鐵水罐用鋁碳化硅碳磚及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種鐵水罐用鋁碳化硅碳磚，其原料組分和重量百分數為：高鋁礬土：25～35％；紅柱石：5～10％；葉臘石:10～20％；棕剛玉：25～35％；金屬硅：1～3％；硼玻璃粉：1～3％；碳化硅超微粉：5～10％；樹脂：3.5％，本發明還公開了一種鐵水罐用鋁碳化硅碳磚制備方法，本發明通過在碳磚原料配方中加入紅柱石、葉臘石和碳化硅超微粉，其中紅柱石用于產生一定的微膨脹，減小磚縫，避免鐵水穿漏，且提高了產品的熱震穩定性，徹底解決剝落現象；葉臘石用于形成釉面，阻隔鐵水和渣對磚體的侵蝕，有效消除粘包現象，降低侵蝕速率；超微粉碳化硅用于提高抗氧化性和抗沖刷性，延長碳磚的使用壽命。
【專利說明】
鐵水罐用鋁碳化硅碳磚及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于含有或不含有黏土的整塊耐火材料或耐火砂漿的技術領域，具體是涉 及一種鐵水罐用鋁碳化硅碳磚及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 鋁碳化硅碳磚由于具有優異的抗侵蝕性以及抗熱震性，在煉鐵系統的各類鐵水器 上作為爐襯材料被廣泛使用，現有技術中的鋁碳化硅碳磚中碳的質量分數通常在8%~ 16%，例如申請公開號為CN102329142A的發明公開了一種鋁碳化硅碳磚，它是由以下重量 份數的原料制成:粒度為200~300目的鋅1~8、粒度為5~IOmm的高鋁料40~60、粒度為120 ~320mm的碳化硅10~15、粒度為120~180mm的高鋁粉20~30、-199#的石墨10~15、粒度為 120~200mm的粘土粉5~10、酚醛樹脂3~5,所述高鋁料中A1203的含量在88%以上，所述高 鋁粉中A1203的含量在88%以上。
[0003] 又如申請公開號為CN102757245A的發明公開了一種添加碳化硅-金屬硅復合粉體 的鋁碳化硅碳磚，按重量百分比計，它包含以下組分:礬土熟料40~75%，剛玉10~25%，石 墨8~10%，碳化娃-金屬娃復合粉體4~15%，碳化娃0~15%，金屬娃0~4%，上述各組分 的重量百分比之和為100%，另外還添加有外加結合劑，所述外加結合劑為前述組分總重量 和的3~4%。
[0004] 又如申請公開號為CN03588493 B的發明公開了一種低碳的鋁碳化硅碳磚及其制 備方法，按重量百分比計，它包含以下組分:氧化鋁原料60~85%，碳化硅1~10%，碳素原 料2~5%，結合劑3~5%，抗氧化劑1~5 %，有機硅纖維0.01~0.5 %，其中所述氧化鋁原料 中A1203的平均重量百分數為75~98%，其通過將鋁碳化硅碳磚的碳含量降低至7%以下， 能夠有效降低鋁碳化硅碳磚熱導率，達到節能降耗的目的。
[0005] 但是以上三種現有的鋁碳化硅碳磚在使用過程中均存在一下問題和缺點：
[0006] 1、有微量收縮，磚縫變大，間或發生鐵水穿漏事故；
[0007] 2、磚體出現不規則剝落，導致開裂甚至掉磚；
[0008] 3、在KR強力攪拌脫硫的外力作用下，磚體抗沖刷能力差，特別是罐體中部的磚侵 蝕較快；
[0009] 4、鐵水粘包嚴重；
[0010] 5、抗氧化性較弱，使用初期脫碳層較厚；
[0011] 6、使用壽命短，在采用KR全脫硫、釩鈦礦配比不固定的條件下，使用壽命為450次。
【發明內容】
[0012] 有鑒于此，本發明的目的在于提供一種鐵水罐用鋁碳化硅碳磚及其制備方法，該 鐵水罐用鋁碳化硅碳磚通過在碳磚原料配方中加入紅柱石、葉臘石和碳化硅超微粉，其中 紅柱石用于產生一定的微膨脹，減小磚縫，避免鐵水穿漏，且提高了產品的熱震穩定性，徹 底解決剝落現象;葉臘石用于形成釉面，阻隔鐵水和渣對磚體的侵蝕，有效消除粘包現象， 降低侵蝕速率;超微粉碳化硅用于提高抗氧化性和抗沖刷性，延長鋁碳化硅碳磚的使用壽 命。
[0013] 為了達到上述目的，本發明提供了一種鐵水罐用鋁碳化硅碳磚，其原料組分和重 量百分數為：高鋁礬土: 25~35% ;紅柱石：5~10% ;葉臘石：10~20% ;棕剛玉：25~35% ; 金屬硅:1~3 % ;硼玻璃粉:1~3 % ;碳化硅超微粉:5~10 % ;樹脂:3.5 %。
[0014] 進一步，其原料組分和具體重量百分數為：高鋁礬土: 30% ;紅柱石：8% ;葉臘石： 15% ;棕剛玉:30% ;金屬硅:2% ;硼玻璃粉:2% ;碳化硅超微粉:9.5%;樹脂:3.5%。
[0015] 進一步，其其原料組分和具體重量百分數為：高鋁礬土 ： 32 % ;紅柱石：6 % ;葉臘 石:17%;棕剛玉:28%;金屬硅:2.5%;硼玻璃粉:3%;碳化硅超微粉:8%;樹脂:3.5%。
[0016] 進一步，其所述碳化硅超微粉設置為粒徑在I OOnm以下的碳化硅粉料。
[0017] 本發明還公開了一種鐵水罐用鋁碳化硅碳磚制備方法，其步驟如下：
[0018] a、將高鋁礬土粉碎成5-3mm顆粒，進除鐵器除鐵處理；
[0019] b、將占原料組分5%的5-3mm高鋁礬土顆粒進管磨機磨成100目細粉料進除鐵器除 鐵處理；
[0020] C、將100目的高鋁礬土、400目的棕剛玉、325目的金屬硅、800目硼玻璃粉和IOOnm 以下的碳化硅超微粉按一定配比進預混器預混；
[0021 ] d、將剩余的5-3mm的特級研^土顆粒、3-lmm的葉臘石和小于Imm的紅柱石按一定配 比預混后進混泥設備混泥；
[0022] e、將預混好的粉料和顆粒料外加液體酚醛樹脂按比例配料進行混煉，有效混煉時 間20分鐘；
[0023] f、將混煉好的泥料放入恒溫裝置中，恒溫26°C困料12小時；
[0024] g、將困好的泥料導入成型料倉壓磚機成型，成型的合格磚坯進電加熱干燥窯； [0025] h、成型后在200-220°C電加熱窯爐中干燥16-20小時，出窯的碳磚進行外形尺寸檢 驗和化學物理化驗，合格產品入庫。
[0026] 進一步，所述高鋁礬土為含鋁85%_90%以上的特級礬土。
[0027]本發明的有益效果在于：
[0028] 1、本發明鐵水罐用鋁碳化硅碳磚及其制備方法通過在碳磚原料配方中加入紅柱 石、葉臘石和碳化硅超微粉，其中紅柱石用于產生一定的微膨脹，減小磚縫，避免鐵水穿漏， 且提高了產品的熱震穩定性，徹底解決剝落現象;葉臘石用于形成釉面，阻隔鐵水和渣對磚 體的侵蝕，有效消除粘包現象，降低侵蝕速率;超微粉碳化硅用于提高抗氧化性和抗沖刷 性，延長碳磚的使用壽命；
[0029] 2、本發明鐵水罐用鋁碳化硅碳磚及其制備方法制備的鋁碳化硅碳磚在重鋼新區 采用KR全脫硫、釩鈦礦配比不固定的條件下，使用壽命一次性達到516-20次以上，516-20次 使用后碳磚的內表面光滑、侵蝕均勻，無剝落開裂現象，殘厚大于120mm，行業標準要求為殘 厚大于90mm。
[0030] 3、本發明鐵水罐用鋁碳化硅碳磚及其制備方法制備的鋁碳化硅碳磚具有以下有 占.
[0031] 1)有0.5~1.0%的微膨脹性，使用過程中使減小磚縫，提高整體性，降低鐵水穿漏 的風險；
[0032] 2)優良熱震穩定性，使用過程中不剝落、不開裂；
[0033] 3)優良的抗侵蝕性和抗氧化性，降低侵蝕速率，提高使用壽命；
[0034] 4)良好的抗沖刷性，降低KR脫硫對鐵水罐罐壁的沖刷。
【附圖說明】
[0035] 為了使本發明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發明提供如下附圖進行 說明：
[0036] 圖1為本發明鐵水罐用鋁碳化硅碳磚制備方法的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0037] 下面將結合附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述。
[0038] 實施例一
[0039]本發明一種鐵水罐用鋁碳化硅碳磚，其原料組分和具體重量百分數為:高鋁礬土： 35 % ;紅柱石：5 % ;葉臘石：10 % ;棕剛玉：32.5 % ;金屬硅：1 % ;硼玻璃粉:3 % ;碳化硅超微 粉:10%;樹脂:3.5%。
[0040] 實施例二
[0041] 本發明一種鐵水罐用鋁碳化硅碳磚，其原料組分和具體重量百分數為:高鋁礬土： 25%;紅柱石：10%;葉臘石:20%;棕剛玉:25.5%;金屬硅:3%;硼玻璃粉:3%;碳化硅超微 粉:10%;樹脂:3.5%。
[0042] 實施例三
[0043]本發明一種鐵水罐用鋁碳化硅碳磚，其原料組分和具體重量百分數為:高鋁礬土： 30 % ;紅柱石:8% ;葉臘石：15% ;棕剛玉:30% ;金屬硅:2% ;硼玻璃粉:2% ;碳化硅超微粉： 9.5%;樹脂:3.5%。
[0044] 實施例四
[0045] 本發明一種鐵水罐用鋁碳化硅碳磚，其原料組分和具體重量百分數為:高鋁礬土： 32%;紅柱石:6%;葉臘石：17%;棕剛玉:28%;金屬硅:2.5%;硼玻璃粉:3%;碳化硅超微 粉:8% ;樹脂:3.5%。
[0046] 如圖1所示為本發明鐵水罐用鋁碳化硅碳磚制備方法的工藝流程圖，本發明還公 開了一種鐵水罐用鋁碳化硅碳磚制備方法，其步驟如下：
[0047] a、將高錯研^土粉碎成5-3mm顆粒，進除鐵器除鐵處理；
[0048] b、將占原料組分5%的5-3mm高鋁礬土顆粒進管磨機磨成100目細粉料進除鐵器除 鐵處理；
[0049] c、將100目的高鋁礬土、400目的棕剛玉、325目的金屬硅、800目硼玻璃粉和IOOnm 以下的碳化硅超微粉按一定配比進預混器預混；
[0050] d、將剩余的5-3mm的特級研^土顆粒、3-lmm的葉臘石和小于Imm的紅柱石按一定配 比預混后進混泥設備混泥；
[0051] e、將預混好的粉料和顆粒料外加液體酚醛樹脂按比例配料進行混煉，有效混煉時 間20分鐘；
[0052] f、將混煉好的泥料放入恒溫裝置中，恒溫26°C困料12小時；
[0053] g、將困好的泥料導入成型料倉壓磚機成型，成型的合格磚坯進電加熱干燥窯； [0054] h、成型后在200-220°C電加熱窯爐中干燥16-20小時，出窯的碳磚進行外形尺寸檢 驗和化學物理化驗，合格產品入庫。
[0055] 進一步，所述高鋁礬土為含鋁85%_90%以上的特級礬土。
[0056]將以上四種實施例制備的鋁碳化硅碳磚與未添加紅柱石、葉臘石和碳化硅超微粉 的鋁碳化硅碳磚檢驗結果，在重鋼新區采用KR全脫硫、釩鈦礦配比不固定的條件下使用進 行比較：
[0058]對比制備的鋁碳化硅碳磚的各自性能指標：原碳磚中的碳和碳化硅含量為 18.5%，線變化率-0.27 %，顯氣孔率4.72% ;對比例1中的碳和碳化硅含量為20.3%，線變 化率0.16-20%，顯氣孔率5.02% ;對比例2中的碳和碳化硅含量為19.8%，線變化率 0.48%，顯氣孔率4.98% ;對比例3中的碳和碳化硅含量為20.6%，線變化率0.52%，顯氣孔 率5.03% ;對比例4中的碳和碳化硅含量為20.2%，線變化率0.51 %，顯氣孔率5.01 % ;從中 可以知道實施例一至實施例四原料制備的碳磚在膨脹性能、熱震穩定性、抗氧化性和抗沖 刷性全面超過原碳磚中的技術參數，并且延長了碳磚的使用次數，提高了碳磚的經濟效益。 [0059]最后說明的是，以上優選實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管通 過上述優選實施例已經對本發明進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在 形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發明權利要求書所限定的范圍。
【主權項】
1. 一種鐵水罐用鋁碳化硅碳磚，其特征在于:其原料組分和重量百分數為：高鋁礬土： 25~35%;紅柱石：5~10%;葉臘石：10~20%;棕剛玉：25~35% ;金屬硅：1~3%;硼玻璃 粉:1~3 % ;碳化硅超微粉:5~10 % ;樹脂:3.5 %。2. 如權利要求1所述的鐵水罐用鋁碳化硅碳磚，其特征在于:其原料組分和具體重量百 分數為：高鋁礬土: 30% ;紅柱石:8% ;葉臘石：15 % ;棕剛玉：30% ;金屬硅:2% ;硼玻璃粉： 2 % ;碳化硅超微粉:9.5 % ;樹脂:3.5 %。3. 如權利要求1所述的鐵水罐用鋁碳化硅碳磚，其特征在于:其原料組分和具體重量百 分數為：高鋁礬土：32% ;紅柱石:6% ;葉臘石：17% ;棕剛玉：28% ;金屬硅：2.5%;硼玻璃 粉:3 % ;碳化硅超微粉:8 % ;樹脂:3.5 %。4. 如權利要求1所述的鐵水罐用鋁碳化硅碳磚，其特征在于:所述碳化硅超微粉設置為 粒徑在1 〇〇nm以下的碳化娃粉料。5. -種制備權利要求1~4所述的鐵水罐用鋁碳化硅碳磚的方法，其特征在于，其步驟 如下： a、 將高錯研^土粉碎成5-3mm顆粒，進除鐵器除鐵處理； b、 將占原料組分5%的5-3mm高鋁礬土顆粒進管磨機磨成100目細粉料進除鐵器除鐵處 理； c、 將100目的高鋁礬土、400目的棕剛玉、325目的金屬硅、800目硼玻璃粉和100nm以下 的碳化硅超微粉按一定配比進預混器預混； d、 將剩余的5-3mm的特級研^土顆粒、3-lmm的葉臘石和小于1mm的紅柱石按一定配比預 混后進混泥設備混泥； e、 將預混好的粉料和顆粒料外加液體酚醛樹脂按比例配料進行混煉，有效混煉時間20 分鐘； f、 將混煉好的泥料放入恒溫裝置中，恒溫26 °C困料12小時； g、 將困好的泥料導入成型料倉壓磚機成型，成型的合格磚坯進電加熱干燥窯； h、 成型后在200-220°C電加熱窯爐中干燥16-20小時，出窯的碳磚進行外形尺寸檢驗和 化學物理化驗，合格產品入庫。6. 如權利要求5所述的鐵水罐用鋁碳化硅碳磚制備方法，其特征在于:所述高鋁礬土為 含鋁85%-90%以上的特級礬土。
【文檔編號】C04B35/66GK106007741SQ201610311949
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月12日
【發明人】杜春天
【申請人】重慶鋼鐵集團礦業有限公司冶金材料廠, 杜春天, 李興