一種大型高爐用td-ⅰ型陶瓷杯及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種耐火材料，具體設(shè)及一種適用于經(jīng)濟(jì)料冶煉的高爐爐缸區(qū)域(包 括高爐爐缸壁、風(fēng)口、鐵口、渣口）用TD-I型陶瓷杯及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 20世紀(jì)80年代初，法國(guó)Sovaie耐火材料公司在德國(guó)蒂森鋼公司高爐上開發(fā)并安 裝了一種新型復(fù)合式爐襯，即稱之為"陶瓷杯"。隨后運(yùn)一新技術(shù)在世界各國(guó)得到了廣泛應(yīng) 用。陶瓷杯的主要特點(diǎn)是用低導(dǎo)熱的陶瓷耐火材料，將115(TC等溫線阻滯在陶瓷層中，使 碳磚避開800~Iioor的脆性斷裂區(qū)，由于陶瓷杯的存在使鐵水不直接與碳磚接觸，從結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)上緩解了鐵水及堿金屬對(duì)碳磚的滲透、沖刷破壞；同時(shí)所用的莫來石、棟剛玉等都是 低導(dǎo)熱的陶瓷耐火材料，具有較高的抗?jié)B透性和抗沖刷性。陶瓷杯具有的優(yōu)點(diǎn)主要有：1)防 止鐵水滲透；2)減輕鐵水環(huán)流沖刷；3)提高鐵水溫度和爐缸抗熱震性。由于陶瓷杯具有運(yùn) 些主要優(yōu)點(diǎn)，因此國(guó)內(nèi)外許多新建或大修高爐都采用了運(yùn)種新型結(jié)構(gòu)。
[0003] 在爐缸內(nèi)襯采用陶瓷杯來保護(hù)碳磚的熱面，使烙鐵鐵水與碳磚隔開，其次陶瓷材 質(zhì)可使?fàn)t壁絕熱，因而降低熱損失。所W，對(duì)陶瓷杯用的耐火材料要求具有如下性能：良好 的抗鐵水烙蝕性能，杯壁上部具有良好的抗渣侵蝕性能；良好的抗鐵水、渣液沖刷性能；在 高溫狀態(tài)下，殘存線變?yōu)榱慊蛏哉?；良好的抗CO侵蝕能力，良好的抗堿侵蝕能力，良好的在 受壓狀態(tài)下由熱膨脹引起的應(yīng)力的適應(yīng)能力，良好的抗熱震能力。
[0004]目前，此類產(chǎn)品包括法國(guó)的陶瓷杯用磚及國(guó)內(nèi)不少?gòu)S家生產(chǎn)的耐火磚，均由于近 些年經(jīng)濟(jì)料的冶煉及煤粉噴吹技術(shù)等節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，使得渣、堿侵蝕大為加強(qiáng)，使其使用 壽命大為降低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，本發(fā)明提供一 種具有優(yōu)良抗渣、抗鐵、抗堿侵蝕性能，同時(shí)具有塑性相及碳化娃復(fù)合結(jié)合的新型TD-I型 陶瓷杯制品及其制備方法。
[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為： 本發(fā)明提供一種大型高爐用TD-I型陶瓷杯，W重量百分含量表示，所述TD-I型陶瓷 杯原料組成中含有電烙棟剛玉30~60%，白剛玉10~35%，碳化娃10~40%，金屬娃3~ 10〇/〇和a-Al2〇3 5~15% ;另外，加入占上述總原料重量3~5%的樹脂。
[0007]根據(jù)上述的大型高爐用TD-I型陶瓷杯，所述電烙棟剛玉30~60%是由粒度 5-3mm的電烙棟剛玉15~30%和3-lmm的電烙棟剛玉15~30%組成；所述電烙棟剛玉中 氧化侶質(zhì)量百分含量> 94. 5%，體積密度> 3. 8g/cm3。
[0008] 根據(jù)上述的大型高爐用TD-I型陶瓷杯，所述白剛玉10~35%是由I-Omm的白 剛玉5~20%和粒度《180目的白剛玉5~15%組成；所述白剛玉中氧化侶質(zhì)量百分含量 > 98%，體積密度 > 3. 8g/cm3。
[0009] 根據(jù)上述的大型高爐用TD-I型陶瓷杯，所述碳化娃10~40%是由粒度3-lmm的 碳化娃0~10%、粒度I-Omm的碳化娃5~15%和粒度《200目的碳化娃5~15%組成；所 述碳化娃中碳化娃質(zhì)量百分含量> 97%，體積密度> 3. 12g/cm3。
[0010] 根據(jù)上述的大型高爐用TD-I型陶瓷杯，所述金屬娃的粒度《180目；所述金屬娃 中娃質(zhì)量百分含量> 97%。
