高炉炉缸、炉底用碳钛基结合自护砖.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102924097A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102924097A(43)申请公布日2013.02.13(21)申请号201210435107.X(22)申请日2012.11.01(71)申请人李富朝地址452370河南省郑州市新密市超化镇李坡村李坡86号申请人孙庚辰(72)发明人李富朝孙庚辰陈泉锋(74)专利代理机构北京市兰台律师事务所11354代理人张峰(51)Int.Cl.C04B35/66(2006.01)C04B35/622(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书66页页附图附图44页(54)发明名称高炉炉缸、炉底用碳钛基结合自护砖(57)摘要本发明公开了一种炉缸、炉底用碳钛基结合自护砖，通过特殊的成分配比，使该产品具有微孔炭砖的微孔和高导热性、陶瓷杯材料的抗铁水溶蚀性和抗冲刷性以及钛矿护炉的作用，可解决近年来频繁出现的高炉炉缸烧穿和炉底升温速度过高及寿命短的问题，有望成为高炉用炭砖的替代产品。CN102947ACN102924097A权利要求书1/2页1.一种炉缸、炉底用碳钛基结合自护砖，其特征在于，所述自护砖包含有如下原料,且其颗粒大小和重量比为：外加上述物质总质量的3.5-4%的液体酚醛树脂作为结合剂。2.如权利要求1所述自护砖，其特征在于所述高铝原料为棕刚玉、电熔刚玉、烧结刚玉、高铝矾土熟料的一种或几种复合使用。3.如权利要求2所述自护砖，其特征在于所述碳素材料为鳞片石墨、人造石墨、电锻无烟煤、焦炭、炭黑、沥青、树脂的一种或几种复合使用。4.如权利要求3所述自护砖，其特征在于所述非金属化合物粉为SiC、Si3N4、BN、B4C、CaB、ZrB的一种或几种复合使用。5.如权利要求4所述自护砖，其特征在于所述金属粉为Si、Al、Mg、Zn、Ti及其合金的一种或几种复合使用。6.如权利要求5所述自护砖，其特征在于所述含钛物质为Ti、TiO2、钛精矿、TiC、TiN、Ti（C,N）等的一种或数种。7.如权利要求1或6的自护砖，其特征在于该自护砖的生产工艺为：A泥料制备湿碾机，加料顺序：（1）高铝原料粗、中颗粒；（2）液体树脂；（3）预混合粉；（4）泥料；（5）睏料；B成型与热处理成型用高吨位摩擦或液压压力机成型，成型后的砖坯在200-250℃条件下进行热处理；C烧成在保护气氛下烧成（还原气氛或氮气氛），烧成温度1350-1550℃，烧成时间：8个小时以上；D油浸与焦化处理2CN102924097A权利要求书2/2页烧成后的砖经真空加压油（焦油沥青）浸或浸渍之后，在≥500℃进行焦化处理；E加工与组合浸渍后或焦化处理后的砖进行机械加工并预砌。3CN102924097A说明书1/6页高炉炉缸、炉底用碳钛基结合自护砖技术领域[0001]本发明涉及一种用于高炉炉缸、炉底的耐火材料。背景技术[0002]炼铁高炉炉缸、炉底用耐火材料工况条件恶劣、寿命短是影响高炉整体使用寿命的薄弱环节之一。现有的高炉炉缸、炉底用的耐火材料和结构基本上分两大类：一是微孔和超微孔炭砖炉衬，一是氧化物陶瓷杯与炭砖复合炉衬。[0003]微孔和超微孔炭砖的优点是碳素材料难润湿，渣铁难渗透,热传导好（导热系数13-30W/m·k）。它能把渣铁共凝等温线（1150℃）推至炉内，即,在炭砖的表面与炉内铁水接触的地方形成一层固态保护膜层,这个膜层是渣铁在炭砖表面凝固形成渣皮，保护炭砖，达到高炉长寿的目的。但因高炉操作及出铁操作等原因，渣皮的稳定性较差，脆弱的渣皮一旦被破坏，炭砖就直接与铁水接触。炭砖的铁水熔蚀指数高达25%-30%；因炭砖的碳在铁水中的溶解度较高，导致了炭砖的化学侵蚀，炭砖的强度较低（常温耐压强度≤50MPa），抗高温铁水和熔渣的冲刷能力较差，特别是高炉出铁时，高温的铁水和熔渣形成环流，造成炉缸炭砖形成“马蹄形”冲蚀状态。炭砖的抗碱（K和Na）性较优，但是碱蒸气通过炭砖的气孔各裂纹深入炭砖内部某处(该处温度达到800℃-870℃），碱与碳的反应使炭砖脆化而开裂，导致炉缸炭砖砌体形成环形裂缝，降低了炭砖的热导率，不利于渣皮的形成，继而加速了炭砖的损坏。炭砖的抗氧化性较差，也加速了其损坏速度。[0004]氧化物陶瓷杯材质主要为氧化物耐火材料（如刚玉-莫来石砖，低水泥刚玉质浇注料预制块，复合棕刚玉砖，塑性相结合刚玉砖和微孔刚玉砖）。其导热性差，保温性好，能将1150℃渣铁凝固线和800-870℃的碱化学侵蚀线推往炉内和留在陶瓷杯内，形成渣皮保护炭砖并减少碱对炭砖的侵蚀。氧化物陶瓷杯材料强度高（常温耐压强度≥100MPa），抗冲刷能力强；其铁水熔蚀指数很低，也不存在氧化问题。但是，陶瓷杯砖大多不是微孔或超微孔砖，渣铁和碱类物质通过气孔渗入砖体内部，降低了砖的耐火性能（熔点降低），