CN116462519A - 一种氢冶金用刚玉质耐火材料及其制备方法 - Google Patents
一种氢冶金用刚玉质耐火材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116462519A CN116462519A CN202310415306.2A CN202310415306A CN116462519A CN 116462519 A CN116462519 A CN 116462519A CN 202310415306 A CN202310415306 A CN 202310415306A CN 116462519 A CN116462519 A CN 116462519A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- corundum
- refractory material
- hydrogen metallurgy
- corundum refractory
- hydrogen
- 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.)
- Pending
Links
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 80
- 239000010431 corundum Substances 0.000 title claims abstract description 80
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 title claims abstract description 46
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 42
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 41
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N calcium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [Ca+2].[O-][Al]=O.[O-][Al]=O XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 12
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 9
- 241000276425 Xiphophorus maculatus Species 0.000 claims abstract description 7
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000001723 curing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 2
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 2
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 2
- GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H sodium hexametaphosphate Chemical compound [Na]OP1(=O)OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])O1 GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 2
- 235000019982 sodium hexametaphosphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000019832 sodium triphosphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000001577 tetrasodium phosphonato phosphate Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 8
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 17
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract description 11
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 6
- 239000001038 titanium pigment Substances 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 4
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910021502 aluminium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
- C04B35/101—Refractories from grain sized mixtures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
- C04B2235/3222—Aluminates other than alumino-silicates, e.g. spinel (MgAl2O4)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
- C04B2235/9607—Thermal properties, e.g. thermal expansion coefficient
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
本发明公开了一种氢冶金用刚玉质耐火材料及其制备方法。制备方法以70～85wt％的板状刚玉、8～15wt％的铝酸钙水泥、0.5～9wt％的钛白粉和2～7wt％的氧化铝微粉为原料，加入减水剂，混合均匀，得到预混料；向预混料中加入水，搅拌均匀，浇注成型，经过室温养护、脱模、干燥，制得刚玉预制块，再将刚玉预制块经过埋碳条件保温一段时间得到氢冶金用刚玉质耐火材料。本发明制备的氢冶金用刚玉质耐火材料高温强度大、热震稳定性好、抗H2‑H2O气体腐蚀性能强，适用于采用H2或H2+CO混合气为还原剂的氢冶金高温工业炉。
Description
技术领域
本发明涉及耐火材料技术领域，尤其涉及一种氢冶金用刚玉质耐火材料及其制备方法。
背景技术
氢冶金是采用氢气部分取代或完全取代碳作为铁矿石的还原剂，在低于铁熔点的温度范围内得到固态含铁料的技术。高纯H2在800℃下保温6小时，能够将铁矿石完全还原成Fe。高温下H2具有极强的还原性，同时H2还原铁矿石形成大量H2O(g)，高温下的H2-H2O(g)混合气体对炉衬耐火材料提出了新的要求。
刚玉是目前应用最为广泛的耐火原料，具有优良的高温性能和化学稳定性，不易被H2-H2O(g)混合气体腐蚀。然而，刚玉砖的热震稳定性有待提高；另外，为提高抗H2-H2O(g)腐蚀性能，要求刚玉砖纯度高，这会导致烧结较为困难，高温结合强度不足。董伟霞等人(董伟霞,顾幸勇,李鑫浩,等.耐火材料,2016,50(6):416-419.)以煤矸石、氢氧化铝为主要原料，外加3％的金属氧化物(V2O5、MnO2或MgO)添加剂，于1500℃保温1h煅烧后制备了莫来石晶须增强刚玉耐火材料，原位生成的莫来石补强了刚玉基体；周秀丽等人(周秀丽,黄海,马北越,等.工业加热,2014,43(4):49-51.)在刚玉砖中添加ZrO2-SiC复合粉及工业SiC粉大幅提高材料热震稳定性；一种高炉陶瓷杯用Al2OC-AlN固溶体结合刚玉耐火材料及制备方法(CN202011009925.4)以刚玉为主要原料，酚醛树脂为结合剂，添加Al，经过高温N2下烧成，原位生成Al2OC-AlN固溶体结合相，常温耐压强度高达260-340MPa。然而，莫来石易被H2还原造成损毁，SiC、Al2OC-AlN等非氧化结合相易被高温H2O(g)腐蚀。所以，进一步提高刚玉砖的热震稳定性和高温结合强度，同时降低显气孔率减少H2-H2O(g)混合气体的渗透是其在氢冶金用炉衬耐火材料中成功使用的前提与关键。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种高温强度大、热震稳定性好、抗H2-H2O气体腐蚀性能强的氢冶金用刚玉质耐火材料及其制备方法。
本发明的一种氢冶金用刚玉质耐火材料的制备方法，以70～85wt％的板状刚玉、8～15wt％的铝酸钙水泥、0.5～9wt％的钛白粉和2～7wt％的氧化铝微粉为原料，加入减水剂，混合均匀，得到预混料；向预混料中加入水，搅拌均匀，浇注成型，经过室温养护、脱模、干燥，制得刚玉预制块，再将刚玉预制块经过埋碳条件保温一段时间得到氢冶金用刚玉质耐火材料。
进一步的，将所述刚玉预制块经过1600℃～1800℃埋碳条件保温3～8h得到氢冶金用刚玉质耐火材料。
进一步的，干燥的温度为100～200℃。
进一步的，所述板状刚玉的Al2O3含量≥98wt％；所述板状刚玉的颗粒级配是：
粒径小于5mm且大于等于3mm占板状刚玉30～40wt％；
粒径小于3mm且大于等于1mm占板状刚玉40～55wt％；
粒径小于0.088mm占板状刚玉10～22wt％。
进一步的，所述铝酸钙水泥的CaO≥29.6wt％；Al2O3≥69.3wt％，所述铝酸钙水泥的中位径为11.34μm。
进一步的，所述钛白粉的TiO2≥98wt％，所述钛白粉的粒径≤0.074mm。
进一步的，所述氧化铝微粉的Al2O3含量≥99wt％，所述氧化铝微粉的中位径为2μm。
进一步的，所述减水剂为聚醚、聚羧酸、三聚磷酸钠、四聚磷酸钠和六偏磷酸钠中的任一种或两种的混合物。
进一步的，所述减水剂的质量为原料质量的0.1％-0.8％。
一种氢冶金用刚玉质耐火材料，采用上述的制备方法制备的氢冶金用刚玉质耐火材料。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
以板状刚玉为主要原料，添加8～15wt％的铝酸钙水泥结合剂，高温烧成过程中能够原位生成六铝酸钙(CaAl12O19，简写为CA6)结合相，大幅提高刚玉质耐火材料的结合强度。同时总压为1个大气压下，CA6与H2反应产物平衡分压由式(1)和(2)决定：
