CN110407562A - 一种纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料及其制备方法和应用，该捣打料是以电熔镁砂、镁砂微粉、氧化铬微粉、鳞片石墨细粉为原料通过与结合剂、镁铝溶胶混合后制得。本发明隔热抗侵蚀耐火捣打料具有耐碱性侵蚀能力强、隔热保温性好等优点，作为永久层隔热材料时，不仅能有效阻断碱性蒸汽的向外渗透，增强炉衬耐火材料的抗碱性侵蚀能力，又能起到良好的隔热保温作用，使得高温氮窑的维修周期延长50％以上，设备能耗降低100kw·h以上，且能够提高设备稳定性以及生产效率，有着较高的使用价值和较好的应用前景，其制备方法具有操作方便、成本低廉、制备效率高、产品均匀性好等优点，适合于大规模制备，利于工业化利用。

Description

一种纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，涉及一种纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料及其制备方法和应用。
背景技术
钒氮合金作为钢铁生产的添加剂，能显著提高钢的韧性、延展性以及抗热疲劳等综合性能。并且钒氮合金替代传统的钒铁作为钢铁添加剂，避免了生产钒铁时产生的大量温室气体和粉尘，显著提高钢材的整体质量及可靠性。随着国家对钢铁性能要求的提高，钢材生产时钒氮合金的添加量也在逐步增加。
然而，钒氮合金的制备工艺过程具有反应温度高、烧结时间长、气氛条件苛刻等特点，这对烧结设备提出很高要求，设备性能直接影响钒氮合金产品的质量和产量。高温氮气氛保护推板窑炉(简称高温氮窑)作为钒氮合金材料制备过程中必备的规模化连续式烧结设备，其使用寿命普遍较短，大修周期一般为8-12个月，尤其是升温段会有大量碱性腐蚀物(主要是K2O和Na2O)以及二氧化碳气体产生，这对炉体升温段耐火材料造成恶劣侵蚀损坏，部分高温氮窑升温段炉衬使用6个月后便需要进行修理，大幅降低高温氮窑的使用寿命，造成巨大的经济损失，严重制约我国钒氮合金产业的健康发展。因此，高温氮窑升温段炉衬耐火材料的抗碱性腐蚀问题，已成为影响高温氮窑使用寿命的关键技术瓶颈。
传统的高温氮窑升温段炉衬材料选用镁砖作为工作层、空心球砖为永久层、硅酸铝纤维板为隔热层。虽然镁砖作为工作层可以一定程度上抵抗碱性腐蚀，空心球砖作为永久层起到耐高温、隔热的作用，但是炉内腐蚀性高温碱性蒸汽会透过工作层镁砖，渗入永久层并与空心球砖反应生成β-Al2O3，伴随剧烈的体积膨胀而损坏炉体结构，严重降低高温氮窑的使用寿命，影响钒氮合金的生产效率。
因此，有必要研发出一种高性能耐碱性侵蚀的耐火材料，既能防止碱性蒸汽的渗透和腐蚀，又能起到良好的隔热保温作用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种耐碱性侵蚀能力强、隔热保温性好的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料及其制备方法和应用。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料，所述纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料包括原料、结合剂和镁铝溶胶；所述结合剂的用量为原料质量的2％～3％；所述镁铝溶胶的用量为原料和结合剂质量之和的2％～5％；
所述原料按质量百分含量计包括以下组分：
上述的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料，进一步改进的，所述电熔镁砂按质量百分含量计包括以下不同粒径的电熔镁砂颗粒：
粒径小于1mm的电熔镁砂颗粒 20％～40％，
粒径大于等于1mm且小于3mm的电熔镁砂颗粒 20％～40％，
粒径大于等于3mm且小于5mm的电熔镁砂颗粒 30％～50％。
上述的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料，进一步改进的，所述电熔镁砂中MgO的质量百分含量≥97％。
上述的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料，进一步改进的，所述镁砂微粉的粒径＜75μm；所述氧化铬微粉的粒径＜5μm；所述鳞片石墨细粉的粒径＜149μm。
上述的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料，进一步改进的，所述结合剂为氯化镁溶液或硫酸镁溶液。
上述的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料，进一步改进的，所述镁铝溶胶的体积分数为5mL/L～15mL/L。
作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将镁砂微粉、氧化铬微粉和鳞片石墨细粉混合，加入到电熔镁砂中，干混，得到原料混合物；
S2、将步骤S1中得到的原料混合物与结合剂混合，加入镁铝溶胶，抽真空并在真空条件下进行超声波分散；
S3、将步骤S2中经超声波分散后得到的产物进行振动成型，养护，保温，得到纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料。
上述的制备方法，进一步改进的，所述步骤S2中，所述超声波分散过程中的真空度为30KPa；所述超声波分散过程中超声波功率为600W；所述超声波分散的时间为1h～2h。
上述的制备方法，进一步改进的，所述步骤S1中，所述干混的时间为1min～2min；
所述步骤S2中，所述混合的时间为1min～2min；
所述步骤S3中，所述养护在常温条件下进行；所述养护的时间为24h；所述保温在温度为110℃下进行；所述保温的时间为24h。
作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料或上述的制备方法制得的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料作为永久层隔热材料在制备炉衬耐火材料中的应用。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明中提供了一种纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料，是以电熔镁砂、镁砂微粉、氧化铬微粉、鳞片石墨细粉为原料通过与结合剂、镁铝溶胶混合后制得。本发明纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料替换现有空心球砖作为高温氮窑的永久层耐火材料，在制备钒氮合金的过程中，既能避免与腐蚀性高温碱性蒸汽反应生成β-Al2O3而导致的剧烈体积膨胀损坏炉体结构的问题，又可以充分利用多孔的硅酸铝镁质捣打料(即为本发明的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料)与炉膛内部渗透出来的K2O和Na2O碱性蒸汽反应，生成含有Na、Mg、Al、Si、Ca等成分的高粘度低温玻璃相，较好地填充硅酸铝镁质捣打料的孔隙，封闭捣打料中的贯通气孔，起到良好的隔断作用，有效阻挡高温K2O和Na2O碱性蒸汽继续向外渗透，显著提高炉衬的耐碱性腐蚀和隔热保温能力。同时，本发明所使用的镁铝溶胶兼具有常温粘结剂和生成活性纳米MgO和Al2O3微粒的作用，镁铝溶胶分解后形成的纳米MgO和Al2O3微粒尺寸小，表面能高，很容易与其它原子结合，产生很强的界面相互作用，增加了基质中低温玻璃相，能够进一步提高炉衬的耐碱性腐蚀和隔热保温能力。本发明纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料具有耐碱性侵蚀能力强、隔热保温性好等优点，能够延长高温氮窑的使用寿命以及降低设备能耗，能够提高钒氮合金材料制备过程的设备稳定性以及提高钒氮合金材料的生产效率，有着较高的使用价值和较好的应用前景。
(2)本发明纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料中，通过优化镁铝溶胶的用量为原料和结合剂质量之和的2％～5％，能够保证耐火捣打料具有较好的耐碱性腐蚀和隔热保温能力，这是因为若用量超过5％，则制备材料的成本增加，而用量低于2％时，镁铝溶胶分解后形成的纳米MgO和Al2O3微粒浓度低，影响材料隔热抗腐蚀性能，难以获得较好的耐碱性腐蚀和隔热保温能力。
(3)本发明还提供了一种纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料的制备方法，先将镁砂微粉、氧化铬微粉和鳞片石墨细粉混合，加入到电熔镁砂中制成原料混合物，进而将原料混合物与结合剂、镁铝溶胶混合，抽真空并在真空条件下进行超声波分散，振动成型，养护，保温，其中在减压抽真空过程中，促使微小气泡随着气压的降低而膨胀，提高混合材料的隔热性能；然后在真空状态下，启动超声波发生装置，利用超声波的空化作用，促进纳米颗粒分散于骨料与基质间，填充捣打料内部气孔，促进捣打料在高温氮窑内应用过程中，其内部高粘度低温玻璃相的形成，从而显著提高耐火捣打料的耐碱性腐蚀能力，从而制得耐碱性侵蚀能力强、隔热保温性好的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料。本发明制备方法具有操作方便、成本低廉、制备效率高、产品均匀性好等优点，适合于大规模制备，利于工业化利用。
(4)本发明提供了一种纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料作为永久层隔热材料在制备炉衬耐火材料中的应用，采用纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料代替现有空心球砖作为永久层，不仅能有效阻断碱性蒸汽的向外渗透，增强炉衬耐火材料的抗碱性侵蚀能力，又能起到良好的隔热保温作用，能够延长高温氮窑的使用寿命以及降低设备能耗，其中使用本发明纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料后高温氮窑的维修周期延长50％以上，设备能耗降低100kw·h以上，极大的降低了高温氮窑的使用成本和能耗，有效的提升了钒氮合金材料烧结过程的设备稳定性。
附图说明
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
图1为本发明实施例1中炉衬耐火材料的结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例1
一种纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料包括原料、氯化镁溶液和镁铝溶胶，氯化镁溶液的用量为原料质量的2％，镁铝溶胶的用量为原料和氯化镁溶液质量之和的3％，原料按质量百分含量计包括以下组分：
本实施例中，电熔镁砂按质量百分含量计包括以下不同粒径的电熔镁砂颗粒：
粒径小于1mm的电熔镁砂颗粒 30％，
粒径大于等于1mm且小于3mm的电熔镁砂颗粒 30％，
粒径大于等于3mm且小于5mm的电熔镁砂颗粒 40％。
本实施例中，电熔镁砂中MgO的质量百分含量为98％。
本实施例中，镁砂微粉的粒径＜75μm，氧化铬微粉的粒径＜5μm，鳞片石墨细粉的粒径＜149μm。
本实施例中，氯化镁溶液的质量浓度为30％。镁铝溶胶的体积分数为10mL/L。本发明中，镁铝溶胶由常规制备方法制得。如利用溶胶-凝胶法制备镁铝溶胶，以镁胶和铝胶为原料，按摩尔比Al∶Mg＝2配制溶液，用氨水和草酸调节pH值，便可以得到镁铝溶胶。此方法利用廉价的镁胶和铝胶制备镁铝溶胶，生产成本低，制备工艺简单，便于规模化批量生产的应用。
一种上述本实施例的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将镁砂微粉、氧化铬微粉和鳞片石墨细粉混合，加入到电熔镁砂中，干混2min，得到原料混合物。
S2、将步骤S1中得到的原料混合物与氯化镁溶液混合1.5min，加入镁铝溶胶，混合均匀，抽真空并在真空条件下进行超声波分散1h，其中超声波分散过程中真空度为30KPa，超声波功率为600W。
S3、将步骤S2中经超声波分散后得到的产物进行振动成型，在室温(常温)条件下养护24h，在110℃条件下保温24h(保温，即为干燥处理，用于排出物料内部的残余水分)，得到纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料。
本实施例制备的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料，主要的理化指标为：体积密度为2.9g/cm3，线变化率为-0.08％，热导率为1.46W/(m·℃)，常温抗折强度为15MPa。
一种上述本实施例中制得的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料作为永久层隔热材料在制备炉衬耐火材料中的应用，其中炉衬耐火材料的结构示意图如图1所示。由图1可知，炉衬耐火材料可以分为三层，从内到外依次为：工作层、永久层和隔热层，工作层直接和内部炉膛接触，其中选用镁砖作为工作层、本发明纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料为永久层、硅酸铝纤维板为隔热层材料。本发明炉衬耐火材料中，采用纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料代替现有空心球砖作为永久层，不仅能有效阻断碱性蒸汽的向外渗透，增强炉衬耐火材料的抗碱性侵蚀能力，又能起到良好的隔热保温作用，能够延长高温氮窑的使用寿命以及降低设备能耗，其中使用本发明纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料后高温氮窑的维修周期延长50％，且升温区能耗降低100kw·h，极大的降低了高温氮窑的使用成本和能耗，有效的提升了钒氮合金材料烧结过程的设备稳定性。
实施例2
一种纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料包括原料、氯化镁溶液和镁铝溶胶，氯化镁溶液的用量为原料质量的3％，镁铝溶胶的用量为原料和氯化镁溶液质量之和的4％，原料按质量百分含量计包括以下组分：
本实施例中，电熔镁砂按质量百分含量计包括以下不同粒径的电熔镁砂颗粒：
粒径小于1mm的电熔镁砂颗粒 25％，
粒径大于等于1mm且小于3mm的电熔镁砂颗粒 40％，
粒径大于等于3mm且小于5mm的电熔镁砂颗粒 35％。
本实施例中，电熔镁砂中MgO的质量百分含量为97％。
本实施例中，镁砂微粉的粒径＜75μm，氧化铬微粉的粒径＜5μm，鳞片石墨细粉的粒径＜149μm。
本实施例中，氯化镁溶液的质量浓度为30％。镁铝溶胶的体积分数为5mL/L。
一种上述本实施例的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将镁砂微粉、氧化铬微粉和鳞片石墨细粉混合，加入到电熔镁砂中，干混1.5min，得到原料混合物。
S2、将步骤S1中得到的原料混合物与氯化镁溶液混合2min，加入镁铝溶胶，混合均匀，抽真空并在真空条件下进行超声波分散2h，其中超声波分散过程中真空度为30KPa，超声波功率为600W。
S3、将步骤S2中经超声波分散后得到的产物进行振动成型，在室温(常温)条件下养护24h，在110℃条件下保温24h，得到纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料。
本实施例制备纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料，主要的理化指标为：体积密度为2.72g/cm3，线变化率为-0.06％，热导率为1.37W/(m·℃)，常温抗折强度为12MPa。
实施例3
一种纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料包括原料、氯化镁溶液和镁铝溶胶，氯化镁溶液的用量为原料质量的2％，镁铝溶胶的用量为原料和氯化镁溶液质量之和的5％，原料按质量百分含量计包括以下组分：
本实施例中，电熔镁砂按质量百分含量计包括以下不同粒径的电熔镁砂颗粒：
粒径小于1mm的电熔镁砂颗粒 40％，
粒径大于等于1mm且小于3mm的电熔镁砂颗粒 20％，
粒径大于等于3mm且小于5mm的电熔镁砂颗粒 40％。
本实施例中，电熔镁砂中MgO的质量百分含量为98％。
本实施例中，镁砂微粉的粒径＜75μm，氧化铬微粉的粒径＜5μm，鳞片石墨细粉的粒径＜149μm。
本实施例中，氯化镁溶液的质量浓度为30％。镁铝溶胶的体积分数为15mL/L。
一种上述本实施例的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将镁砂微粉、氧化铬微粉和鳞片石墨细粉混合，加入到电熔镁砂中，干混1min，得到原料混合物。
S2、将步骤S1中得到的原料混合物与氯化镁溶液混合2min，加入镁铝溶胶，混合均匀，抽真空并在真空条件下进行超声波分散1.5h，其中超声波分散过程中真空度为30KPa，超声波功率为600W。
S3、将步骤S2中经超声波分散后得到的产物进行振动成型，在室温(常温)条件下养护24h，在110℃条件下保温24h，得到纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料。
本实施例制备纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料，主要的理化指标为：体积密度为2.81g/cm3，线变化率为-0.07％，热导率为1.4W/(m·℃)，常温抗折强度为13MPa。
实施例4
一种纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料包括原料、氯化镁溶液和镁铝溶胶，氯化镁溶液的用量为原料质量的3％，镁铝溶胶的用量为原料和氯化镁溶液质量之和的4％，原料按质量百分含量计包括以下组分：
本实施例中，电熔镁砂按质量百分含量计包括以下不同粒径的电熔镁砂颗粒：
粒径小于1mm的电熔镁砂颗粒 20％，
粒径大于等于1mm且小于3mm的电熔镁砂颗粒 30％，
粒径大于等于3mm且小于5mm的电熔镁砂颗粒 50％。
本实施例中，电熔镁砂中MgO的质量百分含量为99％。
本实施例中，镁砂微粉的粒径＜75μm，氧化铬微粉的粒径＜5μm，鳞片石墨细粉的粒径＜149μm。
本实施例中，氯化镁溶液的质量浓度为30％。镁铝溶胶的体积分数为12mL/L。
一种上述本实施例的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将镁砂微粉、氧化铬微粉和鳞片石墨细粉混合，加入到电熔镁砂中，干混2min，得到原料混合物。
S2、将步骤S1中得到的原料混合物与氯化镁溶液混合1min，加入镁铝溶胶，混合均匀，抽真空并在真空条件下进行超声波分散2h，其中超声波分散过程中真空度为30KPa，超声波功率为600W。
S3、将步骤S2中经超声波分散后得到的产物进行振动成型，在室温(常温)条件下养护24h，在110℃条件下保温24h，得到纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料。
本实施例制备纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料，主要的理化指标为：体积密度为2.62g/cm3，线变化率为-0.07％，热导率为1.35W/(m·℃)，常温抗折强度为11MPa。
以上实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料，其特征在于，所述纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料包括原料、结合剂和镁铝溶胶；所述结合剂的用量为原料质量的2％～3％；所述镁铝溶胶的用量为原料和结合剂质量之和的2％～5％；
所述原料按质量百分含量计包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料，其特征在于，所述电熔镁砂按质量百分含量计包括以下不同粒径的电熔镁砂颗粒：
粒径小于1mm的电熔镁砂颗粒 20％～40％，
粒径大于等于1mm且小于3mm的电熔镁砂颗粒 20％～40％，
粒径大于等于3mm且小于5mm的电熔镁砂颗粒 30％～50％。
3.根据权利要求2所述的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料，其特征在于，所述电熔镁砂中MgO的质量百分含量≥97％。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料，其特征在于，所述镁砂微粉的粒径＜75μm；所述氧化铬微粉的粒径＜5μm；所述鳞片石墨细粉的粒径＜149μm。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料，其特征在于，所述结合剂为氯化镁溶液或硫酸镁溶液。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料，其特征在于，所述镁铝溶胶的体积分数为5mL/L～15mL/L。
7.一种如权利要求1～6中任一项所述的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将镁砂微粉、氧化铬微粉和鳞片石墨细粉混合，加入到电熔镁砂中，干混，得到原料混合物；
S2、将步骤S1中得到的原料混合物与结合剂混合，加入镁铝溶胶，抽真空并在真空条件下进行超声波分散；
S3、将步骤S2中经超声波分散后得到的产物进行振动成型，养护，保温，得到纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述超声波分散过程中的真空度为30KPa；所述超声波分散过程中超声波功率为600W；所述超声波分散的时间为1h～2h。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述干混的时间为1min～2min；
所述步骤S2中，所述混合的时间为1min～2min；
所述步骤S3中，所述养护在常温条件下进行；所述养护的时间为24h；所述保温在温度为110℃下进行；所述保温的时间为24h。
10.一种如权利要求1～6中任一项所述的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料或权利要求7～9中任一项所述的制备方法制得的纳米改性的隔热抗侵蚀耐火捣打料作为永久层隔热材料在制备炉衬耐火材料中的应用。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112279655A (zh) * 2020-10-30 2021-01-29 攀钢冶金材料有限责任公司 一种结合剂和镁质捣打料及其制备方法
CN114853449A (zh) * 2022-05-10 2022-08-05 海城利尔麦格西塔材料有限公司 一种稳定耐冲击的铁合金电炉炉底捣打料的生产方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1062335A (zh) * 1991-05-28 1992-07-01 冶金工业部辽宁镁矿公司 一种镁质捣打料及其制造方法
CN104072166A (zh) * 2014-06-27 2014-10-01 河南竹林耐材有限公司 电炉炉底捣打料
CN205269532U (zh) * 2015-12-31 2016-06-01 山东银鹰化纤有限公司 一种生产功能性纳米粘胶纤维用助剂的处理系统
CN106866117A (zh) * 2017-02-20 2017-06-20 孙光 一种不烧改性高纯镁铝尖晶石复合砖及制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1062335A (zh) * 1991-05-28 1992-07-01 冶金工业部辽宁镁矿公司 一种镁质捣打料及其制造方法
CN104072166A (zh) * 2014-06-27 2014-10-01 河南竹林耐材有限公司 电炉炉底捣打料
CN205269532U (zh) * 2015-12-31 2016-06-01 山东银鹰化纤有限公司 一种生产功能性纳米粘胶纤维用助剂的处理系统
CN106866117A (zh) * 2017-02-20 2017-06-20 孙光 一种不烧改性高纯镁铝尖晶石复合砖及制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张旭东等主编: "《无机非金属材料学》", 30 November 2000, 山东大学出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112279655A (zh) * 2020-10-30 2021-01-29 攀钢冶金材料有限责任公司 一种结合剂和镁质捣打料及其制备方法
CN114853449A (zh) * 2022-05-10 2022-08-05 海城利尔麦格西塔材料有限公司 一种稳定耐冲击的铁合金电炉炉底捣打料的生产方法

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