CN103145432B - 一种不烧氮化硅铁-棕刚玉复合耐火材料的制备方法 - Google Patents
一种不烧氮化硅铁-棕刚玉复合耐火材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103145432B CN103145432B CN201310096692.XA CN201310096692A CN103145432B CN 103145432 B CN103145432 B CN 103145432B CN 201310096692 A CN201310096692 A CN 201310096692A CN 103145432 B CN103145432 B CN 103145432B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ferro
- silicon nitride
- resistance
- refractory
- brown alundum
- 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
Abstract
本发明涉及一种不烧氮化硅铁-棕刚玉复合耐火材料及其制备方法,属于耐火材料领域。该复合耐火材料按重量百分比计的原料组成为55-88%的棕刚玉、1-25%的活性氧化铝、5-30%的氮化硅铁,外加上述原料总量2-6%的酚醛树脂为结合剂。生产时按配比称取各种原料,混合均匀,经混炼得到泥料,然后压制成型,在120℃-600℃下干燥5-25h。该产品具有氧化物-非氧化物复合的结构,有优良的物理性能指标:显气孔率3-12%、体积密度2.95-3.33g/cm3、常温耐压强度105-265MPa、高温抗折强度12-56Mpa。本发明产品无需高温烧成,原料价格低廉,大大降低了生产成本,并且适应了RH精炼用无铬化耐火材料的需求。
Description
技术领域
本发明涉及制备一种RH精炼用耐火材料,尤其涉及一种RH精炼用的不烧氮化硅铁-棕刚玉复合无铬化耐火材料及其制备方法,属于耐火材料领域。
背景技术
近几年来,随着冶金工业的迅速发展,对钢材质量的要求越来越高,而且纯净钢的需求量不断增加,因而促进了RH多功能精炼技术的迅速发展。
在RH精炼炉中,内衬经受着高强度的钢液冲刷,渣侵蚀以及巨大的温差变化,因此对耐火材料抗渣性、热震性的性能都有较高的要求。通常使用的镁铬砖在热震稳定性和抗渣性等方面表现都比较出色,是现在我国大多数钢厂炉外精炼设备中所广泛使用的内衬材料。但是,含Cr2O3 的耐火材料在氧化性气氛或大量碱性氧化物如K2O、Na2O、CaO等存在时,在一定温度下其三价铬(Cr3+)会转变为六价铬(Cr6+) ,六价铬是一种对人类健康有严重危害的物质。因此研发出一种不含铬元素的耐火材料取代镁铬砖刻不容缓。
氮化硅铁是氮化硅与铁及硅铁的复合材料,普遍采用以FeSi75铁合金为原料经高温直接氮化制备合成,氮化硅铁的出现实现了氮化物的低成本生产,其原因在于合成氮化物的硅源使用相对便宜的FeSi75铁合金以替代昂贵的金属硅。板状刚玉和白刚玉是以优质氧化铝粉为主要原料,而棕刚玉是以铝矾土为主要原料,相比之下棕刚玉的成本较低。
洪彦若等在研究非氧化物复合材料时,提出了金属塑性相复合耐火材料的理论及实现该材料的工艺,即过渡塑性相工艺。在刚性的无机氧化物中加入一定量的金属,金属的大部分为过渡塑性相,少部分为金属塑性相。两者初始时均起塑性成型作用,在常温压制成型时金属的塑性使刚性成型转变为塑性成型,提高制坯的密度和降低气孔率;在烧结过程,金属液化或软化,充填空隙,起助烧剂作用,提高制品致密度。区别之处在于烧结过程,过渡塑性相的金属与环境气氛及材料发生了反应,生成了非金属增强相,提高材料的高温强度和抗热震性。
为了满足RH精炼用耐火材料无铬化的发展要求,本发明以过渡塑性理论为基础,将氮化硅铁以细粉形式加入,使得耐火材料基质中同时存在高温增强相和塑性相,并且氮化硅铁、氮化硅、硅铁等都具有良好的抗侵蚀性,制备出一种低成本的优良无铬化耐火材料。
发明内容
本发明旨在制备出一种不烧氮化硅铁-棕刚玉复合耐火材料,其无需高温烧成、生产工序简单,原料价格低廉,大大降低了生产成本。同时产品具有强度高、热震稳定性好、抗侵蚀性好、寿命长等特点,满足了RH精炼用耐火材料无铬化的需要。
本发明的技术方案:
一种不烧氮化硅铁-棕刚玉复合耐火材料,其特征在于:按重量百分比计,所述耐火材料原料组成为55-88%的棕刚玉、1-25%的活性氧化铝、5-30%的氮化硅铁,外加上述原料总量2-6%的酚醛树脂为结合剂。
所述棕刚玉有3-1mm、1-0.1mm及0-0.1mm三种粒度,所述活性氧化铝的粒度为0-0.1mm,所述氮化硅铁的粒度为0-0.1mm。原料中三种不同粒度的比例为:
3≤粒度<1mm 45-65%
1≤粒度<0.1mm 18-30%
0.1≤粒度<0mm 17-30% 。
所述不烧氮化硅铁-棕刚玉复合耐火材料的制备方法,其特征在于:按配比称取各种原料,混合均匀,经混炼得到泥料,然后加压成型,在120-600℃下干燥5-25h。
本发明的积极效果:
