本发明专利技术涉及用纳米Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ或Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ薄膜包裹碳的Ａｌ２Ｏ３－ＭＡ－ＳｉＣ－Ｃ质耐火浇注料及其制备方法。这类纳米含碳浇注料是以Ａｌ（ＯＨ）３－ＳｉＣ或Ａｌ（ＯＨ）３－Ｍｇ（ＯＨ）２通过高速冲击搅拌机制成含碳的溶胶悬浮液涂覆在碳粉的表面上，从而形成了全覆盖、无裂纹、致密的碳的包裹层，在溶胶向凝胶转化过程中，形成了Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ或Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ纳米凝胶粒子，通过原位合成反应生成了含碳的纳米二次尖晶石与Ａｌ２Ｏ３和ＳｉＣ为主晶相的纳米结构基质，制成了纳米材料的Ａｌ２Ｏ３－ＭＡ－ＳｉＣ－Ｃ质耐火浇注料。该浇注料具有特殊优异的抗铁水熔渣侵蚀和冲刷等性能，能满足现代化大型高炉出铁沟使用需要，并其使用寿命显著提高，成本降低，也有利于环保。
【技术实现步骤摘要】
纳米A1203、 S i C薄膜包裹碳的A1203-MA-S i C-C质耐火浇注料及其制备方法 本专利技术属于耐火材料
，尤其涉及一种现代大型高炉出铁沟用纳米八1203、SiC薄膜包裹碳的Al203-MA-SiC-C质耐火浇注料及其制备方法。 随着钢铁工业的迅速发展，炼铁高炉的大型化以及冶炼技术的进步，一系列高炉强化冶炼技术的广泛应用，导致渣铁处理量急剧大增，铁水温度的提高，渣铁氧化性增强，大大加剧了渣铁对出铁沟用耐火材料的损坏，严重影响到高炉冶炼生产的正常进行，因此，出铁沟用耐火材料的使用寿命受到炼铁和耐火材料科技工作者的极大关注，成为制约炼铁工业进一步发展的重要问题之一。 大型高炉出铁沟用不定形整体耐火材料在国内外已得到普遍应用，不定形耐火浇注料在生产、劳动生产率、施工效率、材料消耗、改善施工条件、节约能源等方面的优点，特别是在出铁沟中应用可实施热修补作业，这样可大大提高出铁沟浇注料的使用寿命。近年来，由于优质高性能原料的出现，各种高新技术的引用，机械化新的施工方法应用，使耐火浇注料在材质、品种、施工和应用等方面得到了迅速发展，成为钢铁冶炼用耐火材料的重要发展方向。但是，由于各种耐火氧化物制成的耐火浇注料与耐火氧化物制成的耐火制品存在着同样的缺陷，如A1203质耐火浇注料抗渣铁侵蚀性和抗渗透性差；而镁质耐火浇注料尽管比八1203质浇注料具有更好的抗渣铁侵蚀性，但是抗铁渣渗透性和抗热震性差，这些问题导致炉衬使用寿命降低，同时也防碍了以氧化物制成的浇注料在许多领域中的应用，特别是在钢铁工业中的应用，所以高炉出铁沟用耐火浇注料品种质量和材质选择就成为高炉出铁沟用耐火浇注料一个非常重要的问题。将碳加入到目前的氧化物质浇注料中，可显著地改善其浇注料结构和各项性能指标，碳具有不被铁水和溶渣所湿润以及高的导热性和抗热震性等特性，将它加入到以氧化物为主的浇注料中，能使其结构和性能得到根本改进，但是，由于水对石墨表面的不湿润性，使石墨在浇注料中难于分散，影响浇注料的流动性，这已成为防碍含碳浇注料进一步发展及应用的重要问题。因此，目前含碳浇注料的研究和开发已成为耐火材料行业中的一个热点课题。 Al20fSiC-C质浇注料因其优良的性能在出铁沟中得到了稳定广泛的应用。SiC在含碳浇注料中能显著改善润湿性和分散性，并且也是防止碳在高温下被氧化的防氧化剂，因此，在含碳浇注料中引用SiC具有重要意义。因为该浇注料具有良好的抗渣铁侵蚀性、抗铁水熔渣的冲刷性，以及高的高温强度等优点。所以在出铁沟浇注料中使用Al^fSiC-C质耐火浇注料得到广泛应用。但是，随着炼铁高炉大型化、渣铁量的增加等，使Al203-SiC-C质浇注料使用寿命明显降低，为现代炼铁技术的实施与进一步发展带来了困难，显示出这类材质不适应需求的局面，主要反应在抗侵蚀性和抗冲刷性等方面，进一步降低了出铁沟的使用寿命，出现了与现代炼铁要求不相适应的局面。高炉出铁沟用耐火材料损坏的主要原因体现在以下两个方面一是渣线部位被侵蚀是由于①渣的侵蚀；②氧化作用；③剥落和铁水的侵蚀，这些侵蚀因素按主次程度排列为①②③，所以提高渣线部位耐火材料的抗侵蚀性需要①提高耐火材料抗渣铁侵蚀性；②提高耐火材料的抗氧化性；③控制热膨胀和抗热震性；④提高耐火材料强度。其中提高耐火材料抗渣铁侵蚀性和控制热膨胀性是最有效的；二是铁水层被侵蚀是由于渣中Fe0的侵蚀和铁水的冲蚀磨损。因此提高铁水层耐火材料的抗侵蚀性需要提高耐火材料抗FeO侵蚀的能力和抗铁水的冲击磨损能力，尤其提高耐火材料抗FeO的侵蚀能力最有效。目前，国内外高炉出铁沟用内衬的理念是容易施工，然而这种内衬也有个缺点，那就是很难提高出铁沟的使用寿命，因此，要求开发分别适合于渣层和铁水层的耐火材料是很有必要的，这样又给现场施工操作带来了困难。所以，大型高炉出铁沟浇注料越来越要求采用耐用性高的新型耐火浇注料。 最近在研究开发出铁沟用Al20fSiC-C质浇注料中，引用了镁铝尖晶石，尖晶石材料具有熔点高、耐磨、抗热冲击、不易同高温熔渣反应，尤其具有优良的抗FeO侵蚀性能，在钢铁冶炼高温热工设备中得到了广泛应用。将尖晶石组分引用在传统的Al203-SiC-C质出铁沟浇注料中，能够显著提高浇注料抗渣铁侵蚀性能和抗熔渣铁水的冲击性能，并且可以显著提高出铁沟浇注料的使用寿命。应当指出，这里引用的尖晶石，不是预先合成的尖晶石，而是通过原位合成反应生成的二次尖晶石，因而使其浇注料结构、性能及耐用性都得到了明显的改善和提高，使出铁沟浇注料发展进入了一个新水平。 近年来采用纳米技术、纳米材料在耐火材料领域中应用取得了迅速发展。本专利技术人在研究开发了二次精炼LF炉整体炉衬用含碳-铝尖晶石耐火浇注料时，引用了纳米技术和纳米材料在含碳_铝尖晶石浇注料进行了应用，开发成功一种用纳米A1203薄膜包裹的碳_铝尖晶石耐火浇注料。它的制备和在二次精炼钢包中的使用成功，为二次精炼技术发展和在整体钢包中应用起到了重要的推动作用。在本专利技术中是以纳米A1203和SiC作为碳粉的涂覆材料，并以Al (0H)3和Mg(0H)2复合溶胶悬浮液作纳米复合陶瓷结合剂，制成了本专利技术纳米Al203_MA-SiC-C质耐火浇注料，这是纳米技术和纳米材料在耐火材料领域中应用又一个典型实例。 本专利技术目的是采用纳米技术和纳米材料，开创一种具有优良的抗渣铁侵蚀性、抗冲刷性、抗热震性、耐磨损和高耐用性的现代高炉出铁沟用纳米Al203-MA-SiC-C质耐火浇注料，以满足和适应现代大型炼铁高炉生产发展需求，为现代炼铁高炉技术发展提供最佳服务。 本专利技术用A1203和SiC薄膜包裹碳的并且用Al (0H)3和Mg(0H)2复合溶胶悬浮液作为纳米陶瓷结合制作的Al203-MA-SiC-C质耐火浇注料，其关键技术是纳米材料的制作、配方优化和新生产工艺的采用。该料是由耐火骨料、基质粉料、结合剂和外加剂等组成。其中，耐火骨料用量为67-73% ;基质粉料和结合剂合用量为27-33%。 骨料配料组成特级砜土熟料0-45% ，其中10-20mm大颗粒0-35% ， 5_10mm颗粒料为0-10% ;棕刚玉20-60% ，其中10-15mm大颗粒为0-35%， 5-10mm颗粒料为0-10%， 3-5mm颗粒料为0-14%，1-3咖颗粒料为0-14% ，0. l-lmm颗粒料为0-12% ; 碳化硅0. 