毕业实习铝碳、镁碳耐火材料生产.doc

第 1 页毕业实习报告（耐火材料）前言:毕业实习是材料科学与工程专业本科生必修课程之一；是学生理论联系实际的一次机会；是对教学的必要补充为了更好的掌握所学的专业知识并能够将这些知识融会贯通于实际工作中一、实习目的我参加了河南海格尔高温材料有限公司及南苑耐火材料有限公司的实习,生产实习的主要目的是：(1)使学生了解我国当前的耐火材料行业的发展趋势 (2)通过对生产车间，管理单位及部门的接触，使学生对耐火材料等无机非金属材料制品的整个生产工艺流程、常用设备、生产原材料的选用等有关情况，为毕业打下良好的基础3)实习期间学生到生产第一线，深入生产实际参加施工技术组织、施工管理及技术经济等方面的实际工作，培养学生理论联系实际的能力，锻炼学生的分析问题和解决问题的能力，并进一步巩固和深化所学的理论知识4)通过生产实习，密切接触工人师傅和工程技术人员，学习他们的优秀品质，使学生进一步培养自己的专业素质，明确自己的社会责任和历史使命二、实习时间：2011 年 3 月 三、实习地点：河南洛阳四、实习单位：河南海格尔高温材料有限公司 洛阳南苑耐火材料有限公司五、实习单位简介：5.1.1 河南海格尔高温材料有限公司第 2 页公司位于九朝古都——洛阳市，始建于 1992 年，是国家特种耐火材料研制和生产的骨干企业。

公司占地面积 70000 余平方米，总资产达 8000 余万元，现有职工 500 余人，年生产能力 3 万余吨，年产值超亿元该公司拥有鄂式破碎机、大型雷蒙磨、大中型混砂机、振动成型机、高吨位摩擦压力机等生产设备 30 余台；远红外电加热干燥窑 、隧道干燥窑、超高温窑、高温倒焰窑等烧成设备 20 余座公司精良的装备、先进的工艺技术、严谨科学的管理体系及当地得天独厚、质地纯正的矿产资源为生产优质耐火材料提供了良好的物质基础 公司产品覆盖钢包砖、滑板及滑动水口、透气砖、座砖、氮化硅结合碳化硅、不定形等六大系列5.1.2 洛阳南苑耐火材料有限公司洛阳南苑耐火材料有限公司（以下简称南苑公司）位于洛阳市涧西区秦岭南路，始建于 1993 年 10 月，是由洛阳耐火材料研究院和洛阳市涧西区工农乡南村合作兴建的股份制企业，主要生产冶金行业用连铸耐灰材料，年销售额3500 万元南苑公司自 1995 年被认定为河南省高新技术企业至今2002 年通过 ISO9001：2000 版验收南苑公司现有的连铸耐火材料生产线是国家耐火材料工程研究中心的连铸耐火成果验证线建厂以来共承担国家和地方科技攻关课题多项，共获得国家级科技进步三等奖一项，部级二等奖两项，部级三等奖两项，省级高新技术产品四项，国家级高新技术产品一项。

南苑公司是集科研、设计、生产为一体的专业生产冶金连铸耐火材料的科技型企业，其产品质量水平一直保持国内领先水平，个别产品达到国际领先水平南苑公司近 5 年来先后参与了宝钢不锈钢生产线、攀钢轨梁设计和建设，是宝钢、武钢、攀钢和天津钢管集团公司的战略供应商之一，尤其在特种钢、纯净钢、超纯净钢方坯与板坯连铸，以及石油管材、轨梁的连铸领域享有很高第 3 页的声誉5.2 河南海格尔高温材料有限公司及南苑耐火材料有限公司主要产品海格尔高温材料有限公司（以下简称海格尔）主要的产品有镁碳耐火材料，铬刚玉质、刚玉尖晶石质透气砖，此外还有氮化硅结合碳化硅，不定型耐火材料等洛阳南苑耐火材料有限公司要生产冶金行业用连铸耐灰材料六 镁碳耐火材料生产工艺6.1 镁碳耐火材料定义以氧化镁和碳为主要成分的耐火材料含氧化镁 60%～90%，碳10%～40%具有优良的抗渣侵蚀性、熔渣渗透性、热震稳定性和导热性显气孔率为 3%～10%采用高纯镁砂粉粒、碳素材料（包括石墨）和焦油沥青或树脂等为原料，经配料、热混、成型后，再经 300℃左右或 1000℃以上焙烧而成为抑制砖中的碳的氧化，常添加铝、硅、镁等金属或氮化硼，加入量不超过5%。

