CN109437932A - 一种镁质弥散型透气耐火材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镁质弥散型透气耐火材料，包括（按质量百分比计）：镁砂73～78％、α‑Al2O3细粉2～3％、TiO2细粉1～2％、氧化锰1～2％、铝镁尖晶石1～5％、亚硫酸纸浆废液2～4％、石灰乳0.5～1％、余量为去离子水，本发明还公开了一种镁质弥散型透气耐火材料的制备方法，包括以下制作步骤：步骤一：按照上述材料配比取用材料；步骤二：配置骨料；步骤三：配置粉料；步骤四：混炼；步骤五：压制成型；步骤六：热处理。本发明的有益效果是：本发明配方合理，通过采用α‑Al2O3细粉和TiO2细粉作为骨料基质，则能以钛酸铝基吸收骨料的热膨胀，不仅耐侵蚀性及耐热冲击性优良，并且能防止钢水的浸透，提高使用寿命和实际稳定操作。

Description

一种镁质弥散型透气耐火材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐火材料技术领域，具体为一种镁质弥散型透气耐火材料及其制备方法。
背景技术
向连铸中间包钢液中吹入惰性气体是现代冶金技术中重要的工艺手段之一，透气耐火材料是实现这种冶炼工艺的关键性功能材料.连铸中间包需用透气耐火材料的部位主要包括气幕挡墙和透气上水口，其透气耐火材料主要有烧结镁质、镁铬质、高铝质和刚玉质等耐火材料。高铝质耐火材料在使用过程中易产生氧化铝等非金属夹杂物并对钢液增氧，不利于洁净钢的冶炼。镁质耐火材料属于碱性耐火材料，耐火度高，不污染钢液，适合纯净钢和特殊钢种的冶炼。
生产镁质耐火材料砖的过程中广泛采用的矿化剂为氧化钙、氧化铁，氧化钙在常温下起着结合剂的作用，结合砖坯内的石英颗粒，在干燥后增加砖坯的强度，而在烧成时则起矿化剂作用，促进石英转化，与氧化钙同时加入氧化铁主要是为了减少制品的裂纹。但是这种方法有可能因氧化铁促进2CO=CO2+C反应，使碳素在硅砖的气孔中沉积和石墨化，而引起焦炉炉体松散。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镁质弥散型透气耐火材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种镁质弥散型透气耐火材料，包括（按质量百分比计）：镁砂73～78％、α-Al2O3细粉2～3％、TiO2细粉1～2％、氧化锰1～2％、铝镁尖晶石1～5％、亚硫酸纸浆废液2～4％、石灰乳0.5～1％、余量为去离子水。
优选的，所述镁砂75％、α-Al2O3细粉2％、TiO2细粉2％、氧化锰1％、铝镁尖晶石2％、亚硫酸纸浆废液3％、石灰乳1％、余量为去离子水。
优选的，所述镁砂中氧化镁含量≥97wt％。
优选的，所述α-Al2O3细粉的粒径≤0.044mm。
优选的，所述TiO2细粉的粒径≤0.044mm。
优选的，所述氧化锰中粒度大于50mm的部分不大于12wt%，小于0.088mm的部分不小于80wt%。
优选的，所述亚硫酸纸浆废液的密度为1.1～1.2g/mL。
优选的，所述石灰乳中氢氧化钙含量≥92％。
一种镁质弥散型透气耐火材料的制备方法，包括以下制作步骤：
步骤一：按照上述材料配比取用材料；
步骤二：配置骨料，将镁砂放入双面精密研磨机中进行研磨，得到粒径为0.2mm的骨料；
步骤三：配置粉料，将α-Al2O3细粉、TiO2细粉、氧化锰和铝镁尖晶石放入双螺旋锥形混合机中，混合4～10min，得到粉料；
步骤四：混炼，首先将骨料放入湿式碾磨机中预混3～5min，然后再加入亚硫酸纸浆废液混合5～10min，最后加入粉料继续混炼10～15min，得到泥料；
步骤五：压制成型，将泥料转移至液压机中，在50～100MPa的压力下将泥料压制成型，在100～200℃下烘24～32h后，得到样砖；
步骤六：热处理，将样砖转移至高温隧道窑中，在1600～1700℃下保温3h烧成后，随炉自然冷却，得到最后成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1．本发明配方合理，通过采用α-Al2O3细粉和TiO2细粉作为骨料基质，则能以钛酸铝基吸收骨料的热膨胀，不仅耐侵蚀性及耐热冲击性优良，并且能防止钢水的浸透，提高使用寿命和实际稳定操作；
2．本发明配料中的石灰是以石灰乳的形式加入的，它在常温下起着结合剂的作用，结合砖坯内的石英颗粒，在干燥后增加砖坯的强度，而在烧成时则起矿化剂作用，促进石英转化。与石灰同时加入氧化锰减少制品的裂纹，提高制品品质。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提供一种技术方案：一种镁质弥散型透气耐火材料，包括（按质量百分比计）：镁砂73％、α-Al2O3细粉3％、TiO2细粉2％、氧化锰2％、铝镁尖晶石1％、亚硫酸纸浆废液2％、石灰乳1％、余量为去离子水。
一种镁质弥散型透气耐火材料的制备方法，包括以下制作步骤：
步骤一：按照上述材料配比取用材料；
步骤二：配置骨料，将镁砂放入双面精密研磨机中进行研磨，得到粒径为0.2mm的骨料；
步骤三：配置粉料，将α-Al2O3细粉、TiO2细粉、氧化锰和铝镁尖晶石放入双螺旋锥形混合机中，混合4min，得到粉料；
步骤四：混炼，首先将骨料放入湿式碾磨机中预混3min，然后再加入亚硫酸纸浆废液混合5min，最后加入粉料继续混炼10min，得到泥料；
步骤五：压制成型，将泥料转移至液压机中，在50MPa的压力下将泥料压制成型，在100℃下烘24h后，得到样砖；
步骤六：热处理，将样砖转移至高温隧道窑中，在1600℃下保温3h烧成后，随炉自然冷却，得到最后成品。
其中，镁砂中氧化镁含量≥97wt％；α-Al2O3细粉的粒径≤0.044mm；TiO2细粉的粒径≤0.044mm；氧化锰中粒度大于50mm的部分不大于12wt%，小于0.088mm的部分不小于80wt%；亚硫酸纸浆废液的密度为1.2g/mL；石灰乳中氢氧化钙含量≥92％；
实施例2
本发明提供一种技术方案：一种镁质弥散型透气耐火材料，包括（按质量百分比计）：镁砂75％、α-Al2O3细粉2％、TiO2细粉2％、氧化锰1％、铝镁尖晶石2％、亚硫酸纸浆废液3％、石灰乳1％、余量为去离子水。
一种镁质弥散型透气耐火材料的制备方法，包括以下制作步骤：
步骤一：按照上述材料配比取用材料；
步骤二：配置骨料，将镁砂放入双面精密研磨机中进行研磨，得到粒径为0.2mm的骨料；
步骤三：配置粉料，将α-Al2O3细粉、TiO2细粉、氧化锰和铝镁尖晶石放入双螺旋锥形混合机中，混合6min，得到粉料；
步骤四：混炼，首先将骨料放入湿式碾磨机中预混4min，然后再加入亚硫酸纸浆废液混合7min，最后加入粉料继续混炼12min，得到泥料；
步骤五：压制成型，将泥料转移至液压机中，在75MPa的压力下将泥料压制成型，在150℃下烘28h后，得到样砖；
步骤六：热处理，将样砖转移至高温隧道窑中，在1650℃下保温3h烧成后，随炉自然冷却，得到最后成品。
其中，镁砂中氧化镁含量≥97wt％；α-Al2O3细粉的粒径≤0.044mm；TiO2细粉的粒径≤0.044mm；氧化锰中粒度大于50mm的部分不大于12wt%，小于0.088mm的部分不小于80wt%；亚硫酸纸浆废液的密度为1.2g/mL；石灰乳中氢氧化钙含量≥92％；
实施例3
本发明提供一种技术方案：一种镁质弥散型透气耐火材料，包括（按质量百分比计）：镁砂76％、α-Al2O3细粉2％、TiO2细粉1％、氧化锰1％、铝镁尖晶石4％、亚硫酸纸浆废液2％、石灰乳1％、余量为去离子水。
一种镁质弥散型透气耐火材料的制备方法，包括以下制作步骤：
步骤一：按照上述材料配比取用材料；
步骤二：配置骨料，将镁砂放入双面精密研磨机中进行研磨，得到粒径为0.2mm的骨料；
步骤三：配置粉料，将α-Al2O3细粉、TiO2细粉、氧化锰和铝镁尖晶石放入双螺旋锥形混合机中，混合6min，得到粉料；
步骤四：混炼，首先将骨料放入湿式碾磨机中预混4min，然后再加入亚硫酸纸浆废液混合7min，最后加入粉料继续混炼12min，得到泥料；
步骤五：压制成型，将泥料转移至液压机中，在75MPa的压力下将泥料压制成型，在150℃下烘28h后，得到样砖；
步骤六：热处理，将样砖转移至高温隧道窑中，在1650℃下保温3h烧成后，随炉自然冷却，得到最后成品。
其中，镁砂中氧化镁含量≥97wt％；α-Al2O3细粉的粒径≤0.044mm；TiO2细粉的粒径≤0.044mm；氧化锰中粒度大于50mm的部分不大于12wt%，小于0.088mm的部分不小于80wt%；亚硫酸纸浆废液的密度为1.2g/mL；石灰乳中氢氧化钙含量≥92％；
实施例4
