一种SiC晶须增强的镁铝尖晶石透气耐火材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种SiC晶须增强的镁铝尖晶石透气耐火材料及其制备方法。其技术方案是：以13～19wt％、32～41wt％和19～25wt％的粒径依次为4.5

【技术实现步骤摘要】
一种SiC晶须增强的镁铝尖晶石透气耐火材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于镁铝尖晶石透气耐火材料
尤其涉及一种SiC晶须增强的镁铝尖晶石透气耐火材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着人们对钢质量要求不断提高，改善炼钢技术以提高钢液纯净度越来越紧迫。钢水在耐火材料容器中熔炼时，会出现外来和内生的有害夹杂物。透气耐火材料作为钢铁冶炼吹氩过程中重要的组成部分，对钢水的质量具有重要影响。通过透气耐火材料向钢水中吹入高纯氩气等惰性气体，使添加的合金、脱氧剂、脱硫剂等快速分散熔化，促进夹杂物上浮，是净化钢水的重要途径之一。
[0003]目前，关于炼钢用透气耐火材料的研究报道已有很多。炼钢用透气耐火材料的成孔方式一般有直接发泡法、添加造孔剂法和颗粒堆积法等。
[0004]如“一种弥散型透气砖”(CN200810127079.9)专利技术，该技术采用发泡法虽制得气孔率和透气度较高的透气砖，但该制品气孔孔径较大，吹氩过程中吹出气泡较大，不利于吸附较小的夹杂物；同时，使用过程中容易造成应力集中，停止吹氩后，气孔容易被钢渣堵塞。
[0005]又如“一种弥散型刚玉
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尖晶石透气砖及其制备方法”(CN201710013255.5)专利技术，该技术以致密烧结刚玉颗粒、致密烧结刚玉细粉、氧化镁微粉或氧化铬微粉为主要原料，以聚氨酯海绵为模板，制备了一种弥散型刚玉
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尖晶石透气砖，但该制品结构强度低，寿命短，气孔孔径大，吹出气泡大，对较小夹杂物去除效果差；且原料中含有氧化铬，存在潜在的Cr
6+
污染。
[0006]再如曹一伟等人(曹一伟，张国栋，游杰刚，等.镁铝尖晶石对镁质弥散型透气上水口性能的影响.中国金属学会.2015耐火材料综合学术年会暨第十三届全国不定形耐火材料学术会议、2015耐火原料学术交流会论文集.2015:314
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316.)以高纯镁砂颗粒和α
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Al2O3粉为主要原料，采用颗粒堆积法虽制得镁质透气弥散型透气上水口，但堆积的颗粒之间难以形成颈部连接，制品强度低和热震稳定性差，服役过程中容易发生漏气、漏钢事故；且制品中颗粒致密、不透气，气体仅能通过颗粒间的气孔透过，使得气孔孔径较大、分布不均，导致吹出的气泡较大，对小尺寸夹杂物去除能力较差，限制了钢液纯净度的提高。
[0007]可见，现有炼钢用透气耐火材料仍存在一些技术缺陷：其一、炼钢用透气耐火材料力学性能差，抗冲刷能力弱，使用寿命短；其二、炼钢用透气耐火材料气孔孔径大，透气性不均匀，吹出的气泡较大，对小尺寸夹杂物去除效果差，限制了钢液纯净度的提高；其三、炼钢用透气耐火材料热震稳定性差，透气砖容易发生损毁，造成漏气、漏钢事故。

技术实现思路

[0008]本专利技术旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种资源利用率高和显微结构可控的SiC晶须增强的镁铝尖晶石透气耐火材料的制备方法，用该方法所制备的SiC晶须增强的
镁铝尖晶石透气耐火材料透气均匀稳定、强度高和热震稳定性能优异，适用于高品质钢精炼系统。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案的步骤是：
[0010]步骤1、球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒的制备
[0011]步骤1.1、以32～38wt％的菱镁矿细粉、55～65wt％的氢氧化铝细粉和2～8wt％的木屑细粉为原料，将所述原料置于混料机中，混合1～3小时；再向所述混料机加入所述原料4～12wt％的结合剂，搅拌10～20分钟，得到混合料。
[0012]步骤1.2、将所述混合料置于造粒机内，加入所述混合料2～8wt％的水，在造粒机转速分别为4转/分钟、12转/分钟和18转/分钟的条件下喷雾，依次制得粒径为4.5
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0.3mm、1.8
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0.3mm和0.7
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0.2mm的球形坯体。
[0013]步骤1.3、将所述粒径为4.5
±
0.3mm的球形坯体放入旋转干燥筒中，在110～130℃的条件下干燥2～18小时；以2～4℃/min的速率升温至300～350℃，保温1～3小时,然后以2～4℃/min的速率升温至670～750℃，保温1～2小时，再以5～8℃/min的速率继续升温至1600～1650℃，保温3～8小时，随炉冷却，制得粒径为4.5
±
0.3mm的球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒。
[0014]步骤1.4、按照步骤1.3所述制备方法，分别制得粒径为1.8
±
0.3mm和0.7
±
0.2mm的球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒。
[0015]步骤1.3和1.4制备的球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒：显气孔率为35～45％；体积密度为1.94～2.29g/cm3；孔径分布为双峰，大孔峰40～60μm，小孔峰5～15μm；物相组成为镁铝尖晶石。
[0016]步骤2、改性球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒的制备
[0017]步骤2.1、按水∶催化剂的质量比为100∶(1.5～5.5)，将所述催化剂和水混合，搅拌均匀，得到改性溶液。
[0018]步骤2.2、将所述粒径为4.5
±
0.3mm的球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒：改性溶液的质量比为100∶(38～43)，将所述粒径为4.5
±
0.3mm的球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒置于真空装置中，抽真空至1.9～2.1kPa，再加入所述改性溶液，静置15～30min，关闭真空系统，然后在110～150℃干燥12～36h，得到粒径为4.5
±
0.3mm的改性球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒。
[0019]按照本步骤所述制备方法，分别将粒径为1.8
±
0.3mm的球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒和粒径为0.7
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0.2mm的球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒制得对应粒径为1.8
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0.3mm的改性球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒和粒径为0.7
±
0.2mm的改性球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒。
[0020]步骤3、SiC晶须增强的镁铝尖晶石透气耐火材料的制备
[0021]以13～19wt％的粒径为4.5
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0.3mm的改性球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒、32～41wt％的粒径为1.8
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0.3mm的改性球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒和19～25wt％的粒径为0.7
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0.2mm的改性球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒为骨料，以2～4wt％的镁砂细粉、3～6wt％的刚玉细粉、2～5wt％的单质硅粉和10～22wt％的尖晶石细粉为基质。
[0022]先将所述骨料置于搅拌器内，混合均匀，加入所述骨料和所述基质之和3～7wt％的亚硫酸纸浆废液，混合均匀，再加入所述基质，搅拌均匀；然后在110～150MPa条件下压制
成型，于110℃条件下干燥18～36小时，然后在埋碳条件下以3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SiC晶须增强的镁铝尖晶石透气耐火材料的制备方法，其特征在于所述制备方法的步骤是：步骤1、球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒的制备步骤1.1、以32～38wt％的菱镁矿细粉、55～65wt％的氢氧化铝细粉和2～8wt％的木屑细粉为原料，将所述原料置于混料机中，混合1～3小时；再向所述混料机加入所述原料4～12wt％的结合剂，搅拌10～20分钟，得到混合料；步骤1.2、将所述混合料置于造粒机内，加入所述混合料2～8wt％的水，在造粒机转速分别为4转/分钟、12转/分钟和18转/分钟的条件下喷雾，依次制得粒径为4.5
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0.3mm、1.8
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0.3mm和0.7
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0.2mm的球形坯体；步骤1.3、将所述粒径为4.5
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0.3mm的球形坯体放入旋转干燥筒中，在110～130℃的条件下干燥2～18小时；以2～4℃/min的速率升温至300～350℃，保温1～3小时，然后以2～4℃/min的速率升温至670～750℃，保温1～2小时，再以5～8℃/min的速率继续升温至1600～1650℃，保温3～8小时，随炉冷却，制得粒径为4.5
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0.3mm的球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒；步骤1.4、按照步骤1.3所述制备方法，分别制得粒径为1.8
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0.3mm和0.7
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0.2mm的球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒；步骤1.3和1.4制备的球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒：显气孔率为35～45％；体积密度为1.94～2.29g/cm3；孔径分布为双峰，大孔峰40～60μm，小孔峰5～15μm；物相组成为镁铝尖晶石；步骤2、改性球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒的制备步骤2.1、按水∶催化剂的质量比为100∶(1.5～5.5)，将所述催化剂和水混合，搅拌均匀，得到改性溶液；步骤2.2、将所述粒径为4.5
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0.3mm的球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒：改性溶液的质量比为100∶(38～43)，将所述粒径为4.5
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0.3mm的球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒置于真空装置中，抽真空至1.9～2.1kPa，再加入所述改性溶液，静置15～30min，关闭真空系统，然后在110～150℃干燥12～36h，得到粒径为4.5
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0.3mm的改性球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒；按照本步骤所述制备方法，分别将粒径为1.8
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0.3mm的球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒和粒径为0.7
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0.2mm的球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒制得对应粒径为1.8
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0.3mm的改性球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒和粒径为0.7
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【专利技术属性】
技术研发人员：鄢文，吴晗，陈哲，梁雄，李亚伟，李远兵，李楠，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：