CN102617171B - 一种MgAlON结合铝镁质透气砖及其制备方法 - Google Patents
一种MgAlON结合铝镁质透气砖及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102617171B CN102617171B CN201210100021.1A CN201210100021A CN102617171B CN 102617171 B CN102617171 B CN 102617171B CN 201210100021 A CN201210100021 A CN 201210100021A CN 102617171 B CN102617171 B CN 102617171B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- permeable brick
- mgalon
- gas permeable
- fine powder
- conjunction
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
本发明具体涉及一种MgAlON结合铝镁质透气砖及其制备方法。其技术方案是:先以55~65wt%的烧结刚玉颗粒、25~35wt%的氧化铝细粉、2~10wt%的金属铝粉和2~10wt%的电熔镁砂细粉为原料,外加所述原料2~6wt%的酚醛树脂,混碾搅拌,机压成型,在180~220℃条件下烘烤12~24小时;然后以2~5℃/min的升温速率升温至1500~1700℃,保温3~5小时,制得MgAlON结合铝镁质透气砖。本发明所制备的MgAlON结合铝镁质透气砖具有致密度高、高温强度较大、抗热震性好、不被钢水润湿和抗渣侵蚀性强的特点。
Description
技术领域
本发明属于铝镁质透气砖技术领域。具体涉及一种MgAlON结合铝镁质透气砖及其制备方法。
背景技术
刚玉-尖晶石耐火材料不仅具有较良好的耐高温性能和抗渣性,且抗K2O和Na2O的硫酸盐侵蚀性强,同时在还原气氛下体积稳定性优良和抗游离CO2、SO2和SO3的侵蚀性好。刚玉与尖晶石具有相近的热膨胀系数,使得材料不会因受热膨胀不同而使材料开裂,广泛应用于钢包内衬。
目前工业上使用的钢包透气砖芯转主要以刚玉-尖晶石质为主,部分加入少量Cr2O3或铬刚玉以提高材料抗渣侵蚀性、渗透性和热震稳定性,采用铝酸钙水泥结合,浇注成型,烘烤后高温烧成制得。但Cr3+的引入会导致材料烧后,Cr3+被氧化成有毒的Cr6+,污染环境。
透气砖在使用过程中长期与钢液接触,工作面与非工作温度相差很大;同时透气砖在工作和间歇之间使工作面产生巨大温差,导致材料的热剥落。因此,热震损毁是透气砖损毁的最主要方式,严重限制着透气砖的使用寿命。
为了提高透气砖的热震稳定性,延长透气砖寿命,国内外技术人员做了大量研究。Hoffmanna.S等(Hoffmanna.S, Norbergb.S.T, Yoshimura.M, Strutctural models for intergrowth structures in the phase system A12O3-TiO2)研究表明,钛酸铝在各个晶轴方向的热膨胀系数不同,冷却过程中易产生晶界裂纹,起到增韧作用,加入到刚玉-尖晶石材料中可改善材料热震稳定性,但钛酸铝不稳定,在900~1350℃下易发生分解而失去作用。贾全利等(贾全利,叶方保,钟香崇.ZrO2加入量对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响.耐火材料.2009, 43(1) 27~30.)在刚玉-尖晶石材料中引入ZrO2,利用ZrO2相变增韧提高了材料的热震稳定性,但降低了材料的高温强度,同时因ZrO2相变产了一定体积变化。薛文东(薛文东.精炼钢包用供气元件的材质、孔型设计及应用的研究[D].北京:北京科技大学博士学位论文.2003.)研究了刚玉-氮化硅透气砖,改善了材料性能,但金属硅的引入使得高温下生成SiO2,对材料的抗渣产生不利影响。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷,任务是提供一种致密度高、高温强度较大、抗热震性好、不被钢水润湿和抗渣性侵蚀性强的MgAlON结合铝镁质透气砖及其制备方法。
