一种抗氧化含碳耐火制品的制备方法技术

本发明专利技术涉及耐火制品制备技术领域，具体涉及一种抗氧化含碳耐火制品的制备方法。本发明专利技术通过钛酸酯偶联剂和碳酸钠对硅藻土和钙基膨润土的双重改性，在微生物的自交联作用下分解桃胶，桃胶的加入增强了改性混合粉末与耐火制品坯体中其他成分的粘性，形成了致密性的耐火制品。加入铝粉和碳酸硅进行反应，铝粉扩散到耐火材料表面形成氧化铝保护层，有助于提高耐火材料的高温强度。碳酸硅与一氧化碳气体反应，提高了含碳耐火制品的致密度，进一步提高了含碳耐火制品的抗氧化能力。在耐火制品涂抹自制混合涂料，抑制了碳的氧化并形成较好的屏蔽作用，从而提高含碳耐火制品的抗氧化，可有广泛的使用前景。

Preparation of a kind of antioxidant carbon containing refractory products

The invention relates to the technical field of the preparation of refractory products, in particular to a preparation method of an antioxidant carbon containing refractory product. The present invention by titanate coupling agent and sodium carbonate on diatomite and bentonite double modification in self crosslinking under the action of microbial decomposition of peach gum, peach gum was improved by adding other ingredients modified mixed powder and refractory product blank in viscous, formed the fire resistant products compactness. The aluminum powder and silicon carbonate are added to the reaction. The aluminum powder diffuses to the surface of the refractories to form the alumina protection layer, which helps to improve the high temperature strength of the refractories. The reaction between carbon monoxide and carbon monoxide gas improves the density of carbon containing refractory products, and further improves the antioxidant capacity of carbon containing refractory products. The application of self-made mixed coatings on refractory products can inhibit the oxidation of carbon and form a good shielding effect, thereby improving the oxidation resistance of carbon containing refractory products, and has wide application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种抗氧化含碳耐火制品的制备方法
本专利技术涉及耐火制品制备
，具体涉及一种抗氧化含碳耐火制品的制备方法。
技术介绍
耐火制品，就本专利技术的意义而言特别指具有在600℃以上的使用温度的耐火陶瓷制品，且优选是依据DIN51060的耐火材料，即具有>SK17的示温锥当量的材料。该示温锥当量的测定可特别依据DINEN993-12:1997进行。耐火制品主要包括：粘土质和高铝质耐火制品、耐火纤维、耐火混凝土、碳化硅耐火材料等。配料是指由一种或更多种组分形成的组合物，由该组合物借助热处理，特别是借助烧制或熔融方法可制备耐火制品。耐火制品在其应用期间通常暴露于高温下的侵蚀性液体和气体，耐火配料是高温
