CN114349524A - 一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料，包括以下重量份数的原料成分：90份的耐火原料、170份的催化剂、20份的胶结料、3份的碳素材料、11份的掺合料、0.9份的促凝剂；本发明还公开了一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料的制备方法，包括以下步骤：S1，将选取重量份的耐火原料投入到催化剂中并进行加压搅拌，然后将浸渍的耐火原料取出干燥处理，得到干燥耐火原料。本发明所制备的碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料拥有优异的抗高温熔渣侵蚀性能，且采用表面改性的鳞片石墨作炭素材料，提高石墨的亲水性和分散性，所得含碳耐火浇注料性能优良，可用于多种高温工业窑炉内衬或者基础，也可用来制造预制件。
Description
技术领域
本发明涉及耐火浇注料技术领域，尤其涉及一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料及其制备方法。
背景技术
耐火材料是高温冶炼及高温窑炉等热工设备的关键结构材料，能承受相应的物理化学变化及机械作用，是高温技术不可缺少的基础材料，广泛应用于钢铁、陶瓷、建材、电子、石化等领域中。其中钢铁行业耐火材料用量最大。传统耐火材料是以氧化铝、氧化铬或碳为主要成分，传统的氧化物耐火材料在高温环境中使用，必须保证其具有足够的结构稳定性。传统的氧化物耐火材料与炉渣具有强润湿性，抗炉渣侵蚀性能较差，使炉衬寿命大大降低。
发明内容
本发明的目的是为了提出一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料，包括以下重量份数的原料成分：80-120份的耐火原料、160-200份的催化剂、15-35份的胶结料、2-6份的碳素材料、10-14份的掺合料、0.8-1.2份的促凝剂。
优选地，包括以下重量份数的原料成分：90份的耐火原料、170份的催化剂、20份的胶结料、3份的碳素材料、11份的掺合料、0.9份的促凝剂。
优选地，包括以下重量份数的原料成分：110份的耐火原料、190份的催化剂、30份的胶结料、5份的碳素材料、14份的掺合料、1.1份的促凝剂。
优选地，所述碳素材料为表面改性的鳞片石墨。
优选地，所述耐火原料以刚玉质、高铝质、莫来石质、镁质、或空心球为骨料，以铝酸钙水泥、磷酸二氢铝、硅溶胶、二氧化硅微粉为结合剂。
优选地，所述催化剂为铁、钴和镍的硝酸盐中的一种或多种且溶于无水乙醇的混合物。
优选地，所述胶结料为矾土水泥和硅酸钠的混合物，所述矾土水泥和硅酸钠碾碎混合。
优选地，所述促凝剂为铝酸钙和氟铝酸钙的混合物，且所述铝酸钙和氟铝酸钙粉碎混合。
优选地，所述掺和料为三氧化二铝、二氧化硅和二硼化铬中的一种或多种混合物。
本发明还公开了一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料的制备方法，包括以下步骤：
S1，将选取重量份的耐火原料投入到催化剂中并进行加压搅拌，然后将浸渍的耐火原料取出干燥处理，得到干燥耐火原料；
S2，然后将碳素材料与干燥耐火原料进行粉碎混合，得到混合物粉末，然后将得到的混合物粉末、掺合料、胶结料进行粉碎混合，得到混合料；
S3，向S2中得到的混合料中加入促凝剂，边混碾边加水的方式加入，水的加入量为混合料的5％，混碾均匀后，得到潮湿结块的混合物料；
S4，将S3中得到的潮湿结块的混合物静置3小时，再烘烤3小时以上，烘干时并进行粉碎，得到碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料。
本发明的有益效果为：
本发明所制备的碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料拥有优异的抗高温熔渣侵蚀性能，且采用表面改性的鳞片石墨作炭素材料，提高石墨的亲水性和分散性，所得含碳耐火浇注料性能优良，可用于多种高温工业窑炉内衬或者基础，也可用来制造预制件。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例，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。
实施例1
一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料，包括以下重量份数的原料成分：80份的耐火原料、160份的催化剂、15份的胶结料、2份的碳素材料、10份的掺合料、0.8份的促凝剂。
本发明中，所述碳素材料为表面改性的鳞片石墨。
本发明中，所述耐火原料以刚玉质、高铝质、莫来石质、镁质、或空心球为骨料，以铝酸钙水泥、磷酸二氢铝、硅溶胶、二氧化硅微粉为结合剂。
本发明中，所述催化剂为铁、钴和镍的硝酸盐中的一种或多种且溶于无水乙醇的混合物。
本发明中，所述胶结料为矾土水泥和硅酸钠的混合物，所述矾土水泥和硅酸钠碾碎混合。
本发明中，所述促凝剂为铝酸钙和氟铝酸钙的混合物，且所述铝酸钙和氟铝酸钙粉碎混合。
本发明中，所述掺和料为三氧化二铝、二氧化硅和二硼化铬中的一种或多种混合物。
本发明还公开了一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料的制备方法，包括以下步骤：
S1，将选取重量份的耐火原料投入到催化剂中并进行加压搅拌，然后将浸渍的耐火原料取出干燥处理，得到干燥耐火原料；
S2，然后将碳素材料与干燥耐火原料进行粉碎混合，得到混合物粉末，然后将得到的混合物粉末、掺合料、胶结料进行粉碎混合，得到混合料；
S3，向S2中得到的混合料中加入促凝剂，边混碾边加水的方式加入，水的加入量为混合料的5％，混碾均匀后，得到潮湿结块的混合物料；
S4，将S3中得到的潮湿结块的混合物静置0.5～3小时，再烘烤3小时以上，烘干时并进行粉碎，得到碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料。
实施例2
一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料，包括以下重量份数的原料成分：120份的耐火原料、200份的催化剂、35份的胶结料、2-6份的碳素材料、13份的掺合料、1.2份的促凝剂。
本发明中，所述碳素材料为表面改性的鳞片石墨。
本发明中，所述耐火原料以刚玉质、高铝质、莫来石质、镁质、或空心球为骨料，以铝酸钙水泥、磷酸二氢铝、硅溶胶、二氧化硅微粉为结合剂。
本发明中，所述催化剂为铁、钴和镍的硝酸盐中的一种或多种且溶于无水乙醇的混合物。
本发明中，所述胶结料为矾土水泥和硅酸钠的混合物，所述矾土水泥和硅酸钠碾碎混合。
本发明中，所述促凝剂为铝酸钙和氟铝酸钙的混合物，且所述铝酸钙和氟铝酸钙粉碎混合。
本发明中，所述掺和料为三氧化二铝、二氧化硅和二硼化铬中的一种或多种混合物。
本发明还公开了一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料的制备方法，包括以下步骤：
S1，将选取重量份的耐火原料投入到催化剂中并进行加压搅拌，然后将浸渍的耐火原料取出干燥处理，得到干燥耐火原料；
S2，然后将碳素材料与干燥耐火原料进行粉碎混合，得到混合物粉末，然后将得到的混合物粉末、掺合料、胶结料进行粉碎混合，得到混合料；
S3，向S2中得到的混合料中加入促凝剂，边混碾边加水的方式加入，水的加入量为混合料的5％，混碾均匀后，得到潮湿结块的混合物料；
S4，将S3中得到的潮湿结块的混合物静置0.5～3小时，再烘烤3小时以上，烘干时并进行粉碎，得到碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料。
实施例3
一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料，包括以下重量份数的原料成分：100份的耐火原料、180份的催化剂、25份的胶结料、4份的碳素材料、12份的掺合料、1.0份的促凝剂。
本发明中，所述碳素材料为表面改性的鳞片石墨。
本发明中，所述耐火原料以刚玉质、高铝质、莫来石质、镁质、或空心球为骨料，以铝酸钙水泥、磷酸二氢铝、硅溶胶、二氧化硅微粉为结合剂。
本发明中，所述催化剂为铁、钴和镍的硝酸盐中的一种或多种且溶于无水乙醇的混合物。
本发明中，所述胶结料为矾土水泥和硅酸钠的混合物，所述矾土水泥和硅酸钠碾碎混合。
本发明中，所述促凝剂为铝酸钙和氟铝酸钙的混合物，且所述铝酸钙和氟铝酸钙粉碎混合。
本发明中，所述掺和料为三氧化二铝、二氧化硅和二硼化铬中的一种或多种混合物。
本发明还公开了一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料的制备方法，包括以下步骤：
S1，将选取重量份的耐火原料投入到催化剂中并进行加压搅拌，然后将浸渍的耐火原料取出干燥处理，得到干燥耐火原料；
S2，然后将碳素材料与干燥耐火原料进行粉碎混合，得到混合物粉末，然后将得到的混合物粉末、掺合料、胶结料进行粉碎混合，得到混合料；
S3，向S2中得到的混合料中加入促凝剂，边混碾边加水的方式加入，水的加入量为混合料的5％，混碾均匀后，得到潮湿结块的混合物料；
S4，将S3中得到的潮湿结块的混合物静置0.5～3小时，再烘烤3小时以上，烘干时并进行粉碎，得到碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料。
实施例4
一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料，包括以下重量份数的原料成分：90份的耐火原料、170份的催化剂、20份的胶结料、3份的碳素材料、11份的掺合料、0.9份的促凝剂。
本发明中，所述碳素材料为表面改性的鳞片石墨。
本发明中，所述耐火原料以刚玉质、高铝质、莫来石质、镁质、或空心球为骨料，以铝酸钙水泥、磷酸二氢铝、硅溶胶、二氧化硅微粉为结合剂。
本发明中，所述催化剂为铁、钴和镍的硝酸盐中的一种或多种且溶于无水乙醇的混合物。
本发明中，所述胶结料为矾土水泥和硅酸钠的混合物，所述矾土水泥和硅酸钠碾碎混合。
本发明中，所述促凝剂为铝酸钙和氟铝酸钙的混合物，且所述铝酸钙和氟铝酸钙粉碎混合。
本发明中，所述掺和料为三氧化二铝、二氧化硅和二硼化铬中的一种或多种混合物。
本发明还公开了一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料的制备方法，包括以下步骤：
S1，将选取重量份的耐火原料投入到催化剂中并进行加压搅拌，然后将浸渍的耐火原料取出干燥处理，得到干燥耐火原料；
S2，然后将碳素材料与干燥耐火原料进行粉碎混合，得到混合物粉末，然后将得到的混合物粉末、掺合料、胶结料进行粉碎混合，得到混合料；
S3，向S2中得到的混合料中加入促凝剂，边混碾边加水的方式加入，水的加入量为混合料的5％，混碾均匀后，得到潮湿结块的混合物料；
S4，将S3中得到的潮湿结块的混合物静置0.5～3小时，再烘烤3小时以上，烘干时并进行粉碎，得到碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料。
实施例5
一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料，包括以下重量份数的原料成分：110份的耐火原料、190份的催化剂、30份的胶结料、5份的碳素材料、14份的掺合料、1.1份的促凝剂。
本发明中，所述碳素材料为表面改性的鳞片石墨。
本发明中，所述耐火原料以刚玉质、高铝质、莫来石质、镁质、或空心球为骨料，以铝酸钙水泥、磷酸二氢铝、硅溶胶、二氧化硅微粉为结合剂。
本发明中，所述催化剂为铁、钴和镍的硝酸盐中的一种或多种且溶于无水乙醇的混合物。
本发明中，所述胶结料为矾土水泥和硅酸钠的混合物，所述矾土水泥和硅酸钠碾碎混合。
本发明中，所述促凝剂为铝酸钙和氟铝酸钙的混合物，且所述铝酸钙和氟铝酸钙粉碎混合。
本发明中，所述掺和料为三氧化二铝、二氧化硅和二硼化铬中的一种或多种混合物。
本发明还公开了一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料的制备方法，包括以下步骤：
S1，将选取重量份的耐火原料投入到催化剂中并进行加压搅拌，然后将浸渍的耐火原料取出干燥处理，得到干燥耐火原料；
S2，然后将碳素材料与干燥耐火原料进行粉碎混合，得到混合物粉末，然后将得到的混合物粉末、掺合料、胶结料进行粉碎混合，得到混合料；
S3，向S2中得到的混合料中加入促凝剂，边混碾边加水的方式加入，水的加入量为混合料的5％，混碾均匀后，得到潮湿结块的混合物料；
S4，将S3中得到的潮湿结块的混合物静置0.5～3小时，再烘烤3小时以上，烘干时并进行粉碎，得到碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料，其特征在于，包括以下重量份数的原料成分：80-120份的耐火原料、160-200份的催化剂、15-35份的胶结料、2-6份的碳素材料、10-14份的掺合料、0.8-1.2份的促凝剂。
2.根据权利要求1所述的一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料，其特征在于，包括以下重量份数的原料成分：90份的耐火原料、170份的催化剂、20份的胶结料、3份的碳素材料、11份的掺合料、0.9份的促凝剂。
3.根据权利要求1所述的一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料，其特征在于，包括以下重量份数的原料成分：110份的耐火原料、190份的催化剂、30份的胶结料、5份的碳素材料、14份的掺合料、1.1份的促凝剂。
4.根据权利要求1所述的一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料，其特征在于，所述碳素材料为表面改性的鳞片石墨。
5.根据权利要求1所述的一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料，其特征在于，所述耐火原料以刚玉质、高铝质、莫来石质、镁质、或空心球为骨料，以铝酸钙水泥、磷酸二氢铝、硅溶胶、二氧化硅微粉为结合剂。
6.根据权利要求1所述的一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料，其特征在于，所述催化剂为铁、钴和镍的硝酸盐中的一种或多种且溶于无水乙醇的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料，其特征在于，所述胶结料为矾土水泥和硅酸钠的混合物，所述矾土水泥和硅酸钠碾碎混合。
8.根据权利要求1所述的一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料，其特征在于，所述促凝剂为铝酸钙和氟铝酸钙的混合物，且所述铝酸钙和氟铝酸钙粉碎混合。
9.根据权利要求1所述的一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料，其特征在于，所述掺和料为三氧化二铝、二氧化硅和二硼化铬中的一种或多种混合物。
10.一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将选取重量份的耐火原料投入到催化剂中并进行加压搅拌，然后将浸渍的耐火原料取出干燥处理，得到干燥耐火原料；
S2，然后将碳素材料与干燥耐火原料进行粉碎混合，得到混合物粉末，然后将得到的混合物粉末、掺合料、胶结料进行粉碎混合，得到混合料；
S3，向S2中得到的混合料中加入促凝剂，边混碾边加水的方式加入，水的加入量为混合料的5％，混碾均匀后，得到潮湿结块的混合物料；
S4，将S3中得到的潮湿结块的混合物静置0.5～3小时，再烘烤3小时以上，烘干时并进行粉碎，得到碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料。
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