【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及耐火复合材料制备，具体是涉及一种用于rh精炼炉的无铬耐腐蚀耐火复合材料的制备方法。
技术介绍
1、据记载，全国水泥行业拥有超过1400条回转窑，年产水泥量达到18亿吨。每年，我国拆除的镁铬砖残砖数量约为10-15万吨。为了实现水泥行业的现代化目标，国内外耐火材料领域已经进行了大量的研究工作，希望找到替代镁铬砖的材料。然而，迄今为止，这些替代材料的效果并不令人满意。
2、在高温条件下，含铬耐火材料与窑气和窑料中的碱金属氧化物发生反应，生成有毒的可溶性六价铬化合物。长期以来，水泥回转窑一直使用镁铬砖作为内衬材料。然而，这种砖在使用后会残留六价铬，并渗入地下水中，对环境造成了严重危害。为了解决这个问题，水泥行业亟需无铬内衬材料，以减少地下水污染风险。
3、镁尖晶石砖被认为是一种具有优异热震稳定性、抗氯和抗硫侵蚀能力的材料，因此被视为水泥回转窑烧成带中无铬碱性耐火材料的发展趋势。然而，镁尖晶石砖存在一些问题。首先，它容易在窑内粘附窑皮。其次，在过高温度下，镁尖晶石砖中的尖晶石成分容易与水泥熟料中的c3s或c3a反应，生成低熔点的c12a7，导致窑皮烧结和尖晶石矿物的腐蚀。这些问题限制了镁尖晶石砖在水泥回转窑烧成带的应用。且单一的耐火材料无法同时保证内层对钢水的耐火、耐腐蚀能力以及外层的易粘接、易粘接、抗剥落强、膨胀系数小的能力，因此，亟需克服这些问题，制备更高质量的无铬耐腐蚀耐火复合材料。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术存在的不足，提供了一种
2、s1、制备抗腐蚀层：
3、以质量百分比计，将10～14wt％的mgo、3～5wt％的铝酸镁溶胶液、0.6～0.8wt％的sio2、0.3～0.4wt％的r2o与余量的al2o3混炼30～50min，得到抗腐蚀层坯料，在100～300mpa的压力条件下压制成型，得到抗腐蚀层；所述铝酸镁溶胶液中的水含量占铝酸镁溶胶液总重量的1～2wt％；
4、s2、制备所述粘结层；
5、s2-1、制备单个所述粘结分层：
6、划分粘结分层的组元浓度梯度区域：以所述抗腐蚀层与粘结分层的接触面为起始，指向粘结分层远离抗腐蚀层的边缘，将粘结分层分为四个组元浓度梯度区域：第一区域、第二区域、第三区域、第四区域；按照四个组元浓度梯度区域依次倒入粘结分层的模具中，在100～300mpa的压力条件下压制成型，得到粘结分层；
7、s2-2、制备所述连接层；
8、s3、制备复合材料：
9、s3-1、拼接压制复合材料
10、依设计需求将抗腐蚀层、粘结分层和连接层拼接成原始坯料，将所述原始坯料在300～400mpa的压力条件下压制成型后烘干，得到复合坯料；
11、s3-2、烧结复合坯料
12、将复合坯料放入刚玉管式炉中，在1600～1750℃的温度条件下烧制3～5h后停炉保温，保温时间为2～3h，得到复合材料。
13、说明：抗腐蚀层与不同种类的rh精炼渣接触时，与rh精炼渣中的cao、sio2作用，具有卓越的抗化学侵蚀和抗渗透性能。
14、当抗腐蚀层与钢液和熔渣接触时，mgo与镁铝尖晶石、非片状mgalon尖晶石吸收钢水或熔渣中的fe2+、mn2+、cr3+等离子，形成mgo、mno、feo和mg、mn、fe等固溶体过渡层，改变了材料的结构和接触熔渣的成分，形成的致密层改善了抗腐蚀层内的气孔结构并降低了气孔孔径。
15、两者共同作用下，赋予了抗腐蚀层耐火材料与钢水或熔渣渗透侵蚀反应的新路径，延长了与钢水或熔渣的反应时间，提升了材料的抗化学侵蚀性能和抗介质渗透性能，使抗腐蚀层抗侵蚀性能更优。
16、进一步地，步骤s2所述的第一区域中，按照质量百分比均匀混合下述组元：
17、将50～70wt％的al2o3、4～6wt％的sio2、1～3wt％的zro2、0.5～1.5wt％的la2o3、1～2wt％的cao、3～5wt％的铝酸镁溶胶液、0.3～0.4wt％的r2o、1～2wt％的fe2o3以及余量的mgo混合；
18、所述第二区域中，按照质量百分比均匀混合下述组元：