的基础材料。应用的部门甚为广泛，主要应用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域，其中应用最为普遍的是在各种热工设备和高温容器中作为抵抗高温作用的结构材料和内衬。在钢铁冶金工业中，炼焦炉主要是由耐火材料构成的。炼铁的高炉及热风炉、各种炼钢炉、均热炉、加热炉等都绝不可缺符合要求的各种耐火材料。不仅钢液的模铸要消耗大量耐火材料，连铸更需要一些优质耐火材料。炉外精炼没有优质品种的耐火材料也无从实现。统计结果表明，钢铁工业是需要耐火材料最多的部门，约占耐火材料总产量的60％。有色金属的火法冶炼及其热加工也离不开耐火材料。建材工业及其他生产硅酸盐制品的高温作业部门，如玻璃工业、水泥工业、陶瓷工业中所有高温炉窑或其内衬都必须由耐火材料来构筑。其他如化工、动力、机械制造等工业高温作业部门中的各种焙烧炉、烧结炉、加热炉、锅炉以及其附设的火道、烟囱、保护层等都必需耐火材料。总之，当某种构筑物、装置、设备或容器在约1000以上高温下使用、操作时，因可能发生物理、化学、机械等作用，使材料变形、软化、熔融，或被侵蚀、冲蚀，或发生崩裂损坏等现象，不仅可能使操作无法持续进行，使材料的服役期中断，影响生产，而且污染加工对象，影响产品质量，故必须采用此种具有抵抗高温作用的耐火材料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前含碳耐火制品都有易氧化的缺陷，提供了一种抗氧化含碳耐火制品的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：一种抗氧化含碳耐火制品的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取12～20g硅藻土和10～16g钙基膨润土混合研磨粉碎，研磨后得到混合粉末，将混合粉末和钛酸酯偶联剂201混合搅拌，得到混合物，继续向混合物中加入混合物质量6%的桃胶和混合物质量0.8%的污泥，装入发酵罐中，密封发酵，发酵结束后，取出发酵产物，用去离子水对发酵产物冲洗，冲洗后再加入6～8g碳酸钠和12～20mL去离子水混合搅拌后，即为改性混合粉末，备用；（2）按重量份数计，分别称取石墨、碳酸硅、改性混合粉末、沥青、铝粉、亚硫酸和糊精混合置于混炼机中混炼，得到混炼浆料，将混炼浆料放入挤压机中挤压成泥段，将泥段自然干燥，再放入焙烧炉中，在一氧化碳的保护下焙烧，得到自制含碳耐火制品坯体；（3）称取6～8g硼砂、5～7g二硅化钼、3～5g碳化硼、2～4g氧化铝和2～4g白糖混合研磨后过100目筛，收集过筛粉末，将12～16g过筛粉末放入带有8～10mL柠檬酸、3～5mL硼酸和10～12mL去离子水的烧杯中混合搅拌，得到自制混合涂料；（4）向上述的自制含碳耐火制品坯体表面涂抹自制混合涂料，涂抹后放入烘箱中烘干，烘干后再放入烧结炉中烧结，出料，即得抗氧化含碳耐火制品。步骤（1）所述的研磨粉碎时间为8～12min，混合粉末和钛酸酯偶联剂201的质量比为3：1，混合搅拌时间为6～8min，发酵温度为35～50℃，发酵时间为11～13天，冲洗次数为5～7次，搅拌时间为12～16min。步骤（2）所述的按重量份数计，分别称取10～16份石墨、12～14份碳酸硅、5～7份改性混合粉末、6～8份沥青、3～5份铝粉、1～3份亚硫酸和2～4份糊精，混炼温度为70～80℃，混炼时间为20～30min，干燥时间为1～2h，焙烧温度为1200～1400℃，焙烧时间为2～4h。步骤（3）所述的研磨时间为20～30min，搅拌时间为30～50min，涂抹量为1.2～1.6g/cm2。步骤（4）所述的涂抹量为1.2～1.6g/cm2，涂抹厚度为0.3～0.5mm，烘干温度为100～120℃，烘干时间为8～10h，烧结温度为800～900℃，烧结时间为3～5h。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术通过钛酸酯偶联剂和碳酸钠对硅藻土和钙基膨润土的双重改性，并在微生物的自交联作用下分解桃胶，其中桃胶具有粘性以及硅藻土和钙基膨润土是耐火物质，增强改性混合粉末与耐火制品坯体中其他成分的粘性，形成了致密性的耐火制品，从而提高含碳耐火制品的抗氧化性能，并通过加入铝粉和碳酸硅这些抗氧添加剂，在反应条件下，其中铝粉和碳酸硅与氧气的亲和力大于碳与氧气的亲和力，使碳后发生氧化，由于铝粉扩散到氧分压较高的耐火材料表面，氧化后可形成氧化铝保护层，阻止氧对含碳耐火制品中碳的进一步氧化，同时生成的氧化铝还会在含碳耐火制品中形成晶须和板状结晶状物质，从而有助于提高耐火材料的高温强度，其中碳酸硅与一氧化碳气体反应还原为碳，并且反应生成的固相使含碳耐火制品产生明显的体积膨胀，使气孔阻塞，提高了含碳耐火制品的致密度，进一步提高了含碳耐火制品的抗氧化能力；（2）本专利技术在自制耐火制品涂抹带有硼砂、二硅化钼、碳化硼、柠檬酸、硼酸等混合而成自制混合涂料，随着这些反应的进行，碳化硼颗粒附近的气压下降，周围环境中的一氧化碳气体向碳化硼颗粒表面扩散继续反应，生成的可反应的气体会向周围扩散，再与周围的一氧化碳气体继续反应，使一氧化碳气体还原，从而可抑制碳的氧化，硼砂和二硅化钼与碳基体的热膨胀系数相近且具有较好的化学相容性，它们还应具有低透气率，有利于阻止氧气的侵入以及碳向外扩散，形成较好的屏蔽作用，起到更好的抗氧化效果，从而提高含碳耐火制品的抗氧化性能，可有广泛的使用前景。具体实施方式称取12～20g硅藻土和10～16g钙基膨润土混合研磨粉碎8～12min，研磨后得到混合粉末，按质量比为3：1将混合粉末和钛酸酯偶联剂201混合搅拌6～8min，得到混合物，继续向混合物中加入混合物质量6%的桃胶和混合物质量0.8%的污泥，装入发酵罐中，在35～50℃下密封发酵11～13天，发酵结束后，取出发酵产物，用去离子水对发酵产物冲洗5～7次，冲洗后再加入6～8g碳酸钠和12～20mL去离子水混合搅拌12～16min后，即为改性混合粉末，备用，按重量份数计，分别称取10～16份石墨、12～14份碳酸硅、5～7份改性混合粉末、6～8份沥青、3～5份铝粉、1～3份亚硫酸和2～4份糊精混合置于混炼机中在70～80℃下混炼20～30min，得到混炼浆料，将混炼浆料放入挤压机中挤压成泥段，将泥段自然干燥1～2h，再放入焙烧炉中，在一氧化碳的保护下，以1200～1400℃的温度焙烧2～4h，得到自制含碳耐火制品坯体，称取6～8g硼砂、5～7g二硅化钼、3～5g碳化硼、2～4g氧化铝和2～4g白糖混合研磨20～30min后过100目筛，收集过筛粉末，将12～16g过筛粉末放入带有8～10mL柠檬酸、3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗氧化含碳耐火制品的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取12～20g硅藻土和10～16g钙基膨润土混合研磨粉碎，研磨后得到混合粉末，将混合粉末和钛酸酯偶联剂201混合搅拌，得到混合物，继续向混合物中加入混合物质量6%的桃胶和混合物质量0.8%的污泥，装入发酵罐中，密封发酵，发酵结束后，取出发酵产物，用去离子水对发酵产物冲洗，冲洗后再加入6～8g碳酸钠和12～20mL去离子水混合搅拌后，即为改性混合粉末，备用；（2）按重量份数计，分别称取石墨、碳酸硅、改性混合粉末、沥青、铝粉、亚硫酸和糊精混合置于混炼机中混炼，得到混炼浆料，将混炼浆料放入挤压机中挤压成泥段，将泥段自然干燥，再放入焙烧炉中，在一氧化碳的保护下焙烧，得到自制含碳耐火制品坯体；（3）称取6～8g硼砂、5～7g二硅化钼、3～5g碳化硼、2～4g氧化铝和2～4g白糖混合研磨后过100目筛，收集过筛粉末，将12～16g过筛粉末放入带有8～10mL柠檬酸、3～5mL硼酸和10～12mL去离子水的烧杯中混合搅拌，得到自制混合涂料；（4）向上述的自制含碳耐火制品坯体表面涂抹自制混合涂料，涂抹后放入烘箱中烘干，烘干后再放入烧结炉中烧结，出料，即得抗氧化含碳耐火制品。...

【技术特征摘要】
1.一种抗氧化含碳耐火制品的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取12～20g硅藻土和10～16g钙基膨润土混合研磨粉碎，研磨后得到混合粉末，将混合粉末和钛酸酯偶联剂201混合搅拌，得到混合物，继续向混合物中加入混合物质量6%的桃胶和混合物质量0.8%的污泥，装入发酵罐中，密封发酵，发酵结束后，取出发酵产物，用去离子水对发酵产物冲洗，冲洗后再加入6～8g碳酸钠和12～20mL去离子水混合搅拌后，即为改性混合粉末，备用；（2）按重量份数计，分别称取石墨、碳酸硅、改性混合粉末、沥青、铝粉、亚硫酸和糊精混合置于混炼机中混炼，得到混炼浆料，将混炼浆料放入挤压机中挤压成泥段，将泥段自然干燥，再放入焙烧炉中，在一氧化碳的保护下焙烧，得到自制含碳耐火制品坯体；（3）称取6～8g硼砂、5～7g二硅化钼、3～5g碳化硼、2～4g氧化铝和2～4g白糖混合研磨后过100目筛，收集过筛粉末，将12～16g过筛粉末放入带有8～10mL柠檬酸、3～5mL硼酸和10～12mL去离子水的烧杯中混合搅拌，得到自制混合涂料；（4）向上述的自制含碳耐火制品坯体表面涂抹自制混合涂料，涂抹后放入烘箱中烘干，烘干后再放入烧结炉中烧结，出料，即得抗氧化含碳耐火制品。...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨立军，张淑娴，林大伟，
申请(专利权)人：常州福隆工控设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32