1、本发明利用过渡塑性相工艺制备了氮化硅铁-棕刚玉复合耐火材料。其无需高温烧成、生产工序简单,原料价格低廉,大大降低了生产成本。
2、本发明所得产品为氧化物和非氧化物结合的无碳耐火材料,其中硅铁合金降低材料的气孔率并发挥着塑性相的作用,提高材料的韧性和抗热震性能,同时硅铁合金使制品氧位降低,不会对洁净钢产生O污染。
3、Si3N4高温下被氧化为Si2N2O,两者均为高熔点化合物;Fi3Si高温抗氧化性好,故本产品具有很好的抗氧化性。
4、本发明产品不含易于钢液发生反应的化学成分,氮化硅铁的存在使得产品具有优良的抗侵蚀性。
5、本发明产品具有优良的物理性能指标。显气孔率3-12%、体积密度2.95-3.33g/cm3、常温耐压强度105-265MPa、高温抗折强度12-56Mpa。
8、本发明的耐火材料能满足钢铁行业RH精炼的需求,适应了RH精炼用耐火材料无铬化的发展要求,并且生产成本大大降低,市场潜力大,适宜于推广应用,将具有良好的经济和社会效益。
具体实施方式
实施例1:一种不烧氮化硅铁-棕刚玉复合耐火材料的制备方法,按重量百分比计,原料组成为:83%的棕刚玉、7%的活性氧化铝、10%的氮化硅铁,外加4%的热固性酚醛树脂。
生产时,先按配比称取各种原料,混合均匀,经混炼得到泥料,然后经摩擦压力机压制成型,在120-600℃下干燥9h。
所述粉料为粒度小于325目的氮化硅铁、活性氧化铝及部分棕刚玉,所述骨料为粒度为3-1mm、1-0.1mm的棕刚玉。
所得产品的性能指标为:显气孔率4.0%,体积密度3.30g/cm3,常温耐压强度240MPa,高温抗折强度19MPa,其抗热震性、抗侵蚀性、抗氧化性及抗水化性均较好。
实施例2:生产工艺和实施例1相同,不同之处在于:
按重量百分比计,原料组成为:78%的棕刚玉、7%的活性氧化铝、15%的氮化硅铁,外加4%的热固性酚醛树脂。所得产品的性能指标为:显气孔率5.7%,体积密度3.16g/cm3,常温耐压强度168MPa,高温抗折强度23MPa,其抗热震性、抗侵蚀性、抗氧化性及抗水化性均较好。
实施例3:生产工艺和实施例1相同,不同之处在于:
按重量百分比计,原料组成为:76%的刚玉、4%的活性氧化铝、20%的氮化硅铁,外加4%的热固性酚醛树脂。所得产品的性能指标为:显气孔率6.9%,体积密度3.11/cm3,常温耐压强度149MPa,高温抗折强度36MPa,其抗热震性、抗侵蚀性、抗氧化性及抗水化性均较好。
实施例4:生产工艺和实施例1相同,不同之处在于:
按重量百分比计,原料组成为:74%的刚玉、1%的活性氧化铝、25%的氮化硅铁,外加4%的热固性酚醛树脂。所得产品的性能指标为:显气孔率8.3%,体积密度3.05g/cm3,常温耐压强度128MPa,高温抗折强度48MPa,其抗热震性、抗侵蚀性、抗氧化性及抗水化性均较好。
Claims (3)
1.一种不烧氮化硅铁-棕刚玉复合耐火材料,其特征在于:按重量百分比计,所述耐火材料原料组成为55-88%的棕刚玉、1-25%的活性氧化铝、5-30%的氮化硅铁,外加上述原料总量2-6%的酚醛树脂为结合剂;所述棕刚玉有3-1mm、1-0.1mm及0.1-0mm三种粒度,所述活性氧化铝粒度为0-0.1mm,所述氮化硅铁粒度为0-0.1mm;原料中三种不同粒度的比例为:
3≤粒度<1mm 45-65%
1≤粒度<0.1mm 18-30%
0.1≤粒度<0mm 17-30% 。
2.根据权利要求1所述的不烧氮化硅铁-棕刚玉复合耐火材料的制备方法,其特征在于:按配比称取各种原料,混合均匀,经混炼得到泥料,然后加压成型,在120-600℃下干燥5-25h。
3.根据权利要求1或2所述的不烧氮化硅铁-棕刚玉复合耐火材料,其特征在于:利用过渡塑性相工艺,生产出一种氧化物和非氧化物复合的无碳耐火材料,其中硅铁合金降低材料的气孔率并发挥着塑性相的作用,提高材料的韧性和抗热震性能,同时硅铁合金使制品氧位降低,不会对洁净钢产生O污染;Si3N4高温下被氧化为Si2N2O,两者均为高熔点化合物,Fi3Si高温抗氧化性好,均不易与钢液发生化学反应,使得产品具有很好的抗氧化性和抗侵蚀性;生产工序简单、无需高温烧成,适应了RH精炼用耐火材料无铬化的发展要求。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310096692.XA CN103145432B (zh) | 2013-03-25 | 2013-03-25 | 一种不烧氮化硅铁-棕刚玉复合耐火材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310096692.XA CN103145432B (zh) | 2013-03-25 | 2013-03-25 | 一种不烧氮化硅铁-棕刚玉复合耐火材料的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103145432A CN103145432A (zh) | 2013-06-12 |
CN103145432B true CN103145432B (zh) | 2015-01-07 |
Family
ID=48543818
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310096692.XA Expired - Fee Related CN103145432B (zh) | 2013-03-25 | 2013-03-25 | 一种不烧氮化硅铁-棕刚玉复合耐火材料的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103145432B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104628403A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-05-20 | 宜兴市国强炉业有限公司 | 多元高强耐磨复合涂料及其制备方法 |
CN105523751A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-04-27 | 北京科技大学 | 一种水泥窑窑口用棕刚玉-氮化硅铁复合材料的制备方法 |
CN114988855B (zh) * | 2022-05-12 | 2023-03-21 | 湖南湘钢瑞泰科技有限公司 | 一种转炉挡渣免烧免浸复合滑板砖及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101429038B (zh) * | 2007-11-07 | 2012-07-25 | 鞍钢集团耐火材料公司 | 一种树脂结合含碳耐火材料的加料方式 |
CN101851106B (zh) * | 2010-04-08 | 2013-01-09 | 营口鲅鱼圈耐火材料有限公司 | 抗氧化铝质不烧碳砖及其制备方法 |
-
2013
- 2013-03-25 CN CN201310096692.XA patent/CN103145432B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103145432A (zh) | 2013-06-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101429037B (zh) | 一种铝碳滑板砖及其制造方法 | |
CN103588494B (zh) | 滑板砖及其制备方法 | |
CN102757241B (zh) | 一种炮泥及其用途 | |
CN102584293B (zh) | 一种镁锆碳质滑动水口的制备方法 | |
CN102093065B (zh) | 一种以复合镁砂为主要原料的镁碳砖及制备方法 | |
CN103030410B (zh) | 铝镁铬复合尖晶石砖 | |
CN101723685A (zh) | 镁铝尖晶石炮泥 | |
CN103420683A (zh) | 一种中包用低碳刚玉尖晶石冲击砖及其制备方法 | |
CN104261848A (zh) | 一种含氧化铬的莫来石砖及其制备方法 | |
CN105198457A (zh) | 一种转炉挡渣内水口砖及其制备方法 | |
CN106966739A (zh) | 一种改良的rh喷补料 | |
CN103011867B (zh) | 一种不烧Al-Al2O3无碳复合滑板的制备方法 | |
CN103145432B (zh) | 一种不烧氮化硅铁-棕刚玉复合耐火材料的制备方法 | |
CN104529494B (zh) | 水泥窑过渡带用氮化硅铁-铝铬渣耐火材料及制备方法 | |
CN100519005C (zh) | 一种采用不烧工艺生产的铝碳锆质滑动水口砖 | |
CN102775171B (zh) | 树脂结合铝镁质耐火材料 | |
CN110511003A (zh) | 一种Ti(C,N)固溶体结合刚玉质耐火材料及其制备方法 | |
CN100497244C (zh) | 炭复合砖及其生产方法 | |
CN110550940A (zh) | 一种Ti(C,N)固溶体结合刚玉-尖晶石质耐火材料及其制备方法 | |
CN103145433B (zh) | 一种不烧氮化硅铁-尖晶石-刚玉复合耐火材料及制备方法 | |
CN103214256B (zh) | Al23O27N5结合的刚玉质复合滑板及其制备方法 | |
CN103304245B (zh) | 一种不烧氮化硅铁-氧化铝复合无碳滑板及其制备方法 | |
CN104311053A (zh) | 连铸机中间包用高强耐冲刷浇注料 | |
CN110436902A (zh) | RH精炼炉用SiC-AlN固溶体结合棕刚玉耐火材料及其制备方法 | |
CN103896606A (zh) | 一种高炉陶瓷杯用耐火材料 |
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: 20150107 Termination date: 20210325 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |