一种中间包用镁质透气材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种中间包用镁质透气材料及其制备方法。其技术方案是：将镁砂细粉、镁铝尖晶石细粉、α‑Al2O3微粉、氢氧化铝、氟化铝、无水硫酸镁、添加剂、发泡剂、稳泡剂、减水剂和铝酸钙水泥混合，外加水，搅拌，浇注成型，固化，干燥，于1400～1600℃热处理，破碎，筛分，得到粒度不同的颗粒料A和颗粒料B。再将镁砂细粉、α‑Al2O3微粉、氟化铝、无水硫酸镁、增稠剂、减水剂和水混合，搅拌，得到料浆。然后将镁砂颗粒、颗粒料A、颗粒料B和料浆混合，搅拌，压制成型，干燥，于1500～1700℃热处理，得到中间包用镁质透气材料。本发明专利技术生产成本低，所制备的中间包用镁质透气材料的高温抗折强度大、透气性稳定、抗冲刷性能优异和使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种中间包用镁质透气材料及其制备方法
本专利技术属于镁质透气材料
具体涉及一种中间包用镁质透气材料及其制备方法。
技术介绍
高纯净钢生产技术的研究、开发及应用过程中，钢水在中间包中的净化工艺是提高钢水洁净度的关键环节。在中间包设置气幕挡墙，除了可有效去除钢水中的夹杂物，达到净化钢水的目的，还可以促进钢水温度和成份的均匀化。现有技术中，通常以浇注方式成型，在产品制备过程中置入固定在模具上的塑料带或金属管，工艺较复杂，且形成的气幕中的气泡较大；通过调节原料颗粒堆积来控制孔隙结构，同样存在气泡直径较大的问题，且产品强度较低、透气性不稳定。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术存在的缺陷，目的是提供一种生产成本低的中间包用镁质透气材料的制备方法，用该方法制备的中间包用镁质透气材料的高温抗折强度大、透气性稳定、抗冲刷性能优异和使用寿命长。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案的具体步骤是：第一步、将40～60wt％的镁砂细粉、1～10wt％的镁铝尖晶石细粉、1～10wt％的α-Al2O3微粉、1～10wt％的氢氧化铝、1～10wt％的氟化铝、1～10wt％的无水硫酸镁、1～5wt％的添加剂、1～5wt％的发泡剂、1～5wt％的稳泡剂、0.1～1wt％的减水剂和1～5wt％的铝酸钙水泥混合，得到混合料；再外加所述混合料10～20wt％的水，搅拌均匀，浇注成型，固化10～20小时，得到固化后的坯体。第二步、将所述固化后的坯体于90～120℃条件下干燥12～24小时，再于1400～1600℃条件下热处理5～7小时，得到预烧料；然后将所述预烧料破碎，筛分，得到粒度小于0.25mm的颗粒料A和粒度为0.25～1mm的颗粒料B。第三步、将30～50wt％的所述镁砂细粉、1～10wt％的所述α-Al2O3微粉、1～10wt％的所述氟化铝、1～10wt％的所述无水硫酸镁、1～10wt％的增稠剂、0.5～2wt％的减水剂和30～50wt％的水混合，搅拌均匀，得到料浆。第四步、将50～70wt％的镁砂颗粒、1～10wt％的所述颗粒料A、10～30wt％的所述颗粒料B和1～10wt％的所述料浆混合，搅拌均匀，在80～120MPa条件下压制成型，再于90～120℃条件下干燥12～24小时，然后于1500～1700℃条件下热处理5～7小时，得到中间包用镁质透气材料。所述镁砂细粉的MgO含量大于97wt％；所述镁砂细粉的粒度小于0.088mm。所述镁砂颗粒的MgO含量大于97wt％；所述镁砂颗粒的粒度为1～3mm。所述镁铝尖晶石：Al2O3含量为60～80wt％；SiO2含量小于0.4wt％；镁铝尖晶石细粉的粒度小于0.088mm。所述α-Al2O3微粉的Al2O3含量大于99wt％，所述α-Al2O3微粉的粒度小于0.01mm。所述氢氧化铝的Al(OH)3含量大于99wt％，所述氢氧化铝的粒度小于0.045mm。所述氟化铝的AlF3含量大于99wt％。所述无水硫酸镁的纯度大于99wt％。所述添加剂为氧化锌或为二氧化钛，所述添加剂的纯度大于99wt％，所述添加剂的粒度小于0.088mm。所述发泡剂为十二烷基苯磺酸钠或为十二烷基硫酸钠，所述发泡剂的纯度大于98wt％。所述稳泡剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠或为羧甲基纤维素钠。所述减水剂为六偏磷酸钠或为三聚磷酸钠，所述减水剂的纯度大于98wt％。所述铝酸钙水泥：Al2O3的含量大于65wt％，SiO2的含量小于0.5wt％，Fe2O3的含量小于0.3wt％。所述增稠剂为聚乙烯吡咯烷酮或为海藻酸钠。由于采用上述技术方案，本专利技术与现有技术相比具有如下积极效果：(1)本专利技术利用添加剂、镁铝尖晶石细粉、镁砂、氢氧化铝、α-Al2O3微粉和发泡剂等不同原料在不同温度条件下的反应性，预制的以方镁石和镁铝尖晶石为主的细晶结构颗粒料，具有多级通孔结构和高强度的特点。本专利技术混以预制的料浆，能确保镁砂细粉、α-Al2O3微粉、氟化铝、无水硫酸镁等均匀地分布于镁砂颗粒、预制的颗粒料A和预制的颗粒料B之间，结合热处理，既形成了细晶结合，也调节了组织结构。因此，制得的中间包用镁质透气材料具有较高的常温抗折强度。(2)本专利技术由于控制了不同特性原料间的高温反应过程，避免了杂质相的引入，且在预制的颗粒料A、预制的颗粒料B和镁砂颗粒之间形成了稳定的细晶粒镶嵌结构，因此，制得的中间包用镁质透气材料具有较高的高温抗折强度。(3)本专利技术利用不同种类原料的复合作用，以及不同原料间的颗粒粒度差异，制得的预制的颗粒料A、预制的颗粒料B和镁砂颗粒之间形成了不同尺度的通孔结构，在确保不同温度条件下机械强度较高的同时，赋予了中间包用镁质透气材料稳定的透气性。(4)本专利技术根据中间包用镁质透气材料的结构与性能特点，将制备过程分步控制，既调节了晶粒的生长与赋存状态，又控制了孔隙的形成与连通状态，实现了对材料结构和性能的巧妙控制。此外，本专利技术所采用的原料来源广泛，而且生产工艺简单、生产成本低。本专利技术制备的中间包用镁质透气材料的性能经检测：体积密度为2.5～2.9g/cm3，显气孔率为21～31％，常温抗折强度大于7MPa，高温(1400℃)抗折强度大于5MPa。本专利技术生产成本低，所制备的中间包用镁质透气材料具有高温抗折强度大、透气性稳定、抗冲刷性能优异和使用寿命长的特点。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。为避免重复，先将本具体实施方式所涉及的原料粒径统一描述如下，实施例中不再赘述：所述镁砂细粉的MgO含量大于97wt％；所述镁砂细粉的粒度小于0.088mm。所述镁砂颗粒的MgO含量大于97wt％；所述镁砂颗粒的粒度为1～3mm。所述镁铝尖晶石：Al2O3含量为60～80wt％；SiO2含量小于0.4wt％；镁铝尖晶石细粉的粒度小于0.088mm。所述α-Al2O3微粉的Al2O3含量大于99wt％，所述α-Al2O3微粉的粒度小于0.01mm。所述氢氧化铝的Al(OH)3含量大于99wt％，所述氢氧化铝的粒度小于0.045mm。所述氟化铝的AlF3含量大于99wt％。所述无水硫酸镁的纯度大于99wt％。所述添加剂为氧化锌或为二氧化钛，所述氧化锌和二氧化钛的纯度大于99wt％，所述添加剂的粒度小于0.088mm。所述发泡剂为十二烷基苯磺酸钠或为十二烷基硫酸钠，所述发泡剂的纯度大于98wt％。所述稳泡剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠或为羧甲基纤维素钠。所述减水剂为六偏磷酸钠或为三聚磷酸钠，所述减水剂的纯度大于98wt％。所述铝酸钙水泥：Al2O3的含量大于65wt％，SiO2的含量小于0.5wt％，Fe2O3的含量小于0.3wt％。