为完成上述任务,本发明采用的技术方案是:先以55~65wt%的烧结刚玉颗粒、25~35wt%的氧化铝细粉、2~10wt%的金属铝粉和2~10wt%的电熔镁砂细粉为原料,外加所述原料2~6wt%的酚醛树脂,混碾搅拌,机压成型,在180~220℃条件下烘烤12~24小时;然后以2~5℃/min的升温速率升温至1500~1700℃,保温3~5小时,制得MgAlON结合铝镁质透气砖。
在上述技术方案中:烧结刚玉颗粒的Al2O3含量≥99wt%,烧结刚玉颗粒级配比是:5mm>d≥3mm为16~34wt%,3mm>d≥1mm为33~67wt%,1mm>d为16~34wt%;氧化铝细粉的Al2O3含量≥98wt%,氧化铝细粉的粒径小于0.088mm;电熔镁砂细粉的MgO含量≥96wt%,电熔镁砂细粉的粒径小于0.088mm;金属铝粉的粒径小于0.088mm。
由于采用上述技术方案,本发明将金属铝粉作为添加剂加入到铝镁质耐火材料中,一方面由于其塑性大,通过塑性成型改善了烘后材料韧性及强度;另一方面金属铝粉的表面活性很大,700℃左右熔融,在较低温度下生成液相,形成非氧化物增强相纤维状碳化铝,从而提高了制品的致密度及强度。且碳化铝经高温氮化处理后生成MgAlON,增大了界面张力,使得材料与钢液和渣的润湿角增大,难与材料润湿,使得透气砖在使用后不需要进行烧氧反吹;良好的机械韧性及较低的热膨胀系数显著改善了透气砖的抗热震性,同时具有较大的高温强度,延长了透气砖的使用寿命。此外,本发明还避免了Cr2O3的使用,降低了生产成本,亦避免了Cr6+对水质环境的污染,既有经济效益又有环境效益。
本发明所制备的MgAlON结合铝镁质透气砖经检测:200℃×18h烘后的体积密度为2.97~3.07g/cm3,常温抗折强度为9.8~11.4MPa,常温耐压强度为68~78MPa;1600℃×5h烧后的体积密度为2.91~3.04g/cm3,常温抗折强度为29.2~33.2MPa,常温耐压强度为235~279MPa,热震断裂次数为15~21次,1400℃×0.5h高温抗折强度为17.5~22.3MPa。
因此,本发明所制备的MgAlON结合铝镁质透气砖具有致密度高、高温强度较大、抗热震性好、不被钢水润湿和抗渣侵蚀性强的特点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述,并非对其保护范围的限制:
为避免重复,先将本具体实施方式所涉及的原料理化技术参数统一描述如下,实施例中不再赘述:烧结刚玉颗粒的Al2O3含量≥99wt%,烧结刚玉颗粒级配比均为:5mm>d≥3mm为16~34wt%,3mm>d≥1mm为33~67wt%,1mm>d为16~34wt%;氧化铝细粉的Al2O3含量≥98wt%,氧化铝细粉的粒径小于0.088mm;电熔镁砂细粉的MgO含量≥96wt%,电熔镁砂细粉的粒径小于0.088mm;金属铝粉的粒径小于0.088mm。
实施例1
一种MgAlON结合铝镁质透气砖及其制备方法。先以62~65wt%的烧结刚玉颗粒、25~28wt%的氧化铝细粉、5~10wt%的金属铝粉和2~6wt%的电熔镁砂细粉为原料,外加所述原料2~4wt%的酚醛树脂,混碾搅拌,机压成型,在180~200℃条件下烘烤12~18小时;然后以2~5℃/min的升温速率升温至1500~1600℃,保温3~5小时,制得MgAlON结合铝镁质透气砖。
本实施例1中所制备的透气砖经检测:200℃×18h烘后的体积密度为3.04~3.07g/cm3,常温抗折强度为10.3~10.6MPa,常温耐压强度为76~78MPa;1600℃×5h烧后的体积密度为2.99~3.04g/cm3,常温抗折强度为30.5~31.1MPa,常温耐压强度为275~279Mpa,1100℃保温(水冷)循环16~18次断裂,1400℃×0.5h后高温抗折强度为20.7~22.3MPa。
实施例2
一种MgAlON结合铝镁质透气砖及其制备方法。先以60~62wt%的烧结刚玉颗粒、28~30wt%的氧化铝细粉、4~8wt%的金属铝粉和3~7wt%的电熔镁砂细粉为原料,外加所述原料3~5wt%的酚醛树脂,混碾搅拌,机压成型,在180~200℃条件下烘烤18~24小时;然后以2~5℃/min的升温速率升温至1500~1600℃,保温3~5小时,制得MgAlON结合铝镁质透气砖。
本实施例2中所制备的透气砖经检测:200℃×18h烘后的体积密度为3.02~3.05g/cm3,常温抗折强度为10.7~11.4MPa,常温耐压强度为71~77MPa;1600℃×5h烧后的体积密度为2.97~3.01g/cm3,常温抗折强度为31.6~33.2MPa,常温耐压强度为271~277Mpa,1100℃保温(水冷)循环15~18次断裂,1400℃×0.5h后高温抗折强度为19.2~21.6MPa。