主要用于炼钢氧化转炉的炉衬、出钢口，高功率电炉炉墙热点部位，以及炉外精炼炉内衬、盛钢桶渣线部位等6.2 镁碳耐火材料原料选择镁碳砖是以电熔镁砂、石墨、结合剂和金 属添加物等为原料经粉碎、配料、混炼、成型 和干燥而制得的不烧制品制品的性能及使用 效果与原料的状况有紧密的关系，而制品的成本构成与原料的状况亦有不可分割的联系．现将镁碳砖生产所用原料的选择原则分别介绍如下 ： 6.2.1 镁砂的选择 制备镁碳砖一般认为选用 电熔镁砂效果好，对它的要求是：( 1 )颗粒结晶完整，方镁石晶间呈多角形直接结合，组织均匀，晶粒壮大 ，体积密度大，这样可以减少制品在高温下的失重，有利于提高 MgO 颗粒第 4 页在高温下与石墨共存的稳定性 2 ) 结晶稳定， 孔隙度小， 这样在高温还原气氛条件下发生化学反应 ( MgO+C—Mg +CO)时对 MgO 的气化有抑制和减 缓作用，有利于提高制品的耐渣蚀性能 ( 3 )纯度高 ，这样可以降低方镁石晶体被硅酸盐分割的程度 ，减少熔渣对晶界渗透的侵蚀速度 ，有利于提高制品的高温性能同时在镁碳砖使用中随着温度的升高所生成的低熔点层增厚 ，在 1 6 0 0 ℃以上时聚集的杂质开始向砖外挥发 ， 使砖组织劣化 ， Mg O 含量越高，这种效应越步。

一般选用一、二级电熔镁砂为原料，其化学成分表 1 电熔镁砂的化学成分6.2.2 石墨的选择 石墨的种类和纯度对镁碳砖的性能影响十分敏感，一般认为石墨纯度愈高 ．砖的高温强度愈高，抗氧化性愈好但纯度太高，石墨价格昂贵，经济上又不合理 ．所以纯度选择要适度，目前一般选用固定碳含量为 9 4～9 6 ％的另外石墨的形状与粒度影响石墨的氧化速度 ，一般来说选择结晶发育比较完整 ，高温性能良好的天然磷片状． 粒度 0-100 目的石墨比较好石墨鳞片较大时镁碳砖的抗剥落性和抗氧化性好，可以提高砖的抗侵蚀性能使用过程中，砖内都形成较强的还原气氛，能还原炉渣中的铁氧化物，提高其牯性，减少其渗透．目前国内山东南墅的石墨和黑龙江柳毛的石墨较好 ，其性能指标如表 第 5 页2 所示 表 2 石墨的性能指标6.2.3 结合剂的选择 镁碳砖的结合剂是影响镁碳砖质量好坏的 关键原料．一般采用 841 型热塑性酚醛树脂和 RPF — A 或 B 型热固性酚醛树脂为液体结合剂 ，采用特种沥青为固体结合剂 作为液体结合剂 应具备以下条件 ( 1 )室温下具有一定的粘度和流动性镁砂和石墨能很好的浸润，无时效现象；( 2 )在热处理过程中要能进一步聚合，使制品具有较高的强度； ( 3 )在热 处理过程中制品不应产生过大的体积膨胀或收缩，以免产生裂纹； ( 4 )制品在升温焦化过程中有较高的残碳量，同时焦化以后的碳素聚合体有良好的高温强度。

作为固体结台剂应具备下列条件： ( 1 ) p 树脂含量高， 以便能很好地浸润镁砂和石墨，提高制品的高温性能和使用效果 ( 2 )软化点高，以便粉碎时不堵塞设备一 ( 3 )残碳率高，可以提高制品的高温结合强度 ，而且可以相应减少石墨用量． 841 热塑性酚醛树脂结合剂和 RPF— A 或 B 热固性酚醛树脂结合剂的质量第 6 页指标如表 3 所示 表 3 镁碳砖液体结合剂的质量指标6.2.4 金属添加物的选择 近年来的研制表明，氧化脱碳是镁碳砖损毁的主要因素．为了提高砖的抗氧化性 能和高温抗折强度．除了从镁砂和石墨的纯度和结晶状态严格控制之外 ， 另一个途径是向砖中添加抗氧化剂 作为镁碳砖抗氧化剂的重要成分一般有金属硅、金属铝和碳化硅等 研究指出：向砖中添加金属之所以能提高砖的抗氧化性及高温抗折强度，主要由于：1.金属和氧具有较强的结合力．能优先于碳而被氧化2.金属氧化后形成金属氧化物，低了砖的气孔率 ，阻止了炉渣的侵入3.金属和碳能在较低的温度下反应生成强度较高的金属碳化物 I4.当 Al 和 Si 同时加入时，在高温下其相应的氧化物相互结合，形成硅铝尖晶石 ，使砖获得部分 陶瓷结合 ．当金属添 加剂 适量 时 ，砖的高温抗折强度可 以提高两倍以上．研究还指出向镁碳砖中同时加入 Al 、s i 时，能显著提高砖的高温强度。