1-lmm颗粒料为0_12% ; 基质粉料和结合剂系统配料组成 纯铝酸钙水泥CA-70为2-4% ; 硅灰0. 5-2% ; 白刚玉或板状刚玉《44 ii m为4-10 % ; 煅烧镁石:《44线0-5 % ; 镁铝尖晶石《44 ii m， 0-6 % ; 活性八1203超细粉《2iim为0-4% ; a -A1203超细粉:《4 ii m， 0-5 % ; 碳粉D5。 = 10 ii m， 2-5 % ; 碳化硅粉《10iim，5_15% ; 金属铝粉D90 = 2 ii m， 0-1 % ; 金属硅粉D90 = 2 ii m， 1-4% ; 碳化硅和氢氧铝复合溶胶液以干料量计0_8%，其中碳化硅为0_4%，氧化铝为 0-4% ; 氢氧化铝和氢氧化镁复合溶胶液以干料量计0_8%，其中氧化铝为0本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种纳米Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］、ＳｉＣ薄膜包裹碳的Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］－ＭＡ－ＳｉＣ－Ｃ质耐火浇注料及其制备方法，其特征在于耐火浇注料配料组成的质量百分比是由６７－７３％的骨料和２７－３３％的基质粉料及结合剂系统组成，骨料配料组成：特级矾土熟料：０－４５％，其中１０－２０ｍｍ大颗粒料为０－３５％，５－１０ｍｍ颗粒料为０－１０％；棕刚玉：２０－６０％，其中１０－１５ｍｍ大颗粒料为０－３５％，５－１０ｍｍ颗粒料为０－１０％，３－５ｍｍ颗粒料为０－１４％，１－３ｍｍ颗粒料为０－１４％，０．１－１ｍｍ颗粒料为０－１２％；致密刚玉或板状刚玉：其中１－３ｍｍ颗粒料为０－１０％，０．１－１ｍｍ颗粒料为０－１０％；电熔尖晶石：０．１－１ｍｍ颗粒料为０－１６％；碳化硅：０．１－１ｍｍ颗粒料为０－１２％；基质粉料和结合剂系统配料组成：铝酸钙水泥ＣＡ－７０：２－４％；硅灰：０．５－２％；白刚玉或板状刚玉：≤４４μｍ，４－１０％；煅烧镁石：≤４４μｍ，０－５％；铝镁尖晶石：≤４４μｍ，０－６％；活性Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］超细粉：≤２μｍ，０－４％；α－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］超细粉：≤４μｍ，０－５％；碳粉：Ｄ↓［５０］＝１０μｍ，２－５％；碳化硅粉：≤１０μｍ，５－１５％；金属铝粉：Ｄ↓［９０］＝２μｍ，０－１％；金属硅粉：Ｄ↓［９０］＝２μｍ，１－４％；碳化硅和氢氧化铝复合溶胶液以干料量计：０－８％，其中碳化硅为０－４％，氧化铝为０－４％；氢氧化铝和氢氧化镁复合溶胶液以干料量计：０－８％，其中氧化铝为０－４％，氧化镁为０－４％；稀释剂和分散剂，外加：０．１－０．４％；六偏磷酸钠、三聚磷酸钠，外加：０－０．３５％；有机乙二醇、丁醇类分散剂，外加：０－０．３０％；水，补加：０－１％。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高树森，
申请(专利权)人：高树森，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]
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