实施例3
一种MgAlON结合铝镁质透气砖及其制备方法。先以58~60wt%的烧结刚玉颗粒、30~32wt%的氧化铝细粉、3~7wt%的金属铝粉和4~8wt%的电熔镁砂细粉为原料,外加所述原料4~6wt%的酚醛树脂,混碾搅拌,机压成型,在200~220℃条件下烘烤12~18小时;然后以2~5℃/min的升温速率升温至1600~1700℃,保温3~5小时,制得MgAlON结合铝镁质透气砖。
本实施例3中所制备的透气砖经检测:200℃×18h烘后的体积密度为3.00~3.02g/cm3,常温抗折强度为10.2~10.7MPa,常温耐压强度为68~73MPa;1600℃×5h烧后的体积密度为2.96~3.00g/cm3,常温抗折强度为29.4~31.0MPa,常温耐压强度为255~267Mpa,1100℃保温(水冷)循环19~21次断裂,1400℃×0.5h后高温抗折强度为19.1~20.4MPa。
实施例4
一种MgAlON结合铝镁质透气砖及其制备方法。先以55~58wt%的烧结刚玉颗粒、32~35wt%的氧化铝细粉、2~6wt%的金属铝粉和5~10wt%的电熔镁砂细粉为原料,外加所述原料3~4wt的酚醛树脂,混碾搅拌,机压成型,在200~220℃条件下烘烤18~24小时;然后以2~5℃/min的升温速率升温至1600~1700℃,保温3~5小时,制得MgAlON结合铝镁质透气砖。
本实施例4中所制备的透气砖经检测:200℃×18h的烘后的体积密度为2.97~3.00g/cm3,常温抗折强度为9.8~10.3MPa,常温耐压强度为67~72MPa;1600℃×5h烧后的体积密度为2.91~2.96g/cm3,常温抗折强度为29.2~31.6MPa,常温耐压强度为235~247Mpa,1100℃保温(水冷)循环15~17次断裂,1400℃×0.5h后高温抗折强度为17.5~19.2MPa。
本具体实施方式将金属铝粉作为添加剂加入到铝镁质耐火材料中,一方面由于其塑性大,塑性成型可以改善烘后材料韧性及强度;另一方面金属铝粉的表面活性很大,700℃左右熔融,在较低温度下生成液相,形成非氧化物增强相纤维状碳化铝,从而提高了制品的致密度及强度。而且,高温氮化处理后生成MgAlON,增大了界面张力,使得材料与钢液和渣的润湿角增大,难与材料润湿,使得透气砖在使用后不需要进行烧氧反吹;良好的机械韧性及较低的热膨胀系数显著改善了透气砖的抗热震性,同时具有较大的高温强度,延长了透气砖的使用寿命。此外,本具体实施方式还避免了Cr2O3的使用,降低了生产成本,亦避免了Cr6+对水质环境的污染,既有经济效益又有环境效益。
本具体实施方式所制备的MgAlON结合铝镁质透气砖经检测:200℃×18h烘后的体积密度为2.97~3.07g/cm3,抗折强度为9.8~11.4 MPa,耐压强度为68~78MPa;1600℃×5h烧后的体积密度为2.91~3.04g/cm3,抗折强度为29.2~33.2MPa,耐压强度为235~279MPa,热震断裂次数为15~21次,高温抗折强度为17.5~22.3MPa。
因此,本具体实施方式具有致密度高、高温强度较大、抗热震性好、不被钢水润湿和抗渣侵蚀性强的特点。
Claims (5)
1.一种MgAlON结合铝镁质透气砖的制备方法,其特征在于先以55~65wt%的烧结刚玉颗粒、25~35wt%的氧化铝细粉、2~10wt%的金属铝粉和2~10wt%的电熔镁砂细粉为原料,外加所述原料2~6wt%的酚醛树脂,混碾搅拌,机压成型,在180~220℃条件下烘烤12~24小时;然后以2~5℃/min的升温速率升温至1500~1700℃,保温3~5小时,制得MgAlON结合铝镁质透气砖;
所述烧结刚玉颗粒的Al2O3含量≥99wt%;烧结刚玉颗粒级配比是:5mm>d≥3mm为16~34wt%,3mm>d≥1mm为33~67wt%,1mm>d为16~34wt%。
2.根据权利要求1所述的MgAlON结合铝镁质透气砖的制备方法,其特征在于所述氧化铝细粉的Al2O3含量≥98wt%,氧化铝细粉的粒径小于0.088mm。
3.根据权利要求1所述的MgAlON结合铝镁质透气砖的制备方法,其特征在于所述电熔镁砂细粉的MgO含量≥96wt%,电熔镁砂细粉的粒径小于0.088mm。
4.根据权利要求1所述的MgAlON结合铝镁质透气砖的制备方法,其特征在于所述金属铝粉的粒径小于0.088mm。
5.根据权利要求1~4项中任一项所述的MgAlON结合铝镁质透气砖的制备方法所制备的MgAlON结合铝镁质透气砖。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210100021.1A CN102617171B (zh) | 2012-04-09 | 2012-04-09 | 一种MgAlON结合铝镁质透气砖及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210100021.1A CN102617171B (zh) | 2012-04-09 | 2012-04-09 | 一种MgAlON结合铝镁质透气砖及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102617171A CN102617171A (zh) | 2012-08-01 |
CN102617171B true CN102617171B (zh) | 2014-01-15 |
Family
ID=46557446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201210100021.1A Expired - Fee Related CN102617171B (zh) | 2012-04-09 | 2012-04-09 | 一种MgAlON结合铝镁质透气砖及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102617171B (zh) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103787681B (zh) * | 2014-02-14 | 2015-06-24 | 唐山市国亮特殊耐火材料有限公司 | 中间包弥散式透气砖及其制备方法 |
CN103896611B (zh) * | 2014-03-14 | 2016-03-02 | 濮阳濮耐高温材料(集团)股份有限公司 | 一种高吹通率透气砖及其制造方法 |
CN104876620B (zh) * | 2015-05-04 | 2016-08-24 | 昆山安泰美科金属材料有限公司 | 一种制备透气性材料的方法 |
CN105669220B (zh) * | 2016-01-05 | 2018-02-09 | 武汉科技大学 | 一种澳斯麦特炉内衬用再生铝铬砖及其制备方法 |
CN106380214A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-02-08 | 长兴科特碳化硅有限公司 | 钢包用复合式弥散透气砖及其制备方法 |
CN106468086A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-03-01 | 长兴科特碳化硅有限公司 | 复合式弥散透气砖及其制备方法 |
CN110066167A (zh) * | 2018-01-23 | 2019-07-30 | 江苏盛耐新材料有限公司 | 一种机压长寿命透气砖的复配及其烧制工艺 |
CN108503381A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-09-07 | 河南省西峡县冶金辅料有限公司 | 一种机压组装式透气砖及其制备方法 |
CN111793734B (zh) * | 2020-06-29 | 2023-11-17 | 洛阳利尔功能材料有限公司 | 一种3d打印透气砖及其制备方法 |
CN111848195A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-10-30 | 洛阳科创新材料股份有限公司 | 一种金属液体净化器用铝镁质多孔陶瓷部件及其制备方法 |
CN113292321B (zh) * | 2021-06-23 | 2022-06-24 | 郑州振东科技有限公司 | 一种钢包低碳工作衬砖 |
CN115403302B (zh) * | 2022-08-31 | 2024-02-13 | 湖南湘钢瑞泰科技有限公司 | 一种再生墙砖及其制备方法 |
CN116693276B (zh) * | 2023-05-17 | 2024-05-28 | 北京科技大学 | 一种TiN-MgAlON-Al2O3复合耐火材料、制备方法及应用 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1880267A (zh) * | 2005-06-14 | 2006-12-20 | 郑州大学 | 微孔MgAlON复合刚玉材料制备方法 |
-
2012
- 2012-04-09 CN CN201210100021.1A patent/CN102617171B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1880267A (zh) * | 2005-06-14 | 2006-12-20 | 郑州大学 | 微孔MgAlON复合刚玉材料制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
MgAlON及MgAlON结合MgO材料烧结性能研究;程竹 等;《耐火材料》;20101231;第44卷(第6期);第437-441页 * |
程竹 等.MgAlON及MgAlON结合MgO材料烧结性能研究.《耐火材料》.2010,第44卷(第6期),第437-441页. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102617171A (zh) | 2012-08-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102617171B (zh) | 一种MgAlON结合铝镁质透气砖及其制备方法 | |
CN101928480B (zh) | 一种镁碳砖无铝抗氧化涂层的制备方法 | |
CN100560538C (zh) | 一种含ZrO2镁碳砖及其制备方法 | |
CN102093063B (zh) | 镁铝锆复合尖晶石耐火材料 | |
CN103570364B (zh) | 一种不烧镁铝尖晶石砖 | |
CN102815951B (zh) | 一种耐火耐蚀涂料 | |
CN103539465B (zh) | 一种高性能镁碳砖及其制备方法 | |
CN104496493B (zh) | 一种耐高温复合铝镁不烧砖及其制备方法 | |
CN108069708A (zh) | 一种高热震长寿命匣钵及制备方法 | |
CN104355636A (zh) | 一种rh炉浸渍管浇注料及其制备方法 | |
CN102936142B (zh) | 一种添加二氧化锰的镁碳砖及其制备方法 | |
CN107235738A (zh) | 一种纤维增韧耐火材料的制备方法 | |
CN106007742A (zh) | 一种红土镍矿回转窑用钛铝酸钙砖及其制备方法 | |
CN108558416A (zh) | 一种陶瓷烧成窑具及制备方法 | |
CN105967702B (zh) | 一种滑板砖及其制备方法 | |
CN106966739A (zh) | 一种改良的rh喷补料 | |
CN105174983B (zh) | 一种rh内衬用镁尖晶石砖及其制备方法 | |
CN103553578A (zh) | 一种凝胶结合低温烧成透气砖及其制备工艺 | |
CN102765949B (zh) | 一种堇青石轻质浇注料及其制备方法 | |
CN106336227B (zh) | 一种矿产废弃物耐火材料及其制备工艺 | |
CN103467124B (zh) | 一种水煤浆气化炉用尖晶石浇注料及其使用方法 | |
CN103011857B (zh) | 有色冶金窑炉用富镁尖晶石锆砖 | |
CN108129137A (zh) | 大型水泥回转窑用复合镁铝尖晶石砖及其生产方法 | |
CN108218444A (zh) | 一种含锆红柱石增韧匣钵及制备方法 | |
CN103351166B (zh) | 六铝酸钙/钙铝黄长石复相隔热保温耐火材料及其制备方法 |
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 | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140115 Termination date: 20150409 |
|
EXPY | Termination of patent right or utility model |