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CN102557678A - 一种高炉用炭素捣打料及其制备方法 - Google Patents

一种高炉用炭素捣打料及其制备方法 Download PDF

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CN102557678A CN2011103708494A CN201110370849A CN102557678A CN 102557678 A CN102557678 A CN 102557678A CN 2011103708494 A CN2011103708494 A CN 2011103708494A CN 201110370849 A CN201110370849 A CN 201110370849A CN 102557678 A CN102557678 A CN 102557678A
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blast furnace
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CN2011103708494A
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陈希来
李亚伟
徐国涛
薛改凤
邹龙
刘黎
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Wuhan Iron and Steel Group Corp
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Wuhan Iron and Steel Group Corp
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Abstract

本发明涉及一种高炉用炭素捣打料及其制备方法,高炉用炭素捣打料按重量份计,包括以下组分:A组分35~65份、B组分25~55份、粒度<0.1毫米的刚玉5~16份、热固性酚醛树脂8~15份;所述A组分为电煅烧无烟煤或电煅烧无烟煤与人造石墨的混合物,A组分的粒度为0.1~5毫米;所述B组分为天然石墨、碳化硅、电煅烧无烟煤、人造石墨以及电煅烧无烟煤与人造石墨的混合物中的一种,B组分的粒度<0.1毫米;所述电煅烧无烟煤是煅烧温度在1700℃~2400℃的无烟煤。本发明高炉用炭素捣打料的导热性能好。