CaAl12O19 (s)+H2 (g)＝Ca (g)+H2O (g)+6Al2O3 (1)
表1不同温度下六铝酸钙与氢气反应气体产物的平衡分压
不同温度下气体产物分压由(2)计算，结果如表1所示，可以看出即使升温至1800℃，气体产物平衡分压仅为1.62Pa，CA6在高纯H2条件下表现出优异的化学稳定性。原位生成CA6结合相不仅能提高刚玉质耐火材料结合相，同时具有优良的抗高温H2-H2O气体腐蚀性能。此外，针对CA6难以烧结致密化的问题，本方案通过添加钛白粉，在埋碳条件下烧成，埋碳条件下TiO2易被还原生成Ti3O5，即部分Ti4+被还原生成Ti3+，Ti3+易固溶于CA6中，形成固溶体，促进CA6烧结致密化，进而降低刚玉质耐火材料的显气孔率，阻碍高温下H2-H2O气体向材料内部渗透。
本发明制备的氢冶金用刚玉质耐火材料经过检测：显气孔率为12～18％；高温抗折强度为15～25MPa；常温抗折强度为20～35MPa；热震(首先加热到1100℃保温30min，然后放入流动水中冷却)循环5次后残余抗折强度为10～25MPa；经过900℃下的H2-H2O混合气体腐蚀10h后，常温抗折强度为14～29MPa。
因此，本发明制备的氢冶金用刚玉质耐火材料高温强度大、热震稳定性好、抗H2-H2O气体腐蚀性能强，适用于采用H2或H2+CO混合气为还原剂的氢冶金高温工业炉。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
一种氢冶金用刚玉质耐火材料及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
以70～75wt％的板状刚玉、13～15wt％的铝酸钙水泥、6～9wt％的钛白粉和4～7wt％的氧化铝微粉为原料，加入减水剂，混合均匀，得到预混料；向预混料中加入水，搅拌均匀，浇注成型，经过室温养护、脱模、110℃干燥，制得刚玉预制块，再经过1600℃～1800℃埋碳条件保温3h得到氢冶金用刚玉质耐火材料。
本实施例制备的氢冶金用刚玉质耐火材料经过检测：显气孔率为12～17％；高温抗折强度为17～23MPa；常温抗折强度为28～32MPa；热震(首先加热到1100℃保温30min，然后放入流动水中冷却)循环5次后残余抗折强度为23～28MPa；经过900℃下的H2-H2O混合气体腐蚀10h后，常温抗折强度为25～28MPa。
实施例2
一种氢冶金用刚玉质耐火材料及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
以74～80wt％的板状刚玉、11～14wt％的铝酸钙水泥、4～7wt％的钛白粉和3～6wt％的氧化铝微粉为原料，加入减水剂，混合均匀，得到预混料；向预混料中加入水，搅拌均匀，浇注成型，经过室温养护、脱模、110℃干燥，制得刚玉预制块，再经过1600℃～1800℃埋碳条件保温3h得到氢冶金用刚玉质耐火材料。
本实施例制备的氢冶金用刚玉质耐火材料经过检测：显气孔率为12～16％；高温抗折强度为20～25MPa；常温抗折强度为30～35MPa；热震(首先加热到1100℃保温30min，然后放入流动水中冷却)循环5次后残余抗折强度为20～25MPa；经过900℃下的H2-H2O混合气体腐蚀10h后，常温抗折强度为24～29MPa。
实施例3
一种氢冶金用刚玉质耐火材料及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
以79～83wt％的板状刚玉、10～13wt％的铝酸钙水泥、2～5wt％的钛白粉和2～4wt％的氧化铝微粉为原料，加入减水剂，混合均匀，得到预混料；向预混料中加入水，搅拌均匀，浇注成型，经过室温养护、脱模、110℃干燥，制得刚玉预制块，再经过1600℃～1800℃埋碳条件保温3h得到氢冶金用刚玉质耐火材料。
本实施例制备的氢冶金用刚玉质耐火材料经过检测：显气孔率为15～18％；高温抗折强度为18～22MPa；常温抗折强度为25～29MPa；热震(首先加热到1100℃保温30min，然后放入流动水中冷却)循环5次后残余抗折强度为16～21MPa；经过900℃下的H2-H2O混合气体腐蚀10h后，常温抗折强度为17～25MPa。
实施例4
一种氢冶金用刚玉质耐火材料及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
以82～85wt％的板状刚玉、8～12wt％的铝酸钙水泥、0.5～3.5wt％的钛白粉和2～4wt％的氧化铝微粉为原料，加入减水剂，混合均匀，得到预混料；向预混料中加入水，搅拌均匀，浇注成型，经过室温养护、脱模、110℃干燥，制得刚玉预制块，再经过1600℃～1800℃埋碳条件保温3h得到氢冶金用刚玉质耐火材料。
本实施例制备的氢冶金用刚玉质耐火材料经过检测：显气孔率为16～18％；高温抗折强度为15～19MPa；常温抗折强度为20～26MPa；热震(首先加热到1100℃保温30min，然后放入流动水中冷却)循环5次后残余抗折强度为10～17MPa；经过900℃下的H2-H2O混合气体腐蚀10h后，常温抗折强度为11～18MPa。
以上未涉及之处，适用于现有技术。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种氢冶金用刚玉质耐火材料的制备方法，其特征在于：以70～85wt％的板状刚玉、8～15wt％的铝酸钙水泥、0.5～9wt％的钛白粉和2～7wt％的氧化铝微粉为原料，加入减水剂，混合均匀，得到预混料；向预混料中加入水，搅拌均匀，浇注成型，经过室温养护、脱模、干燥，制得刚玉预制块，再将刚玉预制块经过埋碳条件保温一段时间得到氢冶金用刚玉质耐火材料。
2.根据权利要求1所述的氢冶金用刚玉质耐火材料的制备方法，其特征在于：将所述刚玉预制块经过1600℃～1800℃埋碳条件保温3～8h得到氢冶金用刚玉质耐火材料。
3.根据权利要求1所述的氢冶金用刚玉质耐火材料的制备方法，其特征在于：干燥的温度为100～200℃。
4.根据权利要求1所述的氢冶金用刚玉质耐火材料的制备方法，其特征在于：所述板状刚玉的Al2O3含量≥98wt％；所述板状刚玉的颗粒级配是：
粒径小于5mm且大于等于3mm占板状刚玉30～40wt％；
粒径小于3mm且大于等于1mm占板状刚玉40～55wt％；
粒径小于0.088mm占板状刚玉10～22wt％。
5.根据权利要求1所述的氢冶金用刚玉质耐火材料的制备方法，其特征在于：所述铝酸钙水泥的CaO≥29.6wt％；Al2O3≥69.3wt％，所述铝酸钙水泥的中位径为11.34μm。
6.根据权利要求1所述的氢冶金用刚玉质耐火材料的制备方法，其特征在于：所述钛白粉的TiO2≥98wt％，所述钛白粉的粒径≤0.074mm。
7.根据权利要求1所述的氢冶金用刚玉质耐火材料的制备方法，其特征在于：所述氧化铝微粉的Al2O3含量≥99wt％，所述氧化铝微粉的中位径为2μm。
8.根据权利要求1所述的氢冶金用刚玉质耐火材料的制备方法，其特征在于：所述减水剂为聚醚、聚羧酸、三聚磷酸钠、四聚磷酸钠和六偏磷酸钠中的任一种或两种的混合物。
9.根据权利要求1所述的氢冶金用刚玉质耐火材料的制备方法，其特征在于：所述减水剂的质量为原料质量的0.1％-0.8％。
10.一种氢冶金用刚玉质耐火材料，其特征在于：采用权利要求1-9任一项所述的制备方法制备的氢冶金用刚玉质耐火材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310415306.2A CN116462519A (zh) | 2023-04-18 | 2023-04-18 | 一种氢冶金用刚玉质耐火材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310415306.2A CN116462519A (zh) | 2023-04-18 | 2023-04-18 | 一种氢冶金用刚玉质耐火材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116462519A true CN116462519A (zh) | 2023-07-21 |
Family
ID=87185001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310415306.2A Pending CN116462519A (zh) | 2023-04-18 | 2023-04-18 | 一种氢冶金用刚玉质耐火材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116462519A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB640905A (en) * | 1944-03-24 | 1950-08-02 | Jean Charles Seailles | Process for the manufacture of calcium aluminates |
| CN104909771A (zh) * | 2015-06-03 | 2015-09-16 | 武汉科技大学 | 铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料及其制备方法 |
| CN104909772A (zh) * | 2015-06-03 | 2015-09-16 | 武汉科技大学 | 含复合添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料及其制备方法 |
| CN110171980A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-08-27 | 辽宁科技学院 | 一种致密六铝酸钙耐火熟料的制备方法 |
| CN115417662A (zh) * | 2022-09-26 | 2022-12-02 | 武汉科技大学 | 一种氢冶金用微孔刚玉砖及其制备方法 |
| CN115724652A (zh) * | 2022-12-21 | 2023-03-03 | 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 | 一种氢冶金领域用低密高强钙长石质隔热材料的制备方法 |
-
2023
- 2023-04-18 CN CN202310415306.2A patent/CN116462519A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB640905A (en) * | 1944-03-24 | 1950-08-02 | Jean Charles Seailles | Process for the manufacture of calcium aluminates |
| CN104909771A (zh) * | 2015-06-03 | 2015-09-16 | 武汉科技大学 | 铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料及其制备方法 |
| CN104909772A (zh) * | 2015-06-03 | 2015-09-16 | 武汉科技大学 | 含复合添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料及其制备方法 |
| CN110171980A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-08-27 | 辽宁科技学院 | 一种致密六铝酸钙耐火熟料的制备方法 |
| CN115417662A (zh) * | 2022-09-26 | 2022-12-02 | 武汉科技大学 | 一种氢冶金用微孔刚玉砖及其制备方法 |
| CN115724652A (zh) * | 2022-12-21 | 2023-03-03 | 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 | 一种氢冶金领域用低密高强钙长石质隔热材料的制备方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 尹玉成: "高炉维护用Al2O3-SiC-C不定形耐火材料性能研究", 《中国博士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》, no. 4, 15 April 2015 (2015-04-15), pages 70 * |
| 张丹洋等: "添加纳米TiO2对刚玉浇注料性能的影响", 《耐火材料》, vol. 53, no. 4, 31 August 2019 (2019-08-31), pages 1 - 2 * |
| 张丹洋等: "添加纳米TiO2对刚玉浇注料性能的影响", 《耐火材料》, vol. 53, no. 4, pages 1 - 2 * |
| 曾坚贤等: "化工实习", 30 June 2014, 中国矿业大学出版社 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107108369B (zh) | 耐火制品及其应用 | |
| CN106083077B (zh) | 一种致密ca2-ca6复相轻质耐火熟料及其制备方法 | |
| AU2015371612B2 (en) | Refractories and use thereof | |
| US9546114B2 (en) | SiAlON bonded silicon carbide material | |
| CN108751957A (zh) | 一种精炼钢包用的无碳高纯铝镁机压砖及其制备方法 | |
| CN106336231B (zh) | 一种钢精炼用整体耐火工作衬及其制备方法 | |
| CN105693259A (zh) | 一种刚玉质尖晶石固溶体耐火材料制备工艺 | |
| JP5448190B2 (ja) | 溶融金属保持炉の内張り用アルミナカーボン系不焼成れんが及び製造方法、並びにそれを用いた窯炉設備及び施工方法 | |
| CN1654426A (zh) | 一种不定形方镁石—碳化硅复合耐火材料及其生产方法 | |
| CN113999027A (zh) | 一种氧化锌回转窑用刚玉-莫来石浇注料及其制备方法 | |
| CN112811888A (zh) | 一种中频感应炉炉底抗渗浇注料 | |
| CN109776101B (zh) | 一种CA6-MA-Cr2O3-Al2O3钢包内衬浇注料及其制备方法 | |
| CN115417662B (zh) | 一种氢冶金用微孔刚玉砖及其制备方法 | |
| CN116462519A (zh) | 一种氢冶金用刚玉质耐火材料及其制备方法 | |
| CN107857578B (zh) | 一种垃圾焚烧回转窑衬里耐火材料及其制备方法 | |
| CN103553645B (zh) | 一种无水泥浇注料的使用方法 | |
| CN106810283B (zh) | 一种莫来石-铬轻质浇注料 | |
| CN114315391A (zh) | 一种可膨胀镁碳火泥及其制备方法和应用 | |
| CN111132950B (zh) | 耐火批料、由该批料制备未成型耐火陶瓷产品的方法和通过该方法获得的未成型耐火陶瓷产品 | |
| CN111320463A (zh) | 一种一步法制备致密ca2-ca6复相耐火熟料的工艺方法 | |
| CN106588024A (zh) | 一种Al7O3N5结合刚玉质复合耐火材料的制备方法 | |
| CN111099891A (zh) | 一种一步法制备致密六铝酸钙耐火熟料的工艺方法 | |
| CN108439959B (zh) | 一种二氧化锆短纤与碱式硫酸镁晶须复合增强氧化镁基坩埚及其制备方法 | |
| JP6767659B2 (ja) | スライドプレート耐火物 | |
| KR101129265B1 (ko) | 마그네시아-실리카계 클링커 및 이를 함유하는 내화벽돌 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |