本发明专利技术涉及一种用纳米ＡＬ↓［２］Ｏ↓［３］薄膜包裹的碳－铝尖晶石耐火浇注料及其制备方法，此含碳浇注料首先是将水合氧化铝、碳粉和水的混合物放入高速冲击混合搅拌机中进行涂覆加工处理，经过高速冲击处理使它们彼此发生强烈的冲击和碰撞，导致形成了碳和氢氧化铝的复合溶胶悬浮液，并使氢氧化铝被强烈地吸附在碳的表面上，实现了用氢氧化铝涂覆碳粉的制作工艺，然后将这种复合溶胶悬浮液直接加入到混合料中，通过控制氢氧化铝溶胶向凝胶的转化过程来制备氧化铝凝胶涂层，从而形成了全覆盖、无裂纹、高强致密的氧化铝包裹层；在浇注料混合搅拌过程中，基质粉料中氧化镁粉和混合水发生水化反应，生成氢氧化镁溶胶，它与氢氧化铝溶胶悬浮液通过原位合成反应，形成了碳－铝镁尖晶石的纳米结构基质，制成了本发明专利技术的碳－铝尖晶石耐火浇注料。
【技术实现步骤摘要】
纳米ALA薄膜包裹的碳-铝尖晶石耐火浇注料及其制备方法
本专利技术属于耐火材料
，尤其涉及一种炼钢二次精炼整体钢包用纳米氧化铝薄膜 包裹的碳-铝尖晶石耐火浇注料及其制备方法。 随着洁净钢产量的增加，二次精炼技术的应用也越来越普遍，为了跟上洁净钢发展歩伐， 二次精炼技术得到了快速发展。LF炉外精炼法是目前国内外采用较多的一种精炼方法，其内 衬材料采用镁碳砖或铝镁碳砖砌筑钢包是目前精炼钢包较为普遍的一种形式。采用含磷片状 石墨的镁碳砖是一种性能优良的耐火材料，在钢包中得到广泛应用。但是，最近几年在炼钢过程中使用镁碳砖出现了一些问题磷片状石墨高的导热率引起隔热效果下降，从而造成热 损失率增加，导致钢包炉壳变形和使用寿命降低；镁碳砖中的碳会进入钢水中造成钢水增碳， 尤其是在钢水二次精炼后，严重影响钢水质量，因此，钢铁行业强烈要求降低镁碳砖中的碳 含量，为此，研究人员正在重点开发碳含量少于5%的新型镁碳砖。通过使用纳米级碳颗粒及 混合碳黑，能够将传统结构基质改变为纳米结构基质，成功地丌发出了具有高抗热震性、高 耐侵蚀性及较好隔热性能的Mg0包裹的镁碳砖。。在镁碳砖和铝碳砖的研究发展基础上，研究开发了铝 镁碳砖和铝尖晶石碳砖，并且在精炼钢包中得到了普遍应用。但是，铝镁碳砖在二次精炼炉 中使用，其使用寿命普遍不高，存在着使用寿命偏低的问题。太钢第四炼钢厂180t精炼钢包 原设计包壁使用镁铝碳砖、包底用铝尖晶石碳砖，其一次平均使用寿命为75炉次左右；渣线 用镁碳砖， 一次性平均使用寿命为45炉次左右，这个使用寿命水平，在国内LF精炼钢包中 使用是很有代表性的水平。另一方面，采用铝镁碳砖和镁碳砖砌筑钢包，还存在施工时间长、 劳动强度大、容易造成钢水污染等问题。所以，与二次精炼技术发展不相适应，不能满足二 次精炼技术发展要求。与定型耐火制品相比，不定形耐火浇注料在生产、劳动生产率、施工 效率、材料消耗、改善施工条件、节约能源等方面的优点，在国内外都得到了迅速发展。近年来，由于优质高性能原料的出现，各种高新技术的引用，机械化新的施工方法的应用使耐 火浇注料在材质、品种、施工和应用等方面得到了迅速发展。用耐火浇注料代替耐火制品， 即使在一些极端的条件下使用也能够完全胜任，因此对耐火浇注料性能和使用要求越来越高， 所以采用高材质、高质量耐火浇注料浇注的整体精炼钢包成为二次精炼钢包用耐火材料的主 要发展方向。目甜在国内外，特别是在日本，普遍采用耐火浇注料整体钢包技术，在整体内衬使用材质 方面广泛使用铝镁浇注料和铝-尖晶石浇注料，从浇注料材质方面考虑，.闩本钢包用浇注料， 基本上适应了二次精炼整体钢包使用要求。但是，随着精炼钢种的增加，二次精炼钢的应用 也越来越普遍，目前广泛使用的这种类型的浇注料自身在性能上还存在一些缺点，比如包壁 用铝镁浇注料闲渣渗透性差引起的化学侵蚀和结构剥落损坏；包底用铝-尖晶石浇注料K抗热 震性，特别是抗渣渗透性不适应要求引起的裂纹和剥落损毁，都是严重影响精炼钢包使用寿 命的主要原因，所以从材质方面仍然显示出钢包使用寿命与精炼技术发展要求不相适应的局 面。[Mitsuo Sugawara 日本浇注料技术的最新进展，第九届联合国际耐火材料学术会议(UNTECR ' 05)论文选译"国外耐火材料科技的最新进展"P303-309]。碳具有不易被钢水和熔渣所湿润、低的热膨胀性、高的导热率以及在高温下长期使用不 会发生软化，所以将碳加入到以氧化物为主的耐火浇注料中，能使结构和性能得到根本改善。 因此，目前含碳浇注料的研究与开发己成为国内外耐火材料行业中-个十分观注的热点课题。 然而，在含碳浇注料的生产与应用中，仍然存在一系列的难题，诸如碳的润湿性和分散性 差的问题；碳源和高效防氧化剂的选择问题；高温下的氧化问题；氧化物与碳之间在热力学 上是不稳定的，产生氧化还原反应而导致组织结构劣化问题；碳的亲水性、流变性、用水量 等问题，这些问题都已成为制约含碳浇注料进一步发展和应用的重大难题。因此，直到目前 含碳浇注料仍未进行工业化大生产和在二次精炼中得到实际应用，所以如何解决这些问题， 研发出纳米ALA薄膜包裹的碳-铝尖晶石耐火浇注料是炼钢二次精炼技术发展的关键问题。本专利技术目的提供一种具有优异的抗钢水和熔渣侵蚀性、抗渣渗透性、抗热震性、高温体积稳定性、抗高温蠕变性以及较好的隔热性能，它是以纳米ALA包裹的碳-铝尖晶石耐火浇 注料及其制备方法。在二次精炼LF中应用，解决目前含碳浇注料在生产和使用中存在的各种 难题，以满足二次精炼技术发展要求，为钢铁工业提供最佳服务。为实现上述目的，本专利技术所采取技术方案主要包括两项主要
技术实现思路
其一是涂覆材料 的选择及其涂覆工艺制备方法。方案中是采用纳米ALA作为涂覆材料，它是以水合氧化铝为 起始原料，采用溶胶一凝胶工艺，通过水合氧化铝的水化反应制成氢氧化铝溶胶悬浮液，这 种溶胶悬浮液与碳粉一起放入高速冲击搅拌机中(1500 2000转/分钟)进行涂覆工艺加工 处理，经过高速冲击和碰撞，导致形成氢氧化铝溶胶被强烈地吸附在碳粉表面上，实现了用 氢氧化铝溶胶涂覆碳粉的制作工艺，然后将这种复合溶胶液直接加入到混合料中，通过控制 氢氧化铝溶胶向凝胶的转化过程来制备氧化铝凝胶涂层，从而形成了全覆盖、无裂纹、高强 致密的氧化铝包裹层。其二是碳-铝尖晶石纳米结构基质的形成过程，它是在浇注料混合和搅 拌过程中，基质粉料中的氧化镁粉和混合水发生水化反应，生成氢氧化镁溶胶，它与氢氧化 铝溶胶悬浮液通过原位合成反应，形成了碳-铝镁尖晶石的纳米结构基质，制成了本专利技术的碳 -铝尖晶石耐火浇注料。本专利技术纳米ALA薄膜包裹的碳-铝尖晶石浇注料是采用以下配料制备的。 配料中各组分的重量百分含量是骨料加入量为67—73%,基质粉料加入量为27—33%。 骨料配料组成特级矾土熟料33-50%，其中10-25 mm大颗粒为25-35%, 5-10腿颗粒料为7-14%: 亚白刚玉或棕刚玉3-5mm， 5-12%;铝镁尖晶石1-3mm， 0-8%; 0.卜lram, 6-10%; 电熔白刚玉或板状刚玉l-3mm， 0-10%; 0, 1_1腿，5-12%; 基质粉料组成纯铝酸钙水泥2-4%;硅灰0.5-2%;白刚玉或板状刚玉《44m为5-14%;煅烧镁石《44Mm， 0-5%;电熔镁砂0-5%; 铝镁尖晶石《44刚，0-12%; 煅烧工业a -AL203超细粉《4Mm为0-5%; 活性氧化铝超细粉《2Wn为1-5%; 碳粉D5。二2.6陶，3-5%;碳化硅2-4%; 金属铝粉0-0.5%;金属硅粉0.5-2.5%;氢氧化铝溶胶液以干料量计2-4%;稀释剂和分散剂(外加)0. 1_0. ;六偏磷酸钠、三聚磷酸钠，外加O-O. 35%;有机乙二醇、丁醇类分散剂外加0-0. 35%,水(补加)0-1%.配料中所述的碳粉是采用焦粉为碳源，粒度2Mm，它的最人特点是解决了使用片状石墨 为碳源所存在的稀释性、润湿性、分散性、流动性差和用水量多的难题。碳粉与氢氧化铝溶 胶悬浮液通过化学吸附和溶胶结合作用，实现了致密结合，并且使含碳浇注料的粘性大大降 低，流动性大大提高，用水量降至最低，达到与不加碳的铝-尖晶石浇本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种纳米ＡＬ↓［２］Ｏ↓［３］薄膜包裹的碳－铝尖晶石浇注料及其制备方法，其特征在于含碳浇注料配料组成的质量百分比是由６７－７３％的骨料和２７－３３％的基质粉料组成，其中骨料配料为：特级矾土熟料：３３－５０％，其中１０－２５ｍｍ大颗粒为２５－３５％，５－１０ｍｍ颗粒料为７－１４％；亚白刚玉或棕刚玉３－５ｍｍ颗粒料为５－１２％；电熔白刚玉或板状刚玉：６－１６％，其中１－３ｍｍ颗粒料为０－１０％，０．１－１ｍｍ颗粒料为５－１２％；铝镁尖晶石：６－１４％，其中１－３ｍｍ颗粒料为０－８％，０．１－１ｍｍ颗粒料为６－１０％；基质粉料为：铝镁尖晶石粉：≤４４μｍ为０－１２％；白刚玉或板状刚玉：≤４４μｍ为５－１４％；煅烧α－ＡＬ↓［２］Ｏ↓［３］超细粉≤４μｍ为０－５％：活性ＡＬ↓［２］Ｏ↓［３］超细粉：≤２μｍ为１－５％；煅烧ＭｇＯ≤４４μｍ为０－５％；电熔ＭｇＯ，０－５％；碳粉Ｄ↓［５０］＝２．６μｍ，３－５％；碳化硅粉：２－４％；金属硅粉：０．５－２．５％；金属铝粉：０－０．５％；纯铝酸钙水泥：２－４％；硅灰：０．５－２％；纳米氢氧化铝溶胶悬浮液以干料量计：２－４％；六偏磷酸钠、三聚磷酸钠，外加：０－０．３５％；有机乙二醇、丁醇类分散剂外加：０－０．３５％，水外加：０－１％。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高树森，
申请(专利权)人：高树森，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]
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