一种低碳Al2O3-C耐火材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种低碳Al2O3‑C耐火材料，由如下重量份的组分制成：刚玉颗粒50‑60份，刚玉细粉20‑30份，活性ɑ‑Al2O3微粉5‑6份，硅粉4‑5份，铝粉9‑10份，纳米炭黑0.6‑0.8份，石墨烯1‑2份，膨胀石墨0.2‑0.5份和液态酚醛树脂5‑6份。本发明专利技术所述的低碳Al2O3‑C耐火材料，通过控制颗粒粒度级配和纳米炭黑、石墨烯和膨胀石墨的协同增强增韧作用，可以制备出强度高，抗热震性好的低碳铝碳耐火材料。本发明专利技术还提供了所述低碳Al2O3‑C耐火材料的制备方法，该制备方法通过对各原料组分的加入顺序及工艺参数的设定，制备出了性能优良的低碳Al2O3‑C耐火材料。

【技术实现步骤摘要】
一种低碳Al2O3-C耐火材料及其制备方法
本专利技术涉及耐火材料
，特别是涉及一种低碳Al2O3-C耐火材料及其制备方法。
技术介绍
传统铝碳耐火材料(10-30wt％C)兼具良好的耐高温、抗热震、抗渣侵蚀等性能而被广泛地用作水口、滑板和塞棒等关键部位的功能性耐火材料，但随着高效连铸、洁净钢冶炼等技术的发展，开发优质低碳铝碳耐火材料(<5wt％C)刻不容缓。但是，单纯地降低铝碳耐火材料中的石墨含量又会明显削弱材料的抗渣侵蚀性和抗热震性。近期，研究发现在镁碳耐火材料中引入纳米技术来降低碳含量是制各高性能、低碳化耐火材料的一种重要方法，但复合碳源在低碳铝碳耐火材料的分散问题还有待进一步研究。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种低碳Al2O3-C耐火材料，本专利技术还提供了所述低碳Al2O3-C耐火材料的制备方法。本专利技术采用的技术方案是：一种低碳Al2O3-C耐火材料，由如下重量份的组分制成：刚玉颗粒50-60份，刚玉细粉20-30份，活性ɑ-Al2O3微粉5-6份，硅粉4-5份，铝粉9-10份，纳米炭黑0.6-0.8份，石墨烯1-2份，膨胀石墨0.2-0.5份和液态酚醛树脂5-6份。本专利技术所述的低碳Al2O3-C耐火材料，其中，由如下重量份的组分制成：刚玉颗粒50份，刚玉细粉30份，活性ɑ-Al2O3微粉5份，硅粉4份，铝粉9份，纳米炭黑0.8份，石墨烯2份，膨胀石墨0.2份和液态酚醛树脂5份。本专利技术所述的低碳Al2O3-C耐火材料，其中，所述活性ɑ-Al2O3微粉的粒径≤2μm。本专利技术所述的低碳Al2O3-C耐火材料，其中，所述刚玉颗粒的Al2O3的含量≥98wt，刚玉颗粒的粒径为3-10mm。本专利技术所述的低碳Al2O3-C耐火材料，其中，刚玉细粉粒的Al2O3的含量≥98wt，刚玉颗粒的粒径为20-60μm。本专利技术所述的低碳Al2O3-C耐火材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按配比准备原料，将纳米炭黑与活性ɑ-Al2O3微粉在球磨机中球磨混合，以无水乙醇为分散介质，球磨转速为300-350r/min，球磨时间为4-4.5h；(2)然后将步骤(1)中球磨后的混合料中加入到预混器中，再加入所述硅粉、铝粉、石墨烯和膨胀石墨进行混合，混合时间为3-6min，得到预混细粉；(3)将所述刚玉颗粒和刚玉细粉放入混炼机混炼3-5min，缓慢加入所述液态酚醛树脂，混合5-6min；再加入步骤(2)中所述预混细粉，混炼20-35min得到混合料；(4)将步骤(3)中所述混合料困料12-15h后，在165-180MPa压力下加工成坯体；(5)将步骤(4)中所述坯体放置在200-250℃温度下干燥15-20h，然后在1000-1300℃的温度下保温10-15h，得到低碳Al2O3-C耐火材料。本专利技术有益效果：本专利技术所述的低碳Al2O3-C耐火材料，通过控制颗粒粒度级配和纳米炭黑、石墨烯和膨胀石墨的协同增强增韧作用，可以制备出强度高，抗热震性好的低碳铝碳耐火材料。本专利技术所述的低碳Al2O3-C耐火材料的制备方法，通过对各原料组分的加入顺序及工艺参数的设定，制备出了性能优良的低碳Al2O3-C耐火材料。下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。具体实施方式实施例1一种低碳Al2O3-C耐火材料，由如下重量份的组分制成：刚玉颗粒50份，刚玉细粉30份，活性ɑ-Al2O3微粉5份，硅粉4份，铝粉9份，纳米炭黑0.8份，石墨烯2份，膨胀石墨0.2份和液态酚醛树脂5份；活性ɑ-Al2O3微粉的粒径≤2μm；刚玉颗粒的Al2O3的含量≥98wt，刚玉颗粒的粒径为3-10mm；刚玉细粉粒的Al2O3的含量≥98wt，刚玉颗粒的粒径为20-60μm。本专利技术所述的低碳Al2O3-C耐火材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按配比准备原料，将纳米炭黑与活性ɑ-Al2O3微粉在球磨机中球磨混合，以无水乙醇为分散介质，球磨转速为300r/min，球磨时间为4.5h；(2)然后将步骤(1)中球磨后的混合料中加入到预混器中，再加入所述硅粉、铝粉、石墨烯和膨胀石墨进行混合，混合时间为6min，得到预混细粉；(3)将所述刚玉颗粒和刚玉细粉放入混炼机混炼3min，缓慢加入所述液态酚醛树脂，混合6min；再加入步骤(2)中所述预混细粉，混炼35min得到混合料；(4)将步骤(3)中所述混合料困料12h后，在180MPa压力下加工成坯体；(5)将步骤(4)中所述坯体放置在200-250℃温度下干燥20h，然后在1000-1300℃的温度下保温10h，得到低碳Al2O3-C耐火材料。本实施例制备的的低碳Al2O3-C耐火材料经检测：常温耐压强度为92MPa，体积密度为2.98g/cm3，16000C×3h埋碳气氛下进行渣侵蚀试验，无明显侵蚀或渗透现象。实施例2一种低碳Al2O3-C耐火材料，由如下重量份的组分制成：刚玉颗粒60份，刚玉细粉20份，活性ɑ-Al2O3微粉6份，硅粉5份，铝粉10份，纳米炭黑0.6份，石墨烯1份，膨胀石墨0.5份和液态酚醛树脂6份；活性ɑ-Al2O3微粉的粒径≤2μm；刚玉颗粒的Al2O3的含量≥98wt，刚玉颗粒的粒径为3-10mm；刚玉细粉粒的Al2O3的含量≥98wt，刚玉颗粒的粒径为20-60μm。本专利技术所述的低碳Al2O3-C耐火材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按配比准备原料，将纳米炭黑与活性ɑ-Al2O3微粉在球磨机中球磨混合，以无水乙醇为分散介质，球磨转速为300r/min，球磨时间为4h；(2)然后将步骤(1)中球磨后的混合料中加入到预混器中，再加入所述硅粉、铝粉、石墨烯和膨胀石墨进行混合，混合时间为3min，得到预混细粉；(3)将所述刚玉颗粒和刚玉细粉放入混炼机混炼5min，缓慢加入所述液态酚醛树脂，混合5min；再加入步骤(2)中所述预混细粉，混炼20min得到混合料；(4)将步骤(3)中所述混合料困料15h后，在165MPa压力下加工成坯体；(5)将步骤(4)中所述坯体放置在200-250℃温度下干燥15h，然后在1000-1300℃的温度下保温15h，得到低碳Al2O3-C耐火材料。本实施例制备的的低碳Al2O3-C耐火材料经检测：常温耐压强度为80MPa，体积密度为3.04g/cm3，16000C×3h埋碳气氛下进行渣侵蚀试验，无明显侵蚀或渗透现象。以上所述的实施例仅仅是对本专利技术的优选实施方式进行描述，并非对本专利技术的范围进行限定，在不脱离本专利技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本专利技术的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本专利技术权利要求书确定的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低碳Al2O3‑C耐火材料，其特征在于：由如下重量份的组分制成：刚玉颗粒50‑60份，刚玉细粉20‑30份，活性ɑ‑Al2O3微粉5‑6份，硅粉4‑5份，铝粉9‑10份，纳米炭黑0.6‑0.8份，石墨烯1‑2份，膨胀石墨0.2‑0.5份和液态酚醛树脂5‑6份。

【技术特征摘要】
1.一种低碳Al2O3-C耐火材料，其特征在于：由如下重量份的组分制成：刚玉颗粒50-60份，刚玉细粉20-30份，活性ɑ-Al2O3微粉5-6份，硅粉4-5份，铝粉9-10份，纳米炭黑0.6-0.8份，石墨烯1-2份，膨胀石墨0.2-0.5份和液态酚醛树脂5-6份。2.根据权利要求1所述的低碳Al2O3-C耐火材料，其特征在于：由如下重量份的组分制成：刚玉颗粒50份，刚玉细粉30份，活性ɑ-Al2O3微粉5份，硅粉4份，铝粉9份，纳米炭黑0.8份，石墨烯2份，膨胀石墨0.2份和液态酚醛树脂5份。3.根据权利要求1所述的低碳Al2O3-C耐火材料，其特征在于：所述活性ɑ-Al2O3微粉的粒径≤2μm。4.根据权利要求1所述的低碳Al2O3-C耐火材料，其特征在于：所述刚玉颗粒的Al2O3的含量≥98wt，刚玉颗粒的粒径为3-10mm。5.根据权利要求1-4任意一项所述的低碳Al2O3-C耐火材料，其特征在于：刚玉细粉粒的Al2O3的含量≥...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨振东，崔应武，
申请(专利权)人：安徽牛山新型材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34