熱壓小炭磚，該小炭磚在高爐上應(yīng)用后，高爐壽命明顯延長，該產(chǎn)品的主要優(yōu)點(diǎn)是1)導(dǎo)熱率較高，可以達(dá)到16w/mk(600℃)以上；2)抗堿侵蝕性能較好，達(dá)到優(yōu)等(U)水平。但是，該小炭磚的性能方面還存在著缺點(diǎn)，主要缺點(diǎn)是1)耐壓強(qiáng)度較低(常溫＜30Mpa)，以致于使抗侵蝕性、耐磨性較差；2)鐵水溶蝕性較差(28.18％)；3)結(jié)構(gòu)不屬于微氣孔磚，平均孔徑為1.083μm，＜1μm孔容積的炭磚占53.4％。同時，該炭磚的生產(chǎn)成本較高，達(dá)3～4萬元/噸。目前，國內(nèi)也有廠家引進(jìn)日本生產(chǎn)的鋁炭磚用于高爐爐底爐缸部位，代替美國產(chǎn)品，這樣以來增加了企業(yè)的不少費(fèi)用。針對上述這些情況，對于各方面性能較好的耐火材料炭磚的進(jìn)一步研究是很有必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有耐火材料技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提供一種具有導(dǎo)熱系數(shù)高，抗侵蝕性強(qiáng)，耐壓強(qiáng)度高、抗鐵水溶蝕性強(qiáng)等性能指標(biāo)優(yōu)良的炭復(fù)合磚及其生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種炭復(fù)合磚，以重量百分比表示，原料中含有電熔剛玉粒度5～3mm為10～30％，粒度3～1mm為20～40％，粒度1～0.1mm為10～16％，細(xì)度為-320目的電熔剛玉14～18％，金屬硅為5～10％，石墨為8～16％，SiO2為1～4％，酚醛樹脂為3～5％。
所述的炭復(fù)合磚，原料中含有電熔剛玉粒度5～3mm為10～20％，粒度3～1mm為30～40％，粒度1～0.1mm為10～16％，細(xì)度為-320目的電熔剛玉14～18％，金屬硅為5～10％，石墨為8～16％，SiO2為1～4％，酚醛樹脂為3～5％。
所述的炭復(fù)合磚，原料中含有電熔剛玉粒度5～3mm為20～30％，粒度3～1mm為20～30％，粒度1～0.1mm為10～16％，細(xì)度為-320目的電熔剛玉14～18％，金屬硅為5～10％，石墨為8～16％，SiO2為1～4％，酚醛樹脂為3～5％。
所述的炭復(fù)合磚，原料中含有電熔剛玉粒度5～3mm為15～25％，粒度3～1mm為25～35％，粒度1～0.1mm為10～16％，細(xì)度為-320目的電熔剛玉14～18％，金屬硅為5～10％，石墨為8～16％，SiO2為1～4％，酚醛樹脂為3～5％。
上面所述的任一項炭復(fù)合磚原料中金屬硅的細(xì)度為-320目；所述石墨為磷片石墨，碳含量為95％，細(xì)度為-100目；所述SiO2的細(xì)度為-625目。
上述炭復(fù)合磚以電熔剛玉為主體原料(在中小型高爐使用可用優(yōu)質(zhì)礬土代替部分電熔剛玉)，電熔剛玉強(qiáng)度高，能夠有效地提高炭復(fù)合磚的耐壓強(qiáng)度及耐磨性，降低氣孔率，提高復(fù)合磚的抗鐵水侵蝕能力；在炭復(fù)合磚中加入一定量的鱗片石墨，可以提高其導(dǎo)熱率，提高產(chǎn)品的抗鐵水性、抗渣性、抗侵蝕性和高溫使用性能。采用酚醛樹脂作為結(jié)合劑，增加殘?zhí)剂浚岣呓Y(jié)合能力，提高其抗堿侵蝕性。
本發(fā)明炭復(fù)合磚的一種生產(chǎn)方法，主要包括以下步驟a)、按配比稱取原料，將電熔剛玉作為骨料混碾3～5分鐘，然后加入酚醛樹脂混碾3～5分鐘，再加入金屬硅、SiO2粉、L-195的石墨，混碾10～30分鐘，即可出料；b)、混合料用桶或塑料包裝密封，睏料8～12小時，然后根據(jù)磚的尺寸大小不同，采用400～1000噸的摩擦壓磚機(jī)，按設(shè)計磚型冷模壓制成型，壓磚時注意排氣，成型的磚坯尺寸公差小于1mm，按磚坯體積、密度要求控制成型質(zhì)量，同時要求表面光潔平整，不能有麻點(diǎn)、坑凹、裂紋等；c)、成型的磚坯在烘房中干燥2天以上，磚坯干燥后，在還原氣氛下高溫?zé)?，先將磚坯從室溫經(jīng)24～36小時緩慢升溫，溫度達(dá)到300±10℃，然后保溫24～30小時，再經(jīng)72～96小時緩慢升溫，溫度達(dá)到1500±20℃，然后保溫72～96小時后，隨爐冷卻出窯。
產(chǎn)品出窯后，對其理化性能、表面質(zhì)量和外形尺寸進(jìn)行檢驗；將檢驗合格的炭復(fù)合磚按尺寸標(biāo)準(zhǔn)或合同要求進(jìn)行加工；然后進(jìn)行預(yù)組裝和檢查，檢查合格后繪制預(yù)組裝圖，分層編號；組裝圖交用戶和技術(shù)部門存檔。
最后將產(chǎn)品入庫、保管和發(fā)貨。有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)志、運(yùn)輸、質(zhì)量和證明書按GB/T10325的規(guī)定進(jìn)行。
本發(fā)明的積極有益效果1、本發(fā)明產(chǎn)品具有優(yōu)良的性能，主要應(yīng)用于高爐爐底、爐缸、風(fēng)鐵渣口等部位，在中小型高爐可以替代用于高爐爐底爐缸的優(yōu)質(zhì)炭磚。
表1為本發(fā)明的炭復(fù)合磚與日本磚性能指標(biāo)的對比試驗結(jié)果，從表1可以看出本發(fā)明炭復(fù)合磚性能的突出優(yōu)點(diǎn)如下(1)耐壓強(qiáng)度高，本發(fā)明產(chǎn)品的耐壓強(qiáng)度可以達(dá)到77MPa以上，完全可以滿足高爐爐缸部位使用；(2)抗鐵水溶蝕性好，本發(fā)明產(chǎn)品的鐵水溶蝕指數(shù)為0.94％，優(yōu)于日本同類產(chǎn)品。
(3)導(dǎo)熱系數(shù)高，優(yōu)于日本同類產(chǎn)品。
表1 日本磚與本發(fā)明炭復(fù)合磚性能指標(biāo)對比

備注日本磚為剖析太鋼4350m3高爐使用的日本產(chǎn)品的實物指標(biāo)。
2、本發(fā)明炭復(fù)合磚既有美國NMA熱壓小炭磚較高的導(dǎo)熱性能(600℃，＞14W/mk)，良好的抗堿侵蝕性，達(dá)到了優(yōu)等(U)的水平，同時又具有較高的耐壓強(qiáng)度(常溫＞77Mpa)，良好的耐磨性、優(yōu)良的抗鐵水溶蝕性(鐵水溶蝕指數(shù)＜1.5％)。在生產(chǎn)時，采用微氣孔生產(chǎn)工藝，炭復(fù)合磚＜1μm的孔容積＞70％，平均孔徑＜0.3μm，有效的提高了產(chǎn)品的抗堿性、抗鐵水性、抗?fàn)t渣侵蝕性，可以有效提高高爐壽命。
3、本發(fā)明有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益，有著廣闊的市場本發(fā)明的產(chǎn)品價格在8000元/t左右，生產(chǎn)成本較低，節(jié)資降耗，降低高爐造價；而美國NMA熱壓小碳磚價格為3～4萬元/噸，按差價2.5萬元/噸計算，一座高爐應(yīng)用200～300噸該炭復(fù)合磚，可節(jié)約投資500～750萬元，帶來的經(jīng)濟(jì)效益是十分明顯的，本發(fā)明產(chǎn)品能夠替代進(jìn)口同類產(chǎn)品，前景是非?？捎^的。
具體實施例方式實施例一一種炭復(fù)合磚及其生產(chǎn)方法本發(fā)明的炭復(fù)合磚，以重量百分含量表示，原料中含有電熔剛玉粒度5～3mm為10％，粒度3～1mm為40％，粒度1～0.1mm為16％，細(xì)度為-320目的電熔剛玉14％，金屬硅為5％，石墨為8％，SiO2為2％，酚醛樹脂為5％。
將稱取的電熔剛玉作為骨料混碾3～5分鐘，然后加入酚醛樹脂混碾3～5分鐘，再加入金屬硅、SiO2粉、L-195的石墨，混碾10分鐘，即可出料?；旌狭嫌猛盎蛩芰习b密封，睏料8小時，然后成型。
根據(jù)磚的尺寸大小不同，采用400～1000噸的摩擦壓磚機(jī)，按設(shè)計磚型冷模壓制成型。壓磚時注意排氣，成型的磚坯尺寸公差小于1mm。按磚坯體積、密度要求控制成型質(zhì)量，同時要求表面光潔平整，不能有麻點(diǎn)、坑凹、裂紋等。
成型的磚坯在烘房中干燥50小時，磚坯干燥后，在還原氣氛下高溫?zé)伞Ｏ葘⒋u坯從室溫經(jīng)24小時緩慢升溫，溫度達(dá)到300±10℃，然后保溫24小時，再經(jīng)72小時緩慢升溫，溫度達(dá)到1500±20℃，然后保溫72小時后，隨爐冷卻出窯。
實施例二、一種炭復(fù)合磚及其生產(chǎn)方法，同實施例一基本相同，相同之處不再敘述，不同之處在于本發(fā)明的炭復(fù)合磚，以重量百分含量表示，原料中含有電熔剛玉粒度5～3mm為16％，粒度3～1mm為34％，粒度1～0.1mm為14％，細(xì)度為-320目的電熔剛玉16％，金屬硅為6％，石墨為9％，SiO2為1％，酚醛樹脂為4％。
實施例三、一種炭復(fù)合磚及其生產(chǎn)方法，同實施例一基本相同，相同之處不再敘述，不同之處在于本發(fā)明的炭復(fù)合磚，以重量百分含量表示，原料中含有電熔剛玉粒度5～3mm為28％，粒度3～1mm為22％，粒度1～0.1mm為10％，細(xì)度為-320目的電熔剛玉18％，金屬硅為8％，石墨為9％，SiO2為2％，酚醛樹脂為3％。
實施例四一種炭復(fù)合磚及其生產(chǎn)方法本發(fā)明的炭復(fù)合磚，以重量百分含量表示，原料中含有電熔剛玉粒度5～3mm為20％，粒度3～1mm為30％，粒度1～0.1mm為12％，細(xì)度為-320目的電熔剛玉16％，金屬硅為7％，石墨為10％，SiO2為2％，酚醛樹脂為3％。
將稱取的電熔剛玉作為骨料混碾3～5分鐘，然后加入酚醛樹脂混碾3～5分鐘，再加入金屬硅、SiO2粉、L-195的石墨，混碾30分鐘，即可出料?；旌狭嫌猛盎蛩芰习b密封，睏料12小時，然后成型。
根據(jù)磚的尺寸大小不同，采用400～1000噸的摩擦壓磚機(jī)，按設(shè)計磚型冷模壓制成型。壓磚時注意排氣，成型的磚坯尺寸公差小于1mm。按磚坯體積、密度要求控制成型質(zhì)量，同時要求表面光潔平整，不能有麻點(diǎn)、坑凹、裂紋等。
成型的磚坯在烘房中干燥50小時，磚坯干燥后，在還原氣氛下高溫?zé)?。先將磚坯從室溫經(jīng)30小時緩慢升溫，溫度達(dá)到300±10℃，然后保溫28小時，再經(jīng)80小時緩慢升溫，溫度達(dá)到1500±20℃，然后保溫84小時后，隨爐冷卻出窯。
實施例五一種炭復(fù)合磚及其生產(chǎn)方法，同實施例四基本相同，相同之處不再敘述，不同之處在于本發(fā)明的炭復(fù)合磚，以重量百分含量表示，原料中含有電熔剛玉粒度5～3mm為13％，粒度3～1mm為37％，粒度1～0.1mm為14％，細(xì)度為-320目的電熔剛玉14％，金屬硅為5％，石墨為12％，SiO2為1％，酚醛樹脂為4％。
實施例六一種炭復(fù)合磚及其生產(chǎn)方法，同實施例四基本相同，相同之處不再敘述，不同之處在于本發(fā)明的炭復(fù)合磚，以重量百分含量表示，原料中含有電熔剛玉粒度5～3mm為18％，粒度3～1mm為32％，粒度1～0.1mm為15％，細(xì)度為-320目的電熔剛玉15％，金屬硅為6％，石墨為8％，SiO2為1％，酚醛樹脂為5％。
實施例七一種炭復(fù)合磚及其生產(chǎn)方法本發(fā)明的炭復(fù)合磚，以重量百分含量表示，原料中含有電熔剛玉粒度5～3mm為30％，粒度3～1mm為20％，粒度1～0.1mm為10％，細(xì)度為-320目的電熔剛玉18％，金屬硅為10％，石墨為8％，SiO2為1％，酚醛樹脂為3％。
將稱取的電熔剛玉作為骨料混碾3～5分鐘，然后加入酚醛樹脂混碾3～5分鐘，再加入金屬硅、SiO2粉、L-195的石墨，混碾20分鐘，即可出料?；旌狭嫌猛盎蛩芰习b密封，睏料10小時，然后成型。
根據(jù)磚的尺寸大小不同，采用400～1000噸的摩擦壓磚機(jī)，按設(shè)計磚型冷模壓制成型。壓磚時注意排氣，成型的磚坯尺寸公差小于1mm。按磚坯體積、密度要求控制成型質(zhì)量，同時要求表面光潔平整，不能有麻點(diǎn)、坑凹、裂紋等。
成型的磚坯在烘房中干燥50小時，磚坯干燥后，在還原氣氛下高溫?zé)?。先將磚坯從室溫經(jīng)36小時緩慢升溫，溫度達(dá)到300±10℃，然后保溫30小時，再經(jīng)96小時緩慢升溫，溫度達(dá)到1500±20℃，然后保溫96小時后，隨爐冷卻出窯。
實施例八一種炭復(fù)合磚及其生產(chǎn)方法，同實施例七基本相同，相同之處不再敘述，不同之處在于本發(fā)明的炭復(fù)合磚，以重量百分含量表示，原料中含有電熔剛玉粒度5～3mm為23％，粒度3～1mm為27％，粒度1～0.1mm為12％，細(xì)度為-320目的電熔剛玉16％，金屬硅為7％，石墨為8％，SiO2為3％，酚醛樹脂為4％。
實施例九一種炭復(fù)合磚及其生產(chǎn)方法，同實施例七基本相同，相同之處不再敘述，不同之處在于本發(fā)明的炭復(fù)合磚，以重量百分含量表示，原料中含有電熔剛玉粒度5～3mm為26％，粒度3～1mm為24％，粒度1～0.1mm為14％，細(xì)度為-320目的電熔剛玉16％，金屬硅為5％，石墨為10％，SiO2為2％，酚醛樹脂為3％。
實施例十一種炭復(fù)合磚及其生產(chǎn)方法本發(fā)明的炭復(fù)合磚，以重量百分含量表示，原料中含有電熔剛玉粒度5～3mm為15％，粒度3～1mm為30％，粒度1～0.1mm為12％，細(xì)度為-320目的電熔剛玉15％，金屬硅為8％，石墨為12％，SiO2為4％，酚醛樹脂為4％。
將稱取的電熔剛玉作為骨料混碾3～5分鐘，然后加入酚醛樹脂混碾3～5分鐘，再加入金屬硅、SiO2粉、L-195的石墨，混碾25分鐘，即可出料?；旌狭嫌猛盎蛩芰习b密封，睏料12小時，然后成型。
根據(jù)磚的尺寸大小不同，采用400～1000噸的摩擦壓磚機(jī)，按設(shè)計磚型冷模壓制成型。壓磚時注意排氣，成型的磚坯尺寸公差小于1mm。按磚坯體積、密度要求控制成型質(zhì)量，同時要求表面光潔平整，不能有麻點(diǎn)、坑凹、裂紋等。
成型的磚坯在烘房中干燥50小時，磚坯干燥后，在還原氣氛下高溫?zé)伞Ｏ葘⒋u坯從室溫經(jīng)32小時緩慢升溫，溫度達(dá)到300±10℃，然后保溫28小時，再經(jīng)90小時緩慢升溫，溫度達(dá)到1500±20℃，然后保溫80小時后，隨爐冷卻出窯。
實施例十一一種炭復(fù)合磚及其生產(chǎn)方法，同實施例十基本相同，相同之處不再敘述，不同之處在于本發(fā)明的炭復(fù)合磚，以重量百分含量表示，原料中含有電熔剛玉粒度5～3mm為25％，粒度3～1mm為25％，粒度1～0.1mm為14％，細(xì)度為-320目的電熔剛玉16％，金屬硅為6％，石墨為8％，SiO2為3％，酚醛樹脂為3％。
實施例十二一種炭復(fù)合磚及其生產(chǎn)方法，同實施例十基本相同，相同之處不再敘述，不同之處在于本發(fā)明的炭復(fù)合磚，以重量百分含量表示，原料中含有電熔剛玉粒度5～3mm為22％，粒度3～1mm為27％，粒度1～0.1mm為13％，細(xì)度為-320目的電熔剛玉14％，金屬硅為6％，石墨為14％，SiO為1％，酚醛樹脂為3％。
權(quán)利要求
1.一種炭復(fù)合磚，其特征是以重量百分比表示，原料中含有電熔剛玉粒度5～3mm為10～30％，粒度3～1mm為20～40％，粒度1～0.1mm為10～16％，細(xì)度為-320目的電熔剛玉14～18％，金屬硅為5～10％，石墨為8～16％，SiO2為1～4％，酚醛樹脂為3～5％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的炭復(fù)合磚，其特征是所述原料中含有電熔剛玉粒度5～3mm為10～20％，粒度3～1mm為30～40％，粒度1～0.1mm為10～16％，細(xì)度為-320目的電熔剛玉14～18％，金屬硅為5～10％，石墨為8～16％，SiO2為1～4％，酚醛樹脂為3～5％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的炭復(fù)合磚，其特征是所述原料中含有電熔剛玉粒度5～3mm為20～30％，粒度3～1mm為20～30％，粒度1～0.1mm為10～16％，細(xì)度為-320目的電熔剛玉14～18％，金屬硅為5～10％，石墨為8～16％，SiO2為1～4％，酚醛樹脂為3～5％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的炭復(fù)合磚，其特征是所述原料中含有電熔剛玉粒度5～3mm為15～25％，粒度3～1mm為25～35％，粒度1～0.1mm為10～16％，細(xì)度為-320目的電熔剛玉14～18％，金屬硅為5～10％，石墨為8～16％，SiO2為1～4％，酚醛樹脂為3～5％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一權(quán)利要求所述的炭復(fù)合磚，其特征是所述金屬硅的細(xì)度為-320目。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一權(quán)利要求所述的炭復(fù)合磚，其特征是所述石墨為磷片石墨，碳含量為95％，細(xì)度為-100目。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一權(quán)利要求所述的炭復(fù)合磚，其特征是所述SiO2的細(xì)度為-625目。
8.一種權(quán)利要求1～4中任一項所述炭復(fù)合磚的生產(chǎn)方法，主要包括以下步驟a)、根據(jù)權(quán)利要求1～4按配比稱取原料，將電熔剛玉作為骨料混碾3～5分鐘，然后加入酚醛樹脂混碾3～5分鐘，再加入金屬硅、SiO2粉、L-195的石墨，混碾10～30分鐘；b)、混合料睏料8～12小時，然后冷模壓成型；c)、成型的磚坯干燥后，在還原氣氛下高溫?zé)?，先將磚坯從室溫經(jīng)24～36小時緩慢升溫，溫度達(dá)到300±10℃，然后保溫24～30小時，再經(jīng)72～96小時緩慢升溫，溫度達(dá)到1500±20℃，然后保溫72～96小時，最后隨爐冷卻出窯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種炭復(fù)合磚及其生產(chǎn)方法。該炭復(fù)合磚原料中含有電熔剛玉粒度5～3mm為10～30％，粒度3～1mm為20～40％，粒度1～0.1mm為10～16％，細(xì)度為－320目的電熔剛玉14～18％，金屬硅為5～10％，石墨為8～16％，SiO
文檔編號C04B35/66GK101028978SQ20061010720
公開日2007年9月5日 申請日期2006年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月26日
發(fā)明者校松波, 宋木森, 鄒祖橋, 趙永安, 劉志鵬, 丁權(quán)波 申請人:鞏義市第五耐火材料總廠