19、将45～65wt％的al2o3、3～5wt％的sio2、1～3wt％的zro2、0.5～1.5wt％的la2o3、1～2wt％的cao、2～4wt％的铝酸镁溶胶液、0.2～0.3wt％的r2o、1～2wt％的fe2o3以及余量的mgo混合；
20、所述第三区域中，按照质量百分比均匀混合下述组元：
21、将40～60wt％的al2o3、2～4wt％的sio2、1～3wt％的zro2、0.5～1.5wt％的la2o3、1～2wt％的cao、1～3wt％的铝酸镁溶胶液、0.1～0.2wt％的r2o、1～2wt％的fe2o3以及余量的mgo混合；
22、所述第四区域中，按照质量百分比均匀混合下述组元：
23、将35～55wt％的al2o3、4～6wt％的sio2、1～3wt％的zro2、0.5～1.5wt％的la2o3、1～2wt％的cao、1～2wt％的fe2o3以及余量的mgo混合。
24、说明：通过梯度设置组元配比浓度使抗腐蚀层与粘结分层的连接更加稳定，避免抗腐蚀层与粘结分层的连接处出现裂口，加强复合材料的稳定性。
25、进一步地，步骤s2-2中，所述连接层的制备步骤为：按照质量百分比均匀混合下述组元：42.5～62.5wt％的al2o3、2～4wt％的sio2、1～3wt％的zro2、
26、0.5～1.5wt％的la2o3、1～2wt％的cao、0.2～0.3wt％的r2o、1～2wt％的fe2o3、3～7wt％的zno、2～4wt％的ha以及余量的mgo。
27、说明：al2o3提供高温稳定性，sio2增强耐磨性，zro2增加抗热震能力，la2o3和cao改善耐蚀性，r2o调节材料的熔点和黏结性，fe2o3增加材料的强度和耐压性能，而mgo作为主要氧化铝材料的支撑物质，具有良好的热膨胀性和抗热震性能，可以在连接层的制备过程中获得良好的化学稳定性、耐热性和机械性能。水合氧化铝即ha是由氢氧化铝或薄水铝石闪蒸煅烧而成，其水化产物al3可为耐火浇注料，提供早期强度，同时其自结合体系避免了低熔点物相的生成，能够提高耐火浇注料的高温服役性能，加入zno与ha结合加速凝结时间。
28、进一步地，步骤s1所述al2o3包括三种粒度：3～5mm、1～3mm、0～1mm，三种粒度的三种粒度占比均为1：7：5；所述mgo的粒度为0～1mm。
29、说明：采用三种不同粒度的al2o3配比可以增强复合材料的致密性，增加烧制后的抗热震能力。
3本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于RH精炼炉的无铬耐腐蚀耐火复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法制备的复合材料包括抗腐蚀层(1)和粘结层(2)，所述粘结层(2)包括粘结分层(21)和连接层(22)；所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要1所述的一种用于RH精炼炉的无铬耐腐蚀耐火复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2所述的第一区域中，按照质量百分比均匀混合下述组元：
3.根据权利要2所述的一种用于RH精炼炉的无铬耐腐蚀耐火复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2-2中，所述连接层(22)的制备步骤为：按照质量百分比均匀混合下述组元：42.5～62.5wt％的Al2O3、2～4wt％的SiO2、1～3wt％的ZrO2、0.5～1.5wt％的La2O3、1～2wt％的CaO、0.2～0.3wt％的R2O、1～2wt％的Fe2O3、3～7wt％的ZnO、2～4wt％的HA以及余量的MgO。
4.如权利要求1所述的一种用于RH精炼炉的无铬耐腐蚀耐火复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1所述Al2O3包括三种粒度：3～5mm、1～3mm、0～1mm，三种粒度的三种粒
