CN102020474A - 一种高温低导热耐火材料及生产方法 - Google Patents
一种高温低导热耐火材料及生产方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102020474A CN102020474A CN 200910187514 CN200910187514A CN102020474A CN 102020474 A CN102020474 A CN 102020474A CN 200910187514 CN200910187514 CN 200910187514 CN 200910187514 A CN200910187514 A CN 200910187514A CN 102020474 A CN102020474 A CN 102020474A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnesite
- high temperature
- weight percent
- heat conduction
- refractory materials
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 claims abstract description 29
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 29
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 claims abstract description 29
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 25
- DJOYTAUERRJRAT-UHFFFAOYSA-N 2-(n-methyl-4-nitroanilino)acetonitrile Chemical compound N#CCN(C)C1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 DJOYTAUERRJRAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 11
- 239000003595 mist Substances 0.000 claims description 7
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 238000009747 press moulding Methods 0.000 claims description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 21
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 21
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract description 5
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract description 5
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 abstract 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 9
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 7
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001051 Magnalium Inorganic materials 0.000 description 1
- RWDBMHZWXLUGIB-UHFFFAOYSA-N [C].[Mg] Chemical compound [C].[Mg] RWDBMHZWXLUGIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000013332 literature search Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
本发明公开一种高温低导热耐火材料及生产方法，以电熔镁砂骨料、菱镁矿微粉、锆酸钙微粉和结合剂为原料，并以一定的粒度加工成耐火浇注料。材料的重量百分比为：电熔镁砂骨料30％～75％，菱镁矿微粉5％～10％；锆酸钙微粉5％～20％；结合剂5％～15％。其生产方法为：将原料按比例需在混料器中进行充分混合、采用高冲程摩擦压机成型、烘干、在1200～1400℃温度下烧制而成，保温时间为5～10小时。本发明现有材料相比提高了材料的韧性和抗热震性能和抗侵蚀渗透能力，尤其对于钢包钢水的传热过程可以减少温降。本发明采用大于1000目菱镁石微粉做原料，微分在高温下产生分布均匀的细小气孔，降低了材料的导热系数，增加保温效果。
Description
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，涉及到用于炼钢的钢包、中包和窑炉等高温设备的工作层和保温层用的耐火材料，具体是一种高温低导热耐火材料及生产方法。
背景技术
钢包内钢水温度是炼钢厂生产中的重要技术指标，降低钢包中钢水的温降是保证生产顺行的重要因素。钢包中的钢水温降主要通过钢水表面散热、包衬散热以及最初的钢包烘烤温度。目前空钢包的烘烤温度都能达到1000℃；为防止钢包钢水表面散热，在钢水传搁过程中钢包均加保温盖。因此包衬散热是目前钢包钢水温降的主要因素。
目前包衬本体为镁铝质，渣线位为镁碳质。镁碳质材料的特点是：具有高耐侵蚀性和热震性能，但缺点是导热率高，严重影响钢水的保温效果。因此降低钢包材料的导热性是解决温降的一个主要途径。
从文献检索看，目前从钢包衬方面减少钢包钢水温降使用方法有：
采用低导热率的含碳耐火材料。如2000年《国外耐火材料》发表的“低导热性含碳耐火材料(ECONOS)论文中提出开发的低导热率Mgo-C砖。该材料比普通Mgo-C砖产品可以降低导热率30％。有效抑制了钢水温降。但没有介绍材料的制造工艺。2008年《材料导报》发表的“不同粒度的鳞片石墨对低碳镁碳耐火材料性能的影响”论文介绍了石墨粒度影响导热率，试验结果是1000目石墨的导热率最小。但没有介绍材料的制造工艺。
目前工艺技术存在的不足：渣线采用镁碳质耐火材料的钢包，该材料导热系数大；生产洁净钢尤其是对碳含量要求严格的超低碳汽车板钢可能会影响钢中的碳含量。因此需要开发针对低导热钢包衬耐火材料的一种方法，这种材料既保温又不增加钢水碳含量。
发明内容
本发明的目的是针对现有炼钢的钢包、中包和窑炉等高温设备的工作层和保温层用的耐火材料存在的问题，公开一种高温低导热耐火材料及生产方法，降低钢包渣线导热性，适合炼钢厂钢包等的使用，保温效果高于正常钢包衬材料，钢水在传搁过程温降达到0.4℃/min。
本发明以电熔镁砂骨料、菱镁矿微粉、锆酸钙微粉和结合剂为原料，并以一定的粒度加工成耐火浇注料。
所涉及材料的重量百分比为：
电熔镁砂骨料30％～75％，
菱镁矿微粉：5％～10％；
锆酸钙微粉：5％～20％；
结合剂：5％～15％。
其中骨料电熔镁砂中(MgO)重量百分比含量≥96％
粒度：5～8mm：1％～10％；
3～5mm：15％～25％；
1～3mm：15％～25％；
0～1mm：5％～15％；
菱镁矿微粉中(MgCO3)重量百分比含量≥90％，粒度大于1000目；
锆酸钙中(CaZrO2)重量百分比含量≥95％；粒度小于100～300目。
所涉及的结合剂为水泥和粘土其中的一种或两种。
本发明的生产方法为：
a将电熔镁砂、菱镁矿粉、锆酸钙和结合剂等复合粉料需在混料器中进行充分混合，混料时间在1～24小时，混匀后在混合料中外加重量百分比≤15％的水搅拌均匀；
b采用高冲程摩擦压机成型(成型压力≤200MPa)，
c烘干温度在100～200℃，时间为1～16小时。
d在1200～1400℃温度下烧制而成，保温时间为5～10小时。
本发明由于高温下菱镁矿微粉分解后产生方镁石和CO2气体，形成细小且分布均匀的气孔，即不降低高温强度，又能够提高保温效果。
本发明的浇注料锆酸钙导热性比方镁石的低得多，提高了材料的保温效果。
本发明的浇注料高温下，锆酸钙与方镁石高温膨胀率之间的差异，导致砖中产生微裂纹，微裂纹的存在可以吸收、分散材料内的热应力，从而提高材料的韧性和抗热震性能。
本发明的浇注料高温下，方镁石和锆酸钙之间形成直接结合，提高了材料的抗侵蚀渗透能力。
采用该种高温低导热率耐火材料，由于导热率低，减少了热量损失，同时具有强度高、耐火度高、高热震稳定性等特点。尤其对于钢包钢水的传热过程可以减少温降。
目前钢包衬渣线耐火材料通常采用镁砂和石墨等作原材料，高温条件使用后，气孔大小分布无法控制，且材料中含碳导致导热系数大，包衬保温效果差。本发明采用大于1000目菱镁石微粉做原料，微分在高温下产生分布均匀的细小气孔，降低了材料的导热系数，增加保温效果。
具体实施方式
本发明其以电熔镁砂骨料、菱镁矿微粉、锆酸钙微粉和结合剂为原料，并以一定的粒度加工成耐火浇注料。
所涉及材料的重量百分比为：
电熔镁砂骨料30％～75％，
菱镁矿微粉：5％～10％；
锆酸钙微粉：5％～20％；
结合剂：5％～15％。
其中骨料电熔镁砂中(MgO)的重量百分比含量≥96％
粒度：按重量百分比
5～8mm：1％～10％；
3～5mm：15％～25％；
1～3mm：15％～25％；
0～1mm：5％～15％；
菱镁矿微粉中(MgCO3)重量百分比含量≥90％，粒度大于1000；
锆酸钙中(CaZrO2)重量百分比含量≥95％；粒度小于100～300目。
所涉及的结合剂为水泥和粘土或其中的一种。
本发明的生产方法为：
a将电熔镁砂、菱镁矿粉、锆酸钙和结合剂等复合粉料需在混料器中进行充分混合，混料时间在1～24小时，混匀后在混合料中外加重量百分比≤15％的水搅拌均匀；
b采用高冲程摩擦压机成型(成型压力≤200MPa)，
c烘干温度在100～200℃，时间为1～16小时。
d在1200～1400℃温度下烧制而成，保温时间为5～10小时。
下面通过本发明的几个实施例说明本发明的具体成分及采用其工艺方法生产出的产品的效果。
表1列出了实施例原料配比试验方案。
将每种方案所选取的原料在封闭式混匀机中混6小时，混匀后每种混合料外加≤15％的水搅拌均匀，采用高冲程摩擦压机成型(成型压力≤200MPa)。成型后在180℃烘房内烘干，其中方案1、方案2和方案3烘干时间分别为3小时、6小时和10小时左右，在高温下烧成并保温，烧成温度分别为1200℃、1300℃、1400℃，保温时间分别为5小时、8小时和10小时。
实施例与原MgO-C耐火砖性能指标如表2所示，由表2列出的性能表明，采用本发明所用原料制成的耐火砖性能指标要由于原MgO-C耐火砖性能指标，其原因在于采用钙锆石微粉和菱镁矿微粉使材料的导热系数降低、气孔率提高、气孔尺寸小且分布均匀，减少热量损失，具有良好的保温效果，同时具有强度高、耐火度高、高热震稳定性等特点。
表1实施例原料配比方案 Wt％
表2实施例与原MgO-C耐火砖性能指标比较
Claims (5)
1.一种高温低导热耐火材料，其特征在于，以电熔镁砂骨料、菱镁矿微粉、锆酸钙微粉和结合剂为原料，加工成耐火浇注料，
其材料的重量百分比为：
电熔镁砂骨料30％～75％，
菱镁矿微粉：5％～10％；
锆酸钙微粉：5％～20％；
结合剂：5％～15％。
2.根据权利要求1所述的一种高温低导热耐火材料，其特征在于，其中骨料电熔镁砂中MgO的重量百分比含量≥96％
粒度重量百分比：
5～8mm：1％～10％；
3～5mm：15％～25％；
1～3mm：15％～25％；
0～1mm：5％～15％；
3.根据权利要求1所述的一种高温低导热耐火材料，其特征在于，菱镁矿微粉中MgCO3重量百分比含量≥90％，粒度大于1000目；锆酸钙中CaZrO2重量百分比含量≥95％；粒度小于100～300目。
4.根据权利要求1所述的一种高温低导热耐火材料，其特征在于，所涉及的结合剂为水泥和粘土其中的一种或两种。
5.一种生产如权利要求1～4的一种高温低导热耐火材料的生产方法其特征在于：
a将电熔镁砂、菱镁矿粉、锆酸钙和结合剂等复合粉料需在混料器中进行充分混合，混料时间在1～24小时，混匀后在混合料中外加重量百分比≤15％的水搅拌均匀；
b采用高冲程摩擦压机成型，成型压力≤200MPa；
c烘干温度在100～200℃，时间为1～16小时；
d在1200～1400℃温度下烧制而成，保温时间为5～10小时。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200910187514 CN102020474B (zh) | 2009-09-18 | 2009-09-18 | 一种高温低导热耐火材料及生产方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200910187514 CN102020474B (zh) | 2009-09-18 | 2009-09-18 | 一种高温低导热耐火材料及生产方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102020474A true CN102020474A (zh) | 2011-04-20 |
| CN102020474B CN102020474B (zh) | 2013-03-13 |
Family
ID=43862299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200910187514 Active CN102020474B (zh) | 2009-09-18 | 2009-09-18 | 一种高温低导热耐火材料及生产方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102020474B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102775173A (zh) * | 2012-08-17 | 2012-11-14 | 武汉科技大学 | 一种隔热镁质浇注料及其制备方法 |
| CN102775172A (zh) * | 2012-08-17 | 2012-11-14 | 武汉科技大学 | 一种镁碳复合材料及其制备方法 |
| CN104230351A (zh) * | 2013-06-21 | 2014-12-24 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 一种rh炉用无铬镁铝尖晶石砖修补料 |