本发明提供一种技术方案：一种镁质弥散型透气耐火材料，包括（按质量百分比计）：镁砂78％、α-Al2O3细粉3％、TiO2细粉2％、氧化锰2％、铝镁尖晶石5％、亚硫酸纸浆废液4％、石灰乳1％、余量为去离子水。
一种镁质弥散型透气耐火材料的制备方法，包括以下制作步骤：
步骤一：按照上述材料配比取用材料；
步骤二：配置骨料，将镁砂放入双面精密研磨机中进行研磨，得到粒径为0.2mm的骨料；
步骤三：配置粉料，将α-Al2O3细粉、TiO2细粉、氧化锰和铝镁尖晶石放入双螺旋锥形混合机中，混合10min，得到粉料；
步骤四：混炼，首先将骨料放入湿式碾磨机中预混5min，然后再加入亚硫酸纸浆废液混合10min，最后加入粉料继续混15min，得到泥料；
步骤五：压制成型，将泥料转移至液压机中，100MPa的压力下将泥料压制成型，在200℃下烘32h后，得到样砖；
步骤六：热处理，将样砖转移至高温隧道窑中，在1700℃下保温3h烧成后，随炉自然冷却，得到最后成品。
其中，镁砂中氧化镁含量≥97wt％；α-Al2O3细粉的粒径≤0.044mm；TiO2细粉的粒径≤0.044mm；氧化锰中粒度大于50mm的部分不大于12wt%，小于0.088mm的部分不小于80wt%；亚硫酸纸浆废液的密度为1.2g/mL；石灰乳中氢氧化钙含量≥92％；
上述四组实施例均能够制得镁质弥散型透气耐火材料，其中实施例二制得的涂料相比其他三组实施例，其耐环境侵蚀、耐热冲击性最好，且使用寿命长。
本发明的优点是：本发明配方合理，通过采用α-Al2O3细粉和TiO2细粉作为骨料基质，则能以钛酸铝基吸收骨料的热膨胀，不仅耐侵蚀性及耐热冲击性优良，并且能防止钢水的浸透，提高使用寿命和实际稳定操作；本发明配料中的石灰是以石灰乳的形式加入的，它在常温下起着结合剂的作用，结合砖坯内的石英颗粒，在干燥后增加砖坯的强度，而在烧成时则起矿化剂作用，促进石英转化。与石灰同时加入氧化锰减少制品的裂纹，提高制品品质。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种镁质弥散型透气耐火材料，其特征在于：包括（按质量百分比计）：镁砂73～78％、α-Al2O3细粉2～3％、TiO2细粉1～2％、氧化锰1～2％、铝镁尖晶石1～5％、亚硫酸纸浆废液2～4％、石灰乳0.5～1％、余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种镁质弥散型透气耐火材料，其特征在于：所述镁砂75％、α-Al2O3细粉2％、TiO2细粉％、氧化锰1％、铝镁尖晶石2％、亚硫酸纸浆废液3％、石灰乳1％、余量为去离子水。
3.根据权利要求1所述的一种镁质弥散型透气耐火材料，其特征在于：所述镁砂中氧化镁含量≥97wt％。
4.根据权利要求1所述的一种镁质弥散型透气耐火材料，其特征在于：所述α-Al2O3细粉的粒径≤0.044mm。
5.根据权利要求1所述的一种镁质弥散型透气耐火材料，其特征在于：所述TiO2细粉的粒径≤0.044mm。
6.根据权利要求1所述的一种镁质弥散型透气耐火材料，其特征在于：所述氧化锰中粒度大于50mm的部分不大于12wt%，小于0.088mm的部分不小于80wt%。
7.根据权利要求1所述的一种镁质弥散型透气耐火材料，其特征在于：所述亚硫酸纸浆废液的密度为1.1～1.2g/mL。
8.根据权利要求1所述的一种镁质弥散型透气耐火材料，其特征在于：所述石灰乳中氢氧化钙含量≥92％。
9.一种如权利要求1～7任意一项所述的镁质弥散型透气耐火材料的制备方法，其特征在于：包括以下制作步骤：
步骤一：按照上述材料配比取用材料；
步骤二：配置骨料，将镁砂放入双面精密研磨机中进行研磨，得到粒径为0.2mm的骨料；
步骤三：配置粉料，将α-Al2O3细粉、TiO2细粉、氧化锰和铝镁尖晶石放入双螺旋锥形混合机中，混合4～10min，得到粉料；
步骤四：混炼，首先将骨料放入湿式碾磨机中预混3～5min，然后再加入亚硫酸纸浆废液混合5～10min，最后加入粉料继续混炼10～15min，得到泥料；
步骤五：压制成型，将泥料转移至液压机中，在50～100MPa的压力下将泥料压制成型，在100～200℃下烘24～32h后，得到样砖；
步骤六：热处理，将样砖转移至高温隧道窑中，在1600～1700℃下保温3h烧成后，随炉自然冷却，得到最后成品。
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