[發(fā)明專利]抗氧化鋁質(zhì)不燒碳磚及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010141624.7
• 申請(qǐng)日: 2010-04-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101851106A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周清德;周晨光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 營(yíng)口鲅魚(yú)圈耐火材料有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/66
• 分類號(hào): C04B35/66;C04B35/10
• 代理公司: 沈陽(yáng)杰克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21207
• 代理人: 金春華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼鐵冶金中用不燒碳磚領(lǐng)域，具體地涉及一種提高抗氧化性能的鋁質(zhì)不燒碳磚。

背景技術(shù)

隨著煉鐵、煉鋼工業(yè)的發(fā)展和生產(chǎn)效率的提高，對(duì)耐火材料的性能要求也不斷提高。特別是對(duì)鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐、鋼包中所用的不燒碳磚耐火制品的性能要求越來(lái)越高。在鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐、鋼包等一系列冶煉過(guò)程中，由于反應(yīng)劇烈，不燒碳磚的使用條件非常苛刻，易造成碳磚氧化脫碳，致使其抗鐵水、鋼水、鋼渣的沖刷、侵蝕性能下降，大大降低了材料的使用壽命，縮短了使用周期，增加碳磚的使用量，致使冶煉成本增加。

含碳耐火材料具有良好的抗渣性及抗熱震穩(wěn)定性，因而成為重要的耐火材料體系之一。這主要是因?yàn)椋际腔瘜W(xué)性質(zhì)極好的物質(zhì)，高溫下長(zhǎng)期使用不軟化，幾乎不受酸、堿、鹽類及有機(jī)物的侵蝕。另外，碳對(duì)熔渣具有難潤(rùn)濕性。

但是，在較高溫度下，碳卻極易與氧化性氣體(如O₂)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使得含碳耐火材料的優(yōu)良性能損失殆盡。因此，為了防止含碳耐火材料的氧化，需對(duì)含碳耐火材料進(jìn)行防氧化處理。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明提供一種抗氧化性能好，延長(zhǎng)使用壽命的抗氧化鋁質(zhì)不燒碳磚。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種抗氧化鋁質(zhì)不燒碳磚，其特征在于由以下原料按重量百分比制成：

棕剛玉????3mm～1mm????15～50％

棕剛玉????1mm～0mm????10～20％

棕剛玉????325目????????0～10％

棕剛玉????100目????????0～15％

電熔鎂砂??3mm～1mm?????0～15％

電熔鎂砂????1mm～0mm????0～10％

礬土????????3mm～1mm????0～25％

鋁粉????????????????????1～5％

石墨????????????????????5～15％

碳化硅粉????????????????0～5％

氮化硅鐵????????????????3～8％

瀝青????????????????????0～1％

酚醛樹(shù)脂????????????????2～4％。

優(yōu)選的，氮化硅鐵中Fe含量為12％