CN1317236C - 用于压入修补的耐火材料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压入修补的耐火材料及制备方法。其解决目前存在的喷补时有发泡而导致炉衬易剥落等不足。技术措施：其所组成的组分及重量份：由有机硅树脂10～20份、焦油0.01～10份、热塑性酚醛树脂60～80份组成的有机结合剂占总重量份的3～35份；由高铝矾土、焦宝石、刚玉、粘土、碳化硅、碳素材料组成的耐火材料基体占总重量份的20～80份；由氧化二锂0.05～5份、三氧化二硼0.05～4份组成的添加剂占总重量份的1～10份。按份数在组成耐火材料基体的组分中选二种及以上混合并加添加剂；将按份数组成有机结合剂的组分搅拌，在60～200℃下加热制备；将已制备的有机结合剂及加入添加剂的耐火材料基体混合后待用。

Description

用于压入修补的耐火材料及制备方法

技术领域

本发明属于耐火材料，尤其涉及用于压入修补的耐火材料及制备方法。

背景技术

目前，在采用压入方法修补高炉、RH真空炉、混铁炉等设备时，其使用的耐火材料主要为两类，即水性结合材料和以酚醛树脂为结合剂的材料。

水性结合材料主要由水玻璃、水泥、磷酸盐结合而成，其主要化学成分为Al₂O₃、、Fe₂O₃、K₂O+Na₂O、SiC，结合剂为磷酸二氢铝，如：专利号为01133640.4的已公开的用于转炉的修补耐火材料专利，主要组成为烧结镁砂、白云石、偏硅酸钠、六偏磷酸钠；专利号为01106497.8的专利，也公开了用于钢包的修补耐火材料，主要组成为电熔镁砂、镁铬粉、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、硅灰、复合添加剂，这些均为水性材料结合，粘接强度较高；但在高温下，由于在喷补时有发泡现象，使得喷补处有较多气孔存在，导致其修补的炉衬不致密，在高温下易受损剥落。

以酚醛树脂为结合剂的材料，主要由矾土、焦宝石、粘土、碳化硅、碳、金属硅等组成。如日本住友公司以酚醛树脂结合的修补料，其主要的化学成分为Al₂O₃、SiO₂、SiC或MgO、SiC、固定碳；国内，冶金建筑总院报道了以热塑性酚醛树脂结合的修补料，其主要的化学成分为Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、K₂O+Na₂O、TiO₂；洛阳耐火材料研究院报道了以不同性能的两种酚醛树脂结合的修补料，其主要的化学成分为Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、K₂O+Na₂O、TiO₂；马鞍山钢铁公司报道了以酚醛树脂与焦油沥清共同结合的压入修补料，其主要的化学成分为Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、MgO、CaO，以酚醛树脂为结合剂的修补耐火材料，人们为了增加压入时的流动性，大量加入丙酮等有机溶剂，这样导致其被压入后在高温下有机溶剂挥发后形成蜂窝孔洞，烧结后结构不是非常致密，同样易产生受损剥落现象。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种不仅能在15～300℃范围内流动性好，而且凝固快、烧结致密、粘结性能好的用于压入修补的耐火材料。

实现上述目的的技术措施：用于压入修补的耐火材料，其在于其组分及重量份为：有机结合剂：3～35份、耐火材料基体：20～80份、添加剂：1～10份；有机结合剂为有机硅树脂、焦油及热塑性酚醛树脂在60～200℃加热条件下的共混物，重量份为：有机硅树脂10～20份、焦油：0.01～10份、热塑性酚醛树脂：60～80份；耐火材料基体为高铝矾土、焦宝石、刚玉、粘土、碳化硅、碳素材料中二种及二种以上的材料混合物；添加剂的组分及重量份为：氧化二锂：0.05～5份、三氧化二硼：0.05～4份。

制备上述用于压入修补的耐火材料的方法，其步骤在于：

1)按照份数在高铝矾土、焦宝石、刚玉、粘土、碳化硅、碳素中选择二种及二种以上材料，混合制备成为耐火材料基体，并加入添加剂；

2)按照份数加入有机硅树脂、焦油及热塑性酚醛树脂并搅拌混合均匀，在60~200℃条件下加热制备成有机结合剂；

3)将制成的有机结合剂与已加入添加剂的耐火材料基体混合物进行混合搅拌，并使之均匀后包装待用。

有机结合剂

加入有机硅树脂、焦油及热塑性酚醛树脂的共混物，能提高压入修补材料的粘接强度和流动性能。

耐火材料基体

由高铝矾土、焦宝石、刚玉、粘土、碳化硅、碳素材料中的几种材料的混合物组成，烧结后起耐火炉衬的作用。

添加剂

加入氧化二锂、三氧化二硼等烧结助剂，可使得硅酸盐材料的耐火材料基体能够快速烧结，同时加快其高温致密化过程。

采用本发明压入方式修补炉衬，其材料的粘结能力强，烧结后产生的孔洞少、无空心，结构致密，不易受损和脱落，从而延长了耐火炉衬的使用周期。

具体实施方式

实施例1：

用于压入修补的耐火材料，各组分及重量份为：矾土23份、焦宝石33份、粘土3份、碳化硅12份、碳素3份、氧化二锂2份、三氧化二硼1份、热塑性酚醛树脂20份、有机硅树脂2份、焦油1份。

制备方法，其步骤：

1)将上述的矾土23份、焦宝石33份、粘土3份、碳化硅12份、碳素3份、氧化二锂2份、三氧化二硼1份进行搅拌混合并达到均匀，形成增加添加剂的耐火材料基体；

2)将热塑性酚醛树脂20份、有机硅树脂2份、焦油1份在80℃条件下加热搅拌混合均匀，形成有机结合剂；

3)将制成的有机结合剂与已加入添加剂的耐火材料基体混合物进行搅拌混合，并使之均匀后包装待用。

实施例2：

用于压入修补的耐火材料，各组分及重量份为：焦宝石67份、粘土3份、碳化硅3份、碳素1份、氧化二锂1份、三氧化二硼2份、热塑性酚醛树脂20份、有机硅树脂2.9份、焦油0.1份。

制备方法，其步骤：

1)将上述的焦宝石67份、粘土3份、碳化硅3份、碳素1份、氧化二锂1份、三氧化二硼2份进行搅拌混合并达到均匀，形成增加添加剂的耐火材料基体；

2)将热塑性酚醛树脂20份、有机硅树脂2.9份、焦油0.1份在110℃条件下加热搅拌混合均匀，形成有机结合剂；

3)将制成的有机结合剂与已加入添加剂的耐火材料基体混合物进行搅拌混合，并使之均匀后包装待用。

实施例3：

用于压入修补的耐火材料，各组分及重量份为：刚玉38份、焦宝石20份、粘土3份、碳化硅12份、氧化二锂3份、三氧化二硼1份、热塑性酚醛树脂21.4份、有机硅树脂1.5份、焦油0.1份。

制备方法，其步骤：

1)将上述的刚玉38份、焦宝石20份、粘土3份、碳化硅12份、氧化二锂3份、三氧化二硼1份进行搅拌混合并达到均匀，形成增加添加剂的耐火材料基体；

2)将热塑性酚醛树脂21.4份、有机硅树脂1.5份、焦油0.1份在180℃条件下加热搅拌混合均匀，形成有机结合剂；

3)将制成的有机结合剂与已加入添加剂的耐火材料基体混合物进行搅拌混合，并使之均匀后包装待用。

实施例4：

用于压入修补的耐火材料，各组分及重量份为：矾土37份、刚玉20份、粘土3份、碳化硅12份、氧化二锂4份、三氧化二硼1份、热塑性酚醛树脂21份、有机硅树脂1.9份、焦油0.1份。

制备方法，其步骤：

1)将上述的矾土37份、刚玉20份、粘土3份、碳化硅12份、氧化二锂4份、三氧化二硼1份进行搅拌混合并达到均匀，形成增加添加剂的耐火材料基体；

2)将热塑性酚醛树脂21份、有机硅树脂1.9份、焦油0.1份在200℃条件下加热搅拌混合均匀，形成有机结合剂；

3)将制成的有机结合剂与已加入添加剂的耐火材料基体混合物进行搅拌混合，并使之均匀后包装待用。

实施例1~4的性能结果表。

性能		实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
						耐压强度/MPa	110℃	28	21	16	29
1000℃	15	11	8	18
					体积密度/g/cm3		110℃	1.98	1.75	2.23	2.16
1000℃	1.82	1.68	2.01	1.97
						粘结强度/MPa	400℃	4.9	4.7	3.2	4.3

Claims (2)

1、用于压入修补的耐火材料，其特征在于其组分及重量份为：有机结合剂：3～35份、耐火材料基体：20～80份、添加剂：1～10份；有机结合剂为有机硅树脂、焦油及热塑性酚醛树脂在60～200℃加热条件下的共混物，重量份为：有机硅树脂10～20份、焦油：0.01～10份、热塑性酚醛树脂：60～80份；耐火材料基体为高铝矾土、焦宝石、刚玉、粘土、碳化硅、碳素材料中二种及二种以上的材料混合物；添加剂的组分及重量份为：氧化二锂：0.05～5份、三氧化二硼：0.05～4份。

2、权利要求1所述的用于压入修补的耐火材料的制备方法，其步骤在于：

1)按照份数在高铝矾土、焦宝石、刚玉、粘土、碳化硅、碳素中选择二种及二种以上材料，混合制备成为耐火材料基体，并加入由氧化二锂及三氧化二硼组成的添加剂；

2)按照份数加入有机硅树脂、焦油及热塑性酚醛树脂并搅拌混合均匀，在60～200℃条件下加热制备成有机结合剂；

3)将制成的有机结合剂与已加入添加剂的耐火材料基体混合物进行混合搅拌，并使之均匀后包装待用。