[0011] 根據(jù)上述的大型高爐用TD-I型陶瓷杯，所述a-Al2〇3的粒度《 500目；所述 曰-Al2〇3中氧化侶質(zhì)量百分含量> 98. 5%。
[0012] 根據(jù)上述的大型高爐用TD-I型陶瓷杯，所述樹脂為熱固性酪醒樹脂；所述熱固 性酪醒樹脂在25°C條件下粘度為16000~19000CP，水分質(zhì)量百分含量2~3%，固體成分質(zhì) 量百分含量77~83%，游離酪質(zhì)量百分含量9. 8~12%。
[0013] 另外，提供一種大型高爐用TD-I型陶瓷杯的制備方法，所述制備方法包括W下 步驟： a、 首先按照上述TD-I型陶瓷杯的原料組成比例稱取各種原料，將粒度180目及W下 的白剛玉、碳化娃、金屬娃和a-Al2〇3細(xì)粉進(jìn)行共磨均勻，制得共磨細(xì)粉； b、 然后將粒度大于180目的原料作為骨料進(jìn)行混娠1~3min，混娠后加入樹脂混娠 5~Smin;接著加入所得共磨細(xì)粉進(jìn)行混娠5~lOmin，制得成型泥料； C、將所得成型泥料在200~400MPa壓力下壓制成磚巧，控制磚巧的體積密度> 3. 2g/ cm]; t固化：將磚巧置于干燥害中進(jìn)行干燥，40~60°C條件下干燥20~30h，W10°CA的 速度升至100~120°C條件下干燥20~30h，然后W10°CA的速度升至180~220°C條件 下，固化干燥6~化； e、燒成：將干燥后的磚巧采用高溫隧道害或梭式害進(jìn)行燒成，燒成溫度為1400~ 1550°C，燒成溫度下保溫10~20h，燒成后自然冷卻至室溫出害。
[0014] 本發(fā)明的積極有益效果： 1、本發(fā)明產(chǎn)品TD-I型陶瓷杯制品與傳統(tǒng)陶瓷制品相比氣孔率更低，材料更致密，雖 然氣孔率大大降低，致密度大大提高，但是該制品卻克服了由于致密度提高帶來的熱震穩(wěn) 定性降低運(yùn)一氧化物陶瓷質(zhì)材料固有的缺點(diǎn)，熱震穩(wěn)定性與傳統(tǒng)陶瓷杯制品相比更為優(yōu) 良。
[0015] 2、該類新型陶瓷杯制品具有優(yōu)良的抗渣、抗鐵、抗堿侵蝕性能，更適合應(yīng)用于經(jīng)濟(jì) 料冶煉的高爐陶瓷杯中。
[0016]
【具體實(shí)施方式】： W下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。
[0017] 實(shí)施例： 本發(fā)明大型高爐用TD-I型陶瓷杯，W重量百分含量表示，實(shí)施例1~3TD-I型陶瓷 杯原料組成配比比例詳見表1。
[0019] 本發(fā)明實(shí)施例I~3大型高爐用TD-I型陶瓷杯的制備方法： a、 首先按照上述實(shí)施例1~3任一所述的TD-I型陶瓷杯的原料組成比例稱取各種原 料，將粒度180目及W下的白剛玉、碳化娃、金屬娃和a-Al2〇3細(xì)粉進(jìn)行共磨均勻，制得共磨 細(xì)粉； b、 然后將粒度大于180目的原料作為骨料進(jìn)行混娠3min，混娠后加入熱固性酪醒樹脂 混娠6min;接著加入所得共磨細(xì)粉進(jìn)行混娠lOmin，制得成型泥料； C、將所得成型泥料在300MPa壓力下壓制成磚巧，控制體積密度> 3. 2g/cm3;t固化：將磚巧置于干燥害中進(jìn)行干燥，首先在40~60°C條件下干燥24h，W10°CA 的速度升至100~120°C條件下干燥26h，最后W10°CA的速度升至180~220°C條件下， 固化干燥化； e、燒成：將干燥后的磚巧采用高溫隧道害進(jìn)行燒成，燒成溫度為1450°C，燒成溫度下 保溫16h，燒成后自然冷卻至室溫出害。
[0020] 本發(fā)明實(shí)施例1~3所得產(chǎn)品TD-I型陶瓷杯的性能技術(shù)指標(biāo)，詳見表2。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種大型高爐用TD-I型陶瓷杯，其特征在于：以重量百分含量表示，所述TD-I型 陶瓷杯原料組成中含有電熔棕剛玉30~60%，白剛玉10~35%，碳化硅10~40%，金屬硅 3~10%和α-A1203 5~15% ;另外，加入占上述總原料重量3~5%的樹脂。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型高爐用TD-I型陶瓷杯，其特征在于：所述電熔棕剛玉 30~60%是由粒度5-3mm的電熔棕剛玉15~30%和3-lmm的電熔棕剛玉15~30%組成； 所述電熔棕剛玉中氧化鋁質(zhì)量百分含量彡94. 5%，體積密度彡3. 