Description

一种高炉用炭素捣打料及其制备方法
技术领域
本发明涉及填充于炼铁高炉炉缸炭砖与冷却壁之间的炭素捣打料及其制备方法。 
背景技术
随着钢铁工业的快速发展与炼铁技术的不断进步,高炉向大型化、长寿化方向发展。目前高炉炉缸普遍采用具有高导热能力的铜壁(导热系数~260W/(m·K))冷却,同时炉缸、炉底选用的炭砖也具有高的导热系数。实践证明,制约高炉长寿的主要环节是炉缸部位,其中重要原因是由于炭砖的导热性能大大提高及铜冷却壁的应用,但炭素捣打料的导热性能差,严重影响冷却壁的冷却强度,阻碍高导热炭砖和铜冷却壁高导热性能发挥,使炉缸砖衬得不到有效冷却,导致此部位砖衬损毁过快,最终影响高炉寿命及高炉正常生产。从文献[邓棠、邹祖桥、李怀远等,武钢7号高炉炉底、炉缸用炭素捣打料和炭素胶泥选择试验研究.炼铁,2005,24(5):24-26]对6家炭素材料生产厂的炭素捣打料检测性能来看,其导热系数偏低(300℃集中在20W/(m·K)以下),已远不能满足现代高炉使用。因此,在保证一定强度和施工性能情况下,提高炭素捣打料的导热性能显得意义重大。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:针对上述现有技术中存在的不足,提供一种导热性能好的炭素捣打料及其制备方法。 
本发明为解决上述技术问题所提出的技术方案为: 
一种高炉用炭素捣打料,按重量份计,它包括以下组分:A组分35~65份、B组分25~55份、粒度<0.1毫米的刚玉5~16份、热固性酚醛树脂8~15份;
所述A组分为电煅烧无烟煤或电煅烧无烟煤与人造石墨的混合物,A组分的粒度为0.1~5毫米;
所述B组分为天然石墨、碳化硅、电煅烧无烟煤、人造石墨以及电煅烧无烟煤与人造石墨的混合物中的一种,B组分的粒度<0.1毫米;
所述电煅烧无烟煤是煅烧温度在1700℃~2400℃的无烟煤。
上述方案中,所述电煅烧无烟煤的石墨化度为90%以上。 
上述方案中,所述刚玉中的Al2O3的质量含量大于98%。 
上述方案中,高炉用炭素捣打料的制备方法包括以下步骤: 
1)混料:将A组分、B组分和刚玉混合均匀;
2)添加热固性酚醛树脂,并搅拌均匀;成品。
本发明的有益效果为:经研究发现,捣打料导热性能低的主要原因是骨料的导热性能差。现有的捣打料主要是以普通电锻煤作骨料(煅烧温度一般1400℃),原因是其强度高、孔结构好(平均孔径~0.3μm,显气孔<1μm气孔孔容积大于65%),但其导热性能差,石墨化度约在20%,这会引起捣打料整体导热性能偏低,因此改善捣打料骨料的导热性能会提高其导热能力。本发明的电煅烧(煅烧温度在1700℃~2400℃)无烟煤,具有高的石墨化度,为90%以上,因此其导热性能大大高于普通电锻煤。但由于高温煅烧无烟煤其强度偏低、孔结构差(平均孔径~1.6μm,显气孔<1μm气孔孔容积小于30%),影响整体捣打料的施工及使用性能,因此采用高温煅烧无烟煤来提高捣打料导热性能的同时,通过引入刚玉粉来填充气孔间隙、提高颗粒密堆积,从而改善了捣打料的气孔结构,提高了整体捣打料的使用寿命,保障了高炉生产顺行。 
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。 
以下所有实施例中,刚玉的Al2O3的质量百分比均大于98%。 
实施例1: 
一种高炉用炭素捣打料,按重量份计其由以下组分组成:粒度0.1~5毫米的A组分——电煅烧无烟煤35份,粒度<0.1毫米的B组分——天然石墨为25份,粒度<0.1毫米的刚玉为5份,热固性酚醛树脂为8份。
所述电煅烧无烟煤是煅烧温度在1700℃的无烟煤。 
上述高炉用炭素捣打料的制备方法为: 
1)混料:将粒度0.1~5毫米的电煅烧无烟煤35份,粒度<0.1毫米的天然石墨25份,粒度<0.1毫米的刚玉5份混合均匀;
2)添加8份热固性酚醛树脂作结合剂,并搅拌均匀;成品;
使用时,按照现场要求进行捣打施工。
实施例2: 
一种高炉用炭素捣打料,按重量份计其由以下组分组成:粒度0.1~5毫米的A组分——电煅烧无烟煤65份,粒度<0.1毫米的B组分——天然石墨为55份,粒度<0.1毫米的刚玉为16份,热固性酚醛树脂为15份。
所述电煅烧无烟煤是煅烧温度在1800℃的无烟煤。 
上述高炉用炭素捣打料的制备方法为: 
1)混料:将粒度0.1~5毫米的电煅烧无烟煤65份,粒度<0.1毫米的天然石墨55份,粒度<0.1毫米的刚玉16份混合均匀;
2)添加15份热固性酚醛树脂作结合剂,并搅拌均匀;成品。
实施例3: 
一种高炉用炭素捣打料,按重量份计其由以下组分组成:粒度0.1~5毫米的A组分——电煅烧无烟煤45份,粒度<0.1毫米的B组分——天然石墨为40份,粒度<0.1毫米的刚玉为10份,热固性酚醛树脂为12份。
所述电煅烧无烟煤是煅烧温度在1900℃的无烟煤。 
上述高炉用炭素捣打料的制备方法为: 
1)混料:将粒度0.1~5毫米的电煅烧无烟煤45份,粒度<0.1毫米的天然石墨40份,粒度<0.1毫米的刚玉10份混合均匀;
2)添加12份热固性酚醛树脂作结合剂,并搅拌均匀;成品。
实施例4: 
一种高炉用炭素捣打料,按重量份计其由以下组分组成:粒度0.1~5毫米的A组分——电煅烧无烟煤15份及人造石墨30份,粒度<0.1毫米的B组分——碳化硅为25份,粒度<0.1毫米的刚玉为12份,热固性酚醛树脂为10份。
所述电煅烧无烟煤是煅烧温度在2000℃的无烟煤。 
上述高炉用炭素捣打料的制备方法为: 
1)混料:将粒度0.1~5毫米的电煅烧无烟煤15份及人造石墨30份,粒度<0.1毫米的碳化硅25份,粒度<0.1毫米的刚玉12份混合均匀;
2)添加10份热固性酚醛树脂作结合剂,并搅拌均匀;成品。
实施例5: 
一种高炉用炭素捣打料,按重量份计其由以下组分组成:粒度0.1~5毫米的A组分——电煅烧无烟煤15份及人造石墨20份,粒度<0.1毫米的B组分——碳化硅为55份,粒度<0.1毫米的刚玉为5份,热固性酚醛树脂为8份。
所述电煅烧无烟煤是煅烧温度在2100℃的无烟煤。 
上述高炉用炭素捣打料的制备方法为: 
1)混料:将粒度0.1~5毫米的电煅烧无烟煤15份及人造石墨20份,粒度<0.1毫米的碳化硅55份,粒度<0.1毫米的刚玉5份混合均匀;
2)添加8份热固性酚醛树脂作结合剂,并搅拌均匀;成品。
实施例6: 
一种高炉用炭素捣打料,按重量份计其由以下组分组成:粒度0.1~5毫米的A组分——电煅烧无烟煤30份及人造石墨35份,粒度<0.1毫米的B组分——碳化硅为40份,粒度<0.1毫米的刚玉为16份,热固性酚醛树脂为15份。
所述电煅烧无烟煤是煅烧温度在2200℃的无烟煤。 
上述高炉用炭素捣打料的制备方法为: 
1)混料:将粒度0.1~5毫米的电煅烧无烟煤30份及人造石墨35份,粒度<0.1毫米的碳化硅40份,粒度<0.1毫米的刚玉16份混合均匀;
2)添加15份热固性酚醛树脂作结合剂,并搅拌均匀;成品。
实施例7: 
一种高炉用炭素捣打料,按重量份计其由以下组分组成:粒度0.1~5毫米的A组分——电煅烧无烟煤35份,粒度<0.1毫米的B组分——电煅烧无烟煤为25份,粒度<0.1毫米的刚玉为16份,热固性酚醛树脂为8份。
所述电煅烧无烟煤是煅烧温度在2300℃的无烟煤。 
上述高炉用炭素捣打料的制备方法为: 
1)混料:将粒度0.1~5毫米的电煅烧无烟煤35份,粒度<0.1毫米的电煅烧无烟煤25份,粒度<0.1毫米的刚玉16份混合均匀;
2)添加8份热固性酚醛树脂作结合剂,并搅拌均匀;成品。
实施例8: 
一种高炉用炭素捣打料,按重量份计其由以下组分组成:粒度0.1~5毫米的A组分——电煅烧无烟煤65份,粒度<0.1毫米的B组分——电煅烧无烟煤为55份,粒度<0.1毫米的刚玉为16份,热固性酚醛树脂为15份。
所述电煅烧无烟煤是煅烧温度在2400℃的无烟煤。 
上述高炉用炭素捣打料的制备方法为: 
1)混料:将粒度0.1~5毫米的电煅烧无烟煤65份,粒度<0.1毫米的电煅烧无烟煤55份,粒度<0.1毫米的刚玉16份混合均匀;
2)添加15份热固性酚醛树脂作结合剂,并搅拌均匀;成品。
实施例9: 
一种高炉用炭素捣打料,按重量份计其由以下组分组成:粒度0.1~5毫米的A组分——电煅烧无烟煤45份,粒度<0.1毫米的B组分——电煅烧无烟煤为40份,粒度<0.1毫米的 刚玉为12份,热固性酚醛树脂为10份。
所述电煅烧无烟煤是煅烧温度在1750℃的无烟煤。 
上述高炉用炭素捣打料的制备方法为: 
1)混料:将粒度0.1~5毫米的电煅烧无烟煤45份,粒度<0.1毫米的电煅烧无烟煤40份,粒度<0.1毫米的刚玉12份混合均匀;
2)添加10份热固性酚醛树脂作结合剂,并搅拌均匀;成品。
实施例10: 
一种高炉用炭素捣打料,按重量份计其由以下组分组成:粒度0.1~5毫米的A组分——电煅烧无烟煤15份及人造石墨30份,粒度<0.1毫米的B组分——人造石墨为25份,粒度<0.1毫米的刚玉为12份,热固性酚醛树脂为10份。
所述电煅烧无烟煤是煅烧温度在1850℃的无烟煤。 
上述高炉用炭素捣打料的制备方法为: 
1)混料:将粒度0.1~5毫米的电煅烧无烟煤15份及人造石墨30份,粒度<0.1毫米的人造石墨25份,粒度<0.1毫米的刚玉12份混合均匀;
2)添加10份热固性酚醛树脂作结合剂,并搅拌均匀;成品。
实施例11: 
一种高炉用炭素捣打料,按重量份计其由以下组分组成:粒度0.1~5毫米的A组分——电煅烧无烟煤15份及人造石墨20份,粒度<0.1毫米的B组分——人造石墨为55份,粒度<0.1毫米的刚玉为5份,热固性酚醛树脂为8份。
所述电煅烧无烟煤是煅烧温度在1950℃的无烟煤。 
上述高炉用炭素捣打料的制备方法为: 
1)混料:将粒度0.1~5毫米的电煅烧无烟煤15份及人造石墨20份,粒度<0.1毫米的人造石墨55份,粒度<0.1毫米的刚玉5份混合均匀;
2)添加8份热固性酚醛树脂作结合剂,并搅拌均匀;成品。
实施例12: 
一种高炉用炭素捣打料,按重量份计其由以下组分组成:粒度0.1~5毫米的A组分——电煅烧无烟煤30份及人造石墨35份,粒度<0.1毫米的B组分——人造石墨为40份,粒度<0.1毫米的刚玉为16份,热固性酚醛树脂为15份。
所述电煅烧无烟煤是煅烧温度在2050℃的无烟煤。 
上述高炉用炭素捣打料的制备方法为: 
1)混料:将粒度0.1~5毫米的电煅烧无烟煤30份及人造石墨35份,粒度<0.1毫米的人造石墨40份,粒度<0.1毫米的刚玉16份混合均匀;
2)添加15份热固性酚醛树脂作结合剂,并搅拌均匀;成品。
实施例13: 
一种高炉用炭素捣打料,按重量份计其由以下组分组成:粒度0.1~5毫米的电煅烧无烟煤35份,粒度<0.1毫米的电煅烧无烟煤10份及人造石墨15份,粒度<0.1毫米的刚玉为5份,热固性酚醛树脂为8份。
所述电煅烧无烟煤是煅烧温度在2150℃的无烟煤。 
上述高炉用炭素捣打料的制备方法为: 
1)混料:将粒度0.1~5毫米的电煅烧无烟煤35份,粒度<0.1毫米的电煅烧无烟煤10份及人造石墨15份,粒度<0.1毫米的刚玉5份混合均匀;
2)添加8份热固性酚醛树脂作结合剂,并搅拌均匀;成品。
实施例14: 
一种高炉用炭素捣打料,按重量份计其由以下组分组成:粒度0.1~5毫米的A组分——电煅烧无烟煤65份,粒度<0.1毫米的B组分——电煅烧无烟煤15份及人造石墨25份,粒度<0.1毫米的刚玉为16份,热固性酚醛树脂为15份。
所述电煅烧无烟煤是煅烧温度在2250℃的无烟煤。 
上述高炉用炭素捣打料的制备方法为: 
1)混料:将粒度0.1~5毫米的电煅烧无烟煤65份,粒度<0.1毫米的电煅烧无烟煤15份及人造石墨25份,粒度<0.1毫米的刚玉16份混合均匀;
2)添加15份热固性酚醛树脂作结合剂,并搅拌均匀;成品。
实施例15: 
一种高炉用炭素捣打料,按重量份计其由以下组分组成:粒度0.1~5毫米的A组分——电煅烧无烟煤45份,粒度<0.1毫米的B组分——电煅烧无烟煤20份及人造石墨35份,粒度<0.1毫米的刚玉为10份,热固性酚醛树脂为12份。
所述电煅烧无烟煤是煅烧温度在2350℃的无烟煤。 
上述高炉用炭素捣打料的制备方法为: 
1)混料:将粒度0.1~5毫米的电煅烧无烟煤45份,粒度<0.1毫米的电煅烧无烟煤20份及人造石墨35份,粒度<0.1毫米的刚玉10份混合均匀;
2)添加12份热固性酚醛树脂作结合剂,并搅拌均匀;成品。
表1为实施例1至实施例15制得的高炉用炭素捣打料在300℃时的导热系数值。 
表1 
Figure DEST_PATH_GDA0000141502820000071

Claims (4)

1.一种高炉用炭素捣打料,其特征在于:按重量份计,它包括以下组分:A组分35~65份、B组分25~55份、粒度<0.1毫米的刚玉5~16份、热固性酚醛树脂 8~15份;
所述A组分为电煅烧无烟煤或电煅烧无烟煤与人造石墨的混合物,A组分的粒度为0.1~5毫米;
所述B组分为天然石墨、碳化硅、电煅烧无烟煤、人造石墨以及电煅烧无烟煤与人造石墨的混合物中的一种,B组分的粒度<0.1毫米;
所述电煅烧无烟煤是煅烧温度在1700℃~2400℃的无烟煤。
2.如权利要求1所述的高炉用炭素捣打料,其特征在于,所述电煅烧无烟煤的石墨化度为90%以上。
3.如权利要求1所述的高炉用炭素捣打料,其特征在于,所述刚玉中的Al2O3的质量含量大于98%。
4.如权利要求1所述的高炉用炭素捣打料的制备方法,其特征在于,它包括以下步骤:
1)混料:将A组分、B组分和刚玉混合均匀;
2)添加热固性酚醛树脂,并搅拌均匀;成品。
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