高爐高性能復(fù)合炭磚的制備

 

2.2添加糊料中的添加劑

 

經(jīng)過(guò)進(jìn)一步試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)采用原有的碳磚制備方法，微粉級(jí)物料混合后會(huì)結(jié)塊，各種添加劑比例較大，不利于形成性能穩(wěn)定的物料球。在糊料中加入添加劑的方法進(jìn)行一定調(diào)整后，總結(jié)出以下兩種測(cè)試方法:一是采用包裹和預(yù)分散的方法，在一定比例的瀝青和稀釋劑中加入各種添加劑，可以有效改善添加劑的比表面積，保證炭磚糊料的分散均勻性。其次，將煤粉和添加劑按實(shí)驗(yàn)確定的比例混合。原料成型后，將毛坯高溫烘烤，然后將干燥的毛坯粉碎，終形成顆粒較細(xì)的粉末。該方法能有效減少高溫?zé)崽幚頃r(shí)白剛玉和鈦化合物的熱膨脹，更好地解決糊料中添加劑分散不均勻的問(wèn)題，從根本上避免高溫?zé)崽幚砗螽a(chǎn)品性能的諸多缺陷，保證各項(xiàng)性能指標(biāo)的優(yōu)異性。

 

2.3碳磚成型工藝

 

高爐鈦基復(fù)合炭磚主要采用振動(dòng)成型。通過(guò)反復(fù)測(cè)試振動(dòng)時(shí)間、幅度、頻率和進(jìn)料方式，測(cè)試真空度、激振力等參數(shù)，明確制備鈦基復(fù)合炭磚的過(guò)程，從根本上保證了炭磚內(nèi)部結(jié)構(gòu)的均勻性。同時(shí)也要注意高溫處理時(shí)的溫度設(shè)定可以利用焙燒曲線(xiàn)明確適合鈦基復(fù)合炭磚制備的工藝參數(shù)，保證炭磚的各項(xiàng)性能指標(biāo)符合預(yù)期設(shè)想。

 

 

 

分析測(cè)試結(jié)果

 

通過(guò)對(duì)以往研究的分析，充分發(fā)揮炭磚結(jié)構(gòu)的高導(dǎo)熱性，可以獲得性能水平較高的冷卻系統(tǒng)，但抗鐵水溶蝕性較差，而陶瓷杯結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性可以將鐵水與炭磚分開(kāi)，但冷卻效果較低。鈦基復(fù)合炭磚的研制，兼顧炭磚和陶瓷杯的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于延長(zhǎng)高爐壽命具有重要意義。

 

3.1理化指標(biāo)

 

3.1.1耐爐渣侵蝕

 

高爐渣開(kāi)始形成時(shí)，F(xiàn)eO質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)較高，會(huì)對(duì)爐缸中使用的耐火材料造成很強(qiáng)的侵蝕。如果爐缸中使用耐渣侵蝕性差的耐火材料，會(huì)進(jìn)一步侵蝕相應(yīng)部位的磚襯，對(duì)高爐壽命影響很大。添加鈦化合物和白剛玉炭磚，具有較好的耐爐渣侵蝕性[2]。由于單一剛玉耐火材料在高溫烘烤時(shí)會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生的物質(zhì)不斷融入爐渣中，從而腐蝕爐襯，而白剛玉、鈦化合物、基質(zhì)炭等各種耐火材料的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，可以有效減少只添加在白剛玉中的添加劑對(duì)爐襯的腐蝕，碳不與爐渣中的氧化物反應(yīng)，使鈦基復(fù)合炭磚具有良好的耐腐蝕性和耐鐵水溶性。此外，復(fù)合炭磚的導(dǎo)熱系數(shù)會(huì)隨著溫度的增加而增加。與單一耐火材料相比，在相同的振動(dòng)頻率下會(huì)產(chǎn)生較高的導(dǎo)熱系數(shù)，這對(duì)優(yōu)化高爐爐缸和爐底性能具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

 

3.1.2鐵水溶蝕指數(shù)

 

高爐爐缸部分被鐵水溶蝕，伴有鐵水環(huán)流的機(jī)械磨損。因此，鈦化硅和鈦化合物的鐵水溶蝕指數(shù)與材料本身的侵蝕密切相關(guān)。一般情況下，磚襯熱面與高溫鐵水接觸后，會(huì)深入微氣孔，隨著溫度的變化逐漸對(duì)磚襯產(chǎn)生剪切應(yīng)力。當(dāng)剪切應(yīng)力達(dá)到臨界值時(shí)，會(huì)破壞磚襯的力學(xué)性能。通過(guò)添加適當(dāng)比例的硅粉和白剛玉，復(fù)合炭磚的鐵水溶蝕指數(shù)優(yōu)于微孔炭磚、超微孔炭磚、石墨磚等。，主要是因?yàn)榘讋傆裰写嬖诓慌c高溫鐵水反應(yīng)的物質(zhì)。在振動(dòng)成型過(guò)程中，可以減少碳與高溫鐵水的接觸面積，從而達(dá)到提高鈦基復(fù)合炭磚抗鐵水溶蝕性能指標(biāo)的目的。