8g/cm3。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型高爐用TD-I型陶瓷杯，其特征在于：所述白剛玉10~ 35%是由l-〇mm的白剛玉5~20%和粒度彡180目的白剛玉5~15%組成；所述白剛玉中 氧化鋁質(zhì)量百分含量多98%，體積密度多3. 8g/cm3。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型高爐用TD-I型陶瓷杯，其特征在于：所述碳化硅10~ 40%是由粒度3-lmm的碳化硅0~10%、粒度l-〇mm的碳化硅5~15%和粒度彡200目的碳 化硅5~15%組成；所述碳化硅中碳化硅質(zhì)量百分含量多97%，體積密度多3. 12g/cm3。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型高爐用TD-I型陶瓷杯，其特征在于：所述金屬硅的粒 度< 180目；所述金屬娃中娃質(zhì)量百分含量多97%。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型高爐用TD-I型陶瓷杯，其特征在于：所述a-A1 203的 粒度彡500目；所述α-Α1203中氧化鋁質(zhì)量百分含量彡98. 5%。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型高爐用TD-I型陶瓷杯，其特征在于：所述樹脂為熱固 性酚醛樹脂；所述熱固性酚醛樹脂在25°C條件下粘度為16000~19000cp，水分質(zhì)量百分含 量2~3%，固體成分質(zhì)量百分含量77~83%，游離酚質(zhì)量百分含量9. 8~12%。8. -種大型高爐用TD-I型陶瓷杯的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下 步驟： a、 首先按照權(quán)利要求1所述TD-I型陶瓷杯的原料組成比例稱取各種原料，將粒度180 目及以下的白剛玉、碳化娃、金屬硅和α-A1203細(xì)粉進(jìn)行共磨均勾，制得共磨細(xì)粉； b、 然后將粒度大于180目的原料作為骨料進(jìn)行混碾1~3min，混碾后加入樹脂混碾 5~8min;接著加入所得共磨細(xì)粉進(jìn)行混碾5~lOmin，制得成型泥料； c、 將所得成型泥料在200~400MPa壓力下壓制成磚坯，控制磚坯的體積密度彡3. 2g/ cm3； d、 固化：將磚坯置于干燥窯中進(jìn)行干燥，40~60°C條件下干燥20~30h，以10°C/h的 速度升至1〇〇~120°C條件下干燥20~30h，然后以10°C/h的速度升至180~220°C條件 下，固化干燥6~8h; e、燒成：將干燥后的磚坯采用高溫隧道窯或梭式窯進(jìn)行燒成，燒成溫度為1400~ 1550°C，燒成溫度下保溫10~20h，燒成后自然冷卻至室溫出窯。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大型高爐用TD-Ⅰ型陶瓷杯及其制備方法。TD-Ⅰ型陶瓷杯原料組成中含有電熔棕剛玉30～60%，白剛玉10～35%，碳化硅10～40%，金屬硅3～10%和α-Al2O3？5～15%；另外加入占上述總原料重量3～5%的樹脂。首先將粒度180目及以下的細(xì)粉共磨均勻，制得共磨細(xì)粉；然后將粒度大于180目的原料作為骨料混碾，混碾后加入樹脂混碾；接著加入共磨細(xì)粉混碾，制得成型泥料；將所得泥料壓制成磚坯干燥，干燥后燒成，燒成后冷卻至室溫出爐，得到產(chǎn)品。本發(fā)明陶瓷杯制品具有優(yōu)良的抗渣、抗鐵、抗堿侵蝕性能，更適合應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)料冶煉的高爐陶瓷杯中。
【IPC分類】C04B35/66, C04B35/10
【公開號(hào)】CN105272284
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510634872
【發(fā)明人】王治峰, 髙長(zhǎng)賀, 張積禮, 程樹森, 馬淑龍, 馬飛, 夏文斌, 張軍杰, 李洋龍, 朱寶利
【申請(qǐng)人】通達(dá)耐火技術(shù)股份有限公司, 鞏義通達(dá)中原耐火技術(shù)有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年9月30日