5.根据权利要求1所述的一种用于RH精炼炉的无铬耐腐蚀耐火复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1所述抗腐蚀层坯料中还包括占抗腐蚀层坯料5～10wt％的辅料；所述辅料的制备方法为：将0.1～0.3wt％的Na2O、0.1～0.2wt％的Fe2O3以及余量的CaO均匀混合制粉，得到第一粉末，加入占第一粉末质量比为5～10％的结合剂混合5～9min，向第一粉末中二次加料相同剂量的结合剂后得到辅料。
6.根据权利要求5所述的一种用于RH精炼炉的无铬耐腐蚀耐火复合材料的制备方法，其特征在于，所述辅料的制备方法为：在行星球磨机上以200～300r/min的速度干法混磨2～3h。
7.根据权利要求5所述的一种用于RH精炼炉的无铬耐腐蚀耐火复合材料的制备方法，其特征在于，所述Fe2O3、CaO、Na2O的粒度均包括三种：1～3mm、0～1mm以及200目细粉，三种粒度占比均为1：5：2。
8.根据权利要求5所述的一种用于RH精炼炉的无铬耐腐蚀耐火复合材料的制备方法，其特征在于，所述结合剂为纸浆废液，所述第一粉末的粒度包括两种：1～3mm、0～1mm，所述二次加料的粉末粒度为200目。
9.根据权利要求1所述的一种用于RH精炼炉的无铬耐腐蚀耐火复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1所述抗腐蚀层坯料中还包括占抗腐蚀层坯料5～10wt％的辅料；所述辅料的制备方法为：将0.1～0.3wt％的Na2O、0.1～0.2wt％的Fe2O3以及余量的CaO均匀混合制粉，得到第一粉末，加入占第一粉末质量比为5～10％的结合剂混合5～9min，向第一粉末中二次加料相同剂量的结合剂后得到辅料。
...【技术特征摘要】
1.一种用于rh精炼炉的无铬耐腐蚀耐火复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法制备的复合材料包括抗腐蚀层(1)和粘结层(2)，所述粘结层(2)包括粘结分层(21)和连接层(22)；所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要1所述的一种用于rh精炼炉的无铬耐腐蚀耐火复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s2所述的第一区域中，按照质量百分比均匀混合下述组元：
3.根据权利要2所述的一种用于rh精炼炉的无铬耐腐蚀耐火复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s2-2中，所述连接层(22)的制备步骤为：按照质量百分比均匀混合下述组元：42.5～62.5wt％的al2o3、2～4wt％的sio2、1～3wt％的zro2、0.5～1.5wt％的la2o3、1～2wt％的cao、0.2～0.3wt％的r2o、1～2wt％的fe2o3、3～7wt％的zno、2～4wt％的ha以及余量的mgo。
4.如权利要求1所述的一种用于rh精炼炉的无铬耐腐蚀耐火复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1所述al2o3包括三种粒度：3～5mm、1～3mm、0～1mm，三种粒度的三种粒度占比均为1：7：5；所述mgo的粒度为0～1mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于rh精炼炉的无铬耐腐蚀耐火复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1所述抗腐蚀层坯料中还包括占抗腐蚀层坯料5～10wt％的辅料；所述辅料的制备方法为：将0....
【专利技术属性】
技术研发人员：张军杰，钱晶，钱志明，蔡云，刘成强，
申请(专利权)人：江苏诺明高温材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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