高爐高性能復合炭磚的制備

 

2.2添加糊料中的添加劑

 

經過進一步試驗，發現采用原有的碳磚制備方法，微粉級物料混合后會結塊，各種添加劑比例較大，不利于形成性能穩定的物料球。在糊料中加入添加劑的方法進行一定調整后，總結出以下兩種測試方法:一是采用包裹和預分散的方法，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驗確定的比例混合。原料成型后，將毛坯高溫烘烤，然后將干燥的毛坯粉碎，終形成顆粒較細的粉末。該方法能有效減少高溫熱處理時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題，從根本上避免高溫熱處理后產品性能的諸多缺陷，保證各項性能指標的優異性。

 

2.3碳磚成型工藝

 

高爐鈦基復合炭磚主要采用振動成型。通過反復測試振動時間、幅度、頻率和進料方式，測試真空度、激振力等參數，明確制備鈦基復合炭磚的過程，從根本上保證了炭磚內部結構的均勻性。同時也要注意高溫處理時的溫度設定可以利用焙燒曲線明確適合鈦基復合炭磚制備的工藝參數，保證炭磚的各項性能指標符合預期設想。

 

 

 

分析測試結果

 

通過對以往研究的分析，充分發揮炭磚結構的高導熱性，可以獲得性能水平較高的冷卻系統，但抗鐵水溶蝕性較差，而陶瓷杯結構的耐腐蝕性可以將鐵水與炭磚分開，但冷卻效果較低。鈦基復合炭磚的研制，兼顧炭磚和陶瓷杯的優點，對于延長高爐壽命具有重要意義。

 

3.1理化指標

 

3.1.1耐爐渣侵蝕

 

高爐渣開始形成時，FeO質量分數相對較高，會對爐缸中使用的耐火材料造成很強的侵蝕。如果爐缸中使用耐渣侵蝕性差的耐火材料，會進一步侵蝕相應部位的磚襯，對高爐壽命影響很大。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會發生氧化反應，產生的物質不斷融入爐渣中，從而腐蝕爐襯，而白剛玉、鈦化合物、基質炭等各種耐火材料的優勢互補，可以有效減少只添加在白剛玉中的添加劑對爐襯的腐蝕，碳不與爐渣中的氧化物反應，使鈦基復合炭磚具有良好的耐腐蝕性和耐鐵水溶性。此外，復合炭磚的導熱系數會隨著溫度的增加而增加。與單一耐火材料相比，在相同的振動頻率下會產生較高的導熱系數，這對優化高爐爐缸和爐底性能具有重要的現實意義。

 

3.1.2鐵水溶蝕指數

 

高爐爐缸部分被鐵水溶蝕，伴有鐵水環流的機械磨損。因此，鈦化硅和鈦化合物的鐵水溶蝕指數與材料本身的侵蝕密切相關。一般情況下，磚襯熱面與高溫鐵水接觸后，會深入微氣孔，隨著溫度的變化逐漸對磚襯產生剪切應力。當剪切應力達到臨界值時，會破壞磚襯的力學性能。通過添加適當比例的硅粉和白剛玉，復合炭磚的鐵水溶蝕指數優于微孔炭磚、超微孔炭磚、石墨磚等。，主要是因為白剛玉中存在不與高溫鐵水反應的物質。在振動成型過程中，可以減少碳與高溫鐵水的接觸面積，從而達到提高鈦基復合炭磚抗鐵水溶蝕性能指標的目的。