| CN104725057A (zh) * | 2015-03-10 | 2015-06-24 | 河南瑞泰耐火材料科技有限公司 | 中密度镁橄榄石砂及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1069563C (zh) * | 1998-12-21 | 2001-08-15 | 冶金工业部洛阳耐火材料研究院 | 连续铸钢用镁质中间包涂料 |
| CN100366580C (zh) * | 2006-04-14 | 2008-02-06 | 西安建筑科技大学 | 水泥窑高温带用MgO－CaO－ZrO2砖及其制造方法 |
-
2009
- 2009-09-18 CN CN 200910187514 patent/CN102020474B/zh active Active
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102775173A (zh) * | 2012-08-17 | 2012-11-14 | 武汉科技大学 | 一种隔热镁质浇注料及其制备方法 |
| CN102775172A (zh) * | 2012-08-17 | 2012-11-14 | 武汉科技大学 | 一种镁碳复合材料及其制备方法 |
| CN104230351A (zh) * | 2013-06-21 | 2014-12-24 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 一种rh炉用无铬镁铝尖晶石砖修补料 |
| CN104230351B (zh) * | 2013-06-21 | 2016-06-01 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 一种rh炉用无铬镁铝尖晶石砖修补料 |
| CN104725057A (zh) * | 2015-03-10 | 2015-06-24 | 河南瑞泰耐火材料科技有限公司 | 中密度镁橄榄石砂及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102020474B (zh) | 2013-03-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102731121B (zh) | 高性能镁铝铬复合尖晶石砖及其制造方法 | |
| CN100378029C (zh) | 一种多孔尖晶石质陶瓷材料及其制备方法 | |
| CN100503516C (zh) | 一种含轻质多孔骨料的铝镁质耐火砖及其制备方法 | |
| CN106278321B (zh) | 一种高韧性耐火材料及其制备工艺 | |
| CN103570364B (zh) | 一种不烧镁铝尖晶石砖 | |
| CN102329137B (zh) | 一种无碳铝镁质不烧砖、配制方法及应用 | |
| CN102718513A (zh) | 一种铝镁质耐火浇注料及其制备方法 | |
| CN101284736A (zh) | 炼钢用防粘涂抹料及其制备方法 | |
| CN106336200B (zh) | 一种无机纤维增韧耐火材料及其制备工艺 | |
| CN102887715A (zh) | 一种用于快速烘烤的钢包永久层浇注料 | |
| CN104086192A (zh) | 一种轻质保温六铝酸钙浇注料 | |
| CN108610063A (zh) | 高性能莫来石保温耐火浇注料 | |
| CN107954697A (zh) | 一种添加碳化硼的镁碳砖及其制备方法 | |
| CN103332940A (zh) | 铜熔炼炉用半再结合镁铬砖及其制备方法 | |
| JP5943032B2 (ja) | 軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物の製造方法 | |
| CN107311626A (zh) | 一种添加氮化铝的镁碳砖及其制备方法 | |
| CN104496493A (zh) | 一种耐高温复合铝镁不烧砖及其制备方法 | |
| CN108484139B (zh) | 一种镁铬耐火材料的制备方法 | |
| CN105481375A (zh) | 一种节能耐火材料 | |
| CN102020474B (zh) | 一种高温低导热耐火材料及生产方法 | |
| CN102701759A (zh) | 镁铁尖晶石砖 | |
| JP5361795B2 (ja) | 内張り流し込み材 | |
| CN107140956A (zh) | 一种烧成高铝质耐火砖及其制备方法 | |
| CN106380221A (zh) | 一种莫来石轻质耐火材料及其制备方法 | |
| CN109160812A (zh) | 水泥窑用低导热镁铝尖晶石砖 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |