高炉高性能复合炭砖的制备

 

2.2添加糊料中的添加剂

 

经过进一步试验，发现采用原有的碳砖制备方法，微粉级物料混合后会结块，各种添加剂比例较大，不利于形成性能稳定的物料球。在糊料中加入添加剂的方法进行一定调整后，总结出以下两种测试方法:一是采用包裹和预分散的方法，在一定比例的沥青和稀释剂中加入各种添加剂，可以有效改善添加剂的比表面积，保证炭砖糊料的分散均匀性。其次，将煤粉和添加剂按实验确定的比例混合。原料成型后，将毛坯高温烘烤，然后将干燥的毛坯粉碎，终形成颗粒较细的粉末。该方法能有效减少高温热处理时白刚玉和钛化合物的热膨胀，更好地解决糊料中添加剂分散不均匀的问题，从根本上避免高温热处理后产品性能的诸多缺陷，保证各项性能指标的优异性。

 

2.3碳砖成型工艺

 

高炉钛基复合炭砖主要采用振动成型。通过反复测试振动时间、幅度、频率和进料方式，测试真空度、激振力等参数，明确制备钛基复合炭砖的过程，从根本上保证了炭砖内部结构的均匀性。同时也要注意高温处理时的温度设定可以利用焙烧曲线明确适合钛基复合炭砖制备的工艺参数，保证炭砖的各项性能指标符合预期设想。

 

 

 

分析测试结果

 

通过对以往研究的分析，充分发挥炭砖结构的高导热性，可以获得性能水平较高的冷却系统，但抗铁水溶蚀性较差，而陶瓷杯结构的耐腐蚀性可以将铁水与炭砖分开，但冷却效果较低。钛基复合炭砖的研制，兼顾炭砖和陶瓷杯的优点，对于延长高炉寿命具有重要意义。

 

3.1理化指标

 

3.1.1耐炉渣侵蚀

 

高炉渣开始形成时，FeO质量分数相对较高，会对炉缸中使用的耐火材料造成很强的侵蚀。如果炉缸中使用耐渣侵蚀性差的耐火材料，会进一步侵蚀相应部位的砖衬，对高炉寿命影响很大。添加钛化合物和白刚玉炭砖，具有较好的耐炉渣侵蚀性[2]。由于单一刚玉耐火材料在高温烘烤时会发生氧化反应，产生的物质不断融入炉渣中，从而腐蚀炉衬，而白刚玉、钛化合物、基质炭等各种耐火材料的优势互补，可以有效减少只添加在白刚玉中的添加剂对炉衬的腐蚀，碳不与炉渣中的氧化物反应，使钛基复合炭砖具有良好的耐腐蚀性和耐铁水溶性。此外，复合炭砖的导热系数会随着温度的增加而增加。与单一耐火材料相比，在相同的振动频率下会产生较高的导热系数，这对优化高炉炉缸和炉底性能具有重要的现实意义。

 

3.1.2铁水溶蚀指数

 

高炉炉缸部分被铁水溶蚀，伴有铁水环流的机械磨损。因此，钛化硅和钛化合物的铁水溶蚀指数与材料本身的侵蚀密切相关。一般情况下，砖衬热面与高温铁水接触后，会深入微气孔，随着温度的变化逐渐对砖衬产生剪切应力。当剪切应力达到临界值时，会破坏砖衬的力学性能。通过添加适当比例的硅粉和白刚玉，复合炭砖的铁水溶蚀指数优于微孔炭砖、超微孔炭砖、石墨砖等。，主要是因为白刚玉中存在不与高温铁水反应的物质。在振动成型过程中，可以减少碳与高温铁水的接触面积，从而达到提高钛基复合炭砖抗铁水溶蚀性能指标的目的。