实施例1一种中间包用镁质透气材料及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：第一步、将45～55wt％的镁砂细粉、5～10wt％的镁铝尖晶石细粉、1～5wt％的α～Al2O3微粉、5～10wt％的氢氧化铝、1～5wt％的氟化铝、1～10wt％的无水硫酸镁、1～5wt％的氧化锌、1～5wt％的十二烷基苯磺酸钠、1～5wt％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.1～1wt％的六偏磷酸钠和1～5wt％的铝酸钙水泥混合，得到混合料；再外加所述混合料15～20wt％的水，搅拌均匀，浇注成型，固化10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中间包用镁质透气材料的制备方法，其特征在于所述制备方法是：第一步、将40～60wt％的镁砂细粉、1～10wt％的镁铝尖晶石细粉、1～10wt％的α‑Al2O3微粉、1～10wt％的氢氧化铝、1～10wt％的氟化铝、1～10wt％的无水硫酸镁、1～5wt％的添加剂、1～5wt％的发泡剂、1～5wt％的稳泡剂、0.1～1wt％的减水剂和1～5wt％的铝酸钙水泥混合，得到混合料；再外加所述混合料10～20wt％的水，搅拌均匀，浇注成型，固化10～20小时，得到固化后的坯体；第二步、将所述固化后的坯体于90～120℃条件下干燥12～24小时，再于1400～1600℃条件下热处理5～7小时，得到预烧料；然后将所述预烧料破碎，筛分，得到粒度小于0.25mm的颗粒料A和粒度为0.25～1mm的颗粒料B；第三步、将30～50wt％的所述镁砂细粉、1～10wt％的所述α‑Al2O3微粉、1～10wt％的所述氟化铝、1～10wt％的所述无水硫酸镁、1～10wt％的增稠剂、0.5～2wt％的减水剂和30～50wt％的水混合，搅拌均匀，得到料浆；第四步、将50～70wt％的镁砂颗粒、1～10wt％的所述颗粒料A、10～30wt％的所述颗粒料B和1～10wt％的所述料浆混合，搅拌均匀，在80～120MPa条件下压制成型，再于90～120℃条件下干燥12～24小时，然后于1500～1700℃条件下热处理5～7小时，得到中间包用镁质透气材料；所述镁砂细粉的MgO含量大于97wt％，镁砂细粉的粒度小于0.088mm；所述镁砂颗粒的MgO含量大于97wt％，镁砂颗粒的粒度为1～3mm；所述镁铝尖晶石：Al2O3含量为60～80wt％，SiO2含量小于0.4wt％，镁铝尖晶石细粉的粒度小于0.088mm；所述α‑Al2O3微粉的Al2O3含量大于99wt％，α‑Al2O3微粉的粒度小于0.01mm；所述氢氧化铝的Al(OH)3含量大于99wt％，氢氧化铝的粒度小于0.045mm。...

【技术特征摘要】
1.一种中间包用镁质透气材料的制备方法，其特征在于所述制备方法是：第一步、将40～60wt％的镁砂细粉、1～10wt％的镁铝尖晶石细粉、1～10wt％的α-Al2O3微粉、1～10wt％的氢氧化铝、1～10wt％的氟化铝、1～10wt％的无水硫酸镁、1～5wt％的添加剂、1～5wt％的发泡剂、1～5wt％的稳泡剂、0.1～1wt％的减水剂和1～5wt％的铝酸钙水泥混合，得到混合料；再外加所述混合料10～20wt％的水，搅拌均匀，浇注成型，固化10～20小时，得到固化后的坯体；第二步、将所述固化后的坯体于90～120℃条件下干燥12～24小时，再于1400～1600℃条件下热处理5～7小时，得到预烧料；然后将所述预烧料破碎，筛分，得到粒度小于0.25mm的颗粒料A和粒度为0.25～1mm的颗粒料B；第三步、将30～50wt％的所述镁砂细粉、1～10wt％的所述α-Al2O3微粉、1～10wt％的所述氟化铝、1～10wt％的所述无水硫酸镁、1～10wt％的增稠剂、0.5～2wt％的减水剂和30～50wt％的水混合，搅拌均匀，得到料浆；第四步、将50～70wt％的镁砂颗粒、1～10wt％的所述颗粒料A、10～30wt％的所述颗粒料B和1～10wt％的所述料浆混合，搅拌均匀，在80～120MPa条件下压制成型，再于90～120℃条件下干燥12～24小时，然后于1500～1700℃条件下热处理5～7小时，得到中间包用镁质透气材料；所述镁砂细粉的MgO含量大于97wt％，镁砂细粉的粒度小于0.088mm；所述镁砂颗粒的MgO含量大于97wt％，镁砂颗粒的粒度为1～3mm；所述镁铝尖晶石：Al2O3含量为60～80wt％，SiO2含...

【专利技术属性】
技术研发人员：王周福，杨新帅，刘浩，王玺堂，马妍，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42