一种金属改性镁砂、低碳转炉镁质滑板及它们的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金属改性镁砂、低碳转炉镁质滑板及它们的制备方法，属于耐火材料领域。该添加金属改性镁砂的低碳转炉镁质滑板的组成成分及重量百分比为：金属改性镁砂40％～55％，重质六铝酸钙10％～25％，30％～35％的共磨粉，总百分比为100％；外加酚醛树脂结合剂3.5％～4.5％。本发明专利技术引入金属改性镁砂作为颗粒骨料，减轻环境的危害，同时改善了产品性能，还降低了生产成本；金属改性镁砂主要在高温下生产原位镁铝尖晶石，使滑板具有良好的耐侵蚀性能、热震性能和耐高温性能。热震性能和耐高温性能。热震性能和耐高温性能。

【技术实现步骤摘要】
一种金属改性镁砂、低碳转炉镁质滑板及它们的制备方法


[0001]本专利技术属于耐火材料
，更具体地说，涉及一种金属改性镁砂、低碳转炉镁质滑板及它们的制备方法。

技术介绍

[0002]转炉挡渣滑动水口技术作为转炉出钢挡渣系统应用，具有提高合金回收率、减少钢中杂质、减少回磷、提高钢种洁净度等优点，现广泛用于在转炉冶炼。转炉挡渣滑动水口由内滑板、外滑板和外水口砖组成。使用时内滑板作为固定，外滑板通过油缸驱动来控制挡渣作业。转炉滑板是转炉出钢挡渣时所用滑动水口装置中最重要的核心部分，出钢过程中一直处于钢水的高压冲刷和高温侵蚀，此时要求转炉滑板具有良好的耐冲刷性和抗侵蚀性。目前国内转炉滑板主要是铝锆碳质或者镶嵌锆制品的形式，氧化锆、单斜锆的高温耐冲刷和抗侵蚀性能优越，普遍应用在转炉滑板的生产过程中。但是氧化锆、单斜锆的原料成本高，同时还需要1600℃以上的高温烧成，导致能源浪费大、环境污染大，不适应国家节能减排的环保方针。
[0003]经检索，专利公开号为CN108751948A，公开日为2018年11月6日，专利技术名称为一种含改性石墨中温预处理低碳镁质滑板砖及其制备方法，它的组成按重量百分比为：粒径为3～2mm的富镁铝镁尖晶石颗粒5～7％，粒径为2～1mm的电熔镁砂颗粒18～26％，粒径为1～0.5mm的电熔镁砂颗粒14～21％，粒径为0.5～0.045mm的电熔镁砂颗粒18～27％，粒径为0～0.045mm大结晶镁砂细粉10～14％，改性石墨3～6％，α
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Al2O3微粉5％，炭黑1～3％，金属合金粉3～6％，复合抗氧化剂2～5％，总百分比为100％；外加酚醛树脂结合剂5～6％。该专利技术中，添加的富镁铝镁尖晶石以及高温原位反应生产的铝镁尖晶石进一步提高了产品的热震稳定性、高温强度、抗侵蚀冲刷性能，提高滑板砖使用寿命。专利公开号为CN104250099A，公开日为2014年12月31日，该专利技术公开了一种Al2O3‑
MgO质耐火浇注料及其制备方法，包括55～75wt％的刚玉颗粒、10～25wt％的刚玉细粉、5～25wt％的轻烧尖晶石细粉、0.8～5wt％的镁砂细粉、3～6wt％的铝酸钙水泥、1～4wt％的α
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Al2O3微粉、0.2～2wt％的氧化硅微粉，外加耐火浇注料4.5～6wt％的水和0.1～1wt％的减水剂。郑清瑶等通过添加高纯镁砂，并以酚醛树脂为结合剂制备了金属铝
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刚玉系复合材料，方镁石与刚玉在此条件下原位合成镁铝尖晶石相，并通过控制镁砂添加量得到不同非氧化物相【郑清瑶等，氮气保护下镁砂对Al
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刚玉体系物相的影响，硅酸盐学报，2018：46(9)】。以上方案中，组分中的镁铝尖晶石部分或全部为外加粉末，物理混合时无法保证材料混合的均匀性。
[0004]此外，专利公开号为CN101417884A，公开日为2009年4月29日，专利技术名称为一种用纳米Al2O3薄膜包裹的碳
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铝尖晶石耐火浇注料及其制备方法，首先是将水合氧化铝、碳粉和水的混合物进行涂覆加工处理，经高速冲击处理形成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
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铝镁尖晶石的纳米结构基质，制成了本专利技术的碳
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铝尖晶石耐火浇注料。该专利技术利用氢氧化铝溶胶向凝胶的转化制备氧化铝凝胶涂层，利用氢氧化镁与氢氧化铝溶胶悬浮液原位生成尖晶石，其中该材料在浇注料中使用，其过程中有水参与反应，不适用本专利技术的体系。专利公开号为CN111960805A，公开日为2020年11月20日，一种抗热震镁质滑板砖及其生产方法，专利技术公开了一种抗热震镁质滑板砖，按重量百分比计，原料组成为：改性镁砂颗粒55％～70％，镁砂细粉30％～45％，纸浆废液3％～5％，利用氯化铝或硫酸铝的饱和溶液做结合剂制得α
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Al2O3微粉包覆改性镁砂颗粒。该专利技术生产的抗热震镁质滑板，在镁砂颗粒周围生成低膨胀的尖晶石吸收镁砂颗粒的热膨胀，降低材料内部热应力，改善抗热震性；通过改性增加镁砂颗粒表面活性，促进烧结，强化颗粒与基质的结合，增加高温强度，从而提高镁质滑板使用寿命，降低烧成温度。其不足之处在于，该滑板砖是纯镁质滑板，其耐压强度低，使用寿命不高。

技术实现思路

[0005]1.要解决的问题
[0006]针对现有利用Al2O3包覆电熔镁砂颗粒制得镁铝尖晶石分散性差的问题，本专利技术提供一种金属改性镁砂、低碳转炉镁质滑板及它们的制备方法，本专利技术所述添加金属改性镁砂的低碳转炉镁质滑板，通过加入金属改性镁砂，不仅降低了生产成本，同时使滑板具有良好的耐冲刷性、抗侵蚀性，提高使用寿命。
[0007]2.技术方案
[0008]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0009]一种金属改性镁砂，所述金属改性镁砂内层为电熔镁砂颗粒，外层为包覆层，所述包覆层包含金属铝粉，所述金属铝粉与电熔镁砂颗粒由结合剂A连接，所述结合剂A为无水乙醇。
[0010]其中，所述结合剂A为无水乙醇，结合力强，没有水参与，避免铝粉遇水反应，此外，镁砂不耐酸性，在微酸性的水溶液中不稳定。以无水乙醇作为结合剂A时，无水乙醇对电熔镁砂颗粒和金属铝粉进行润湿，在其表面形成具有黏结强度的覆盖层，无水乙醇中含有的羟基，一端与Al形成稳定的Al
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O键，另一端与电熔镁砂颗粒中的MgO和SiO2结合，生成Mg
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O键和Si
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O键，增强金属铝粉和电熔镁砂颗粒之间的结合力，此外，无水乙醇的流动性好，有利于金属铝粉在电熔镁砂颗粒表面分散均匀。现有技术中利用饱和的氯化铝、硫酸铝、氢氧化铝溶液作为结合剂和铝源，通过饱和析出在镁砂表面形成Al粉的包覆层，但其能耗高，溶液消耗量大，不适合批量生产。
[0011]更进一步地，所述金属改性镁砂以电熔镁砂颗粒为主要原料，将金属铝粉均匀包裹在电熔镁砂颗粒表面，经650℃处理，得到的金属改性镁砂包覆层包括Al2O3、镁铝尖晶石和金属铝粉。所述电熔镁砂颗粒和金属铝粉的质量比为85：15，其中该比例过小会有金属铝粉剩余，过大不能完全包覆镁砂颗粒。
[0012]用于上述金属改性镁砂的制备方法，包括以下步骤：
[0013]步骤一、混料：按比例加入电熔镁砂颗粒和金属铝粉，加入结合剂A搅拌均匀，得到包裹均匀的电熔镁砂颗粒混合物；
[0014]步骤二、干燥：将步骤一所得的电熔镁砂颗粒混合物干燥，得到金属改性镁砂颗粒。
[0015]步骤三、筛分：将冷却后的金属改性电熔镁砂颗粒进行筛分，得到不同粒度的金属改性镁砂颗粒。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属改性镁砂，其特征在于，所述金属改性镁砂内层为电熔镁砂颗粒，外层为包覆层，所述包覆层包含金属铝粉，所述金属铝粉与电熔镁砂颗粒由结合剂A连接，所述结合剂A为无水乙醇。2.根据权利要求1所述一种金属改性镁砂，其特征在于，所述电熔镁砂颗粒和金属铝粉的质量比为85：15。3.一种制备权利要求1
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2任一项所述金属改性镁砂的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、混合：按比例加入电熔镁砂颗粒和金属铝粉，加入结合剂A搅拌均匀，得到包裹均匀的电熔镁砂颗粒混合物；步骤二、干燥：将步骤一所得的电熔镁砂颗粒混合物干燥，得到金属改性镁砂颗粒；步骤三、筛分：将冷却后的金属改性电熔镁砂颗粒进行筛分，得到不同粒度的金属改性镁砂颗粒。4.根据权利要求3所述一种金属改性镁砂的制备方法，其特征在于，步骤二中干燥温度为120℃，干燥时间为3
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5h。5.一种包含权利要求1
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4任一项所述金属改性镁砂的低碳转炉镁质滑板，其特征在于，还包括重质六铝酸钙和共磨粉，所述金属改性镁砂、重质六铝酸钙和共磨粉的质量比为(40～55)：(10～25)：(30～35)。6.根据权利要求5所述一种低碳转炉镁质滑板，其特征在于，所述金属改性镁砂的粒径为(2～1、1～0.5、0.5～0)mm，各粒径重量百分比为：粒径为2～1mm的金属改性镁砂20％～25％、粒径为1～0.5mm的金属改性镁砂10％～20％、粒径为0.5～0mm的金属改性镁砂10％～15％；所述的金属改性镁砂的化学组分及含量为：MgO的含量为82.45％，Al的含量为14.85％，Fe2O3的含量为0.35％，SiO2的含量为0.12％。7.根据权利要求5所述一种低碳转炉镁质滑板，其特征在于，所述共磨粉由12.5％...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国胜，余西平，张远红，赵锋，方言震，
申请(专利权)人：马鞍山利尔开元新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：