表 4 金属添加物的性能指标第 7 页6.3 生产工艺过程 6.3.1 镁质耐火材料生产工艺流程（1）粗碎：原料仓粗分，拣料由天车给料颚式破碎机粗碎（2）细碎：后经由皮带传送圆锥破碎机中级细碎 斗式提升（3）筛分：机械振动筛粒径不合格部分即筛上料，合格部分即筛下料筛上料经皮带送回再次破碎，部分种类筛下料还需进行球磨机细磨4）配料：配料室，配料小车，天车（5）搅拌：湿碾机 混合碾压均匀 （6）压砖机机台料斗 （7）摩擦压砖机（8）检查合格后（合格尺寸，无缺陷）（9）烘干窑 热量来自烧成带余热；排出自由水；提高成品率（10）合格砖坯 根据砖的种类确定 装车（11）装窑车 隧道窑 烧成砖（12）成品 检验合格(13)包装运输第 8 页电熔镁砂块料经颚式破碎机租碎，然后由对辊机破碎，经提升机到振动筛筛分 ，筛上部分作为镁砂骨料，筛下部分再送到球磨机进行粉碎 ，制成筒磨细粉，骨料及筒磨粉的粒度组成如表 5 所示 ： 表 5 镁砂骨料及筒磨粉的粒度（mm）组成，％因石墨、沥青固体结合剂、固化剂和金属添加物的加入量少， 为使其在泥料中混合均匀，故事先应按比例经过预粉碎和璜混合后作为黑料细粉分袋包装。

各种原料之间的配比如表 6 所示表 6 镁碳砖各原料配比 第 9 页将经过预热的镁砂骨料 、镁砂细粉，预处理后的黑料细粉和液体结合剂送到混炼机进行混炼 ，泥料混炼后在 800t 或 1O00t 的摩擦压砖机上成型， 成型后送到隧道干燥窑进行热处理 ，干燥温度为 150-250 ℃．干燥时间为 2 4 h 经干燥处理后的产品按外形尺寸标准和规定的理化指标进行检验 ，合恪的产品按不同编号分类入库 7 铝碳砖7.1 铝碳砖定义：以 Al2O3和 C 为主要成分的含 Al2O335％～85％，含 C 7％～35％的耐火材料可分为烧成砖和不烧砖两大类 铝碳砖耐火度高，化学稳定性良好，耐侵蚀如在配料中添加 ZrO2，能获得良好的抗热震性含 Al2O3 72％～85％、C 7％～8％的烧成铝碳砖的耐压强度可达110～120MPa，1400℃抗弯强度达 25MPa；含Al2O335％～46％、C+SiC30％～37％的烧成铝碳砖的耐压强度为 21～28MPa 铝碳砖主要用作滑动水口滑板、连铸中间包整体塞棒等，也可用作铁水预处理用包衬和盛钢桶内衬等7.2 铝碳砖生产工艺：工艺流程：铝碳滑板的制造工艺流程如图。

该系列产品以铝矾土熟料，刚玉，石墨为主要材料，参入多种微分添加剂，具有微孔指标好，抗碱性能优良，导热系数高等优点按制造工艺的不同可将铝碳砖分为烧成铝碳砖和不烧铝碳第 10 页砖1） 原料：烧结刚玉、电熔刚玉、烧结刚玉－莫来石、合成莫来石、鳞片石墨、碳黑、硬质沥青和添加剂氧化铝原料（粗中细）碳素原料(石墨、碳黑)添加物（Si、Al、SiC）结合剂混混 合合成型还原烧成油浸热处理机加工成品图 1 滑板制造工艺流程影响烧成铝碳滑板质量的因素刚玉抗侵蚀性能好，但膨胀系数比莫来石高；一定数量的莫来石有利于提高滑板的热震稳定性，但随着 SiO2含量的提高，滑板的抗侵蚀性能下降因此烧成铝碳滑板中 SiO2一般控制在 5~12%内，合成莫来石加入量最多不超过30％碳素原料对滑板的抗侵蚀性能和热震稳定性有重大的影响碳含量在 10％时，抗侵蚀性能最好；随着碳量的增加，抗热震性明显提高；碳黑属非晶质碳素，易于 Si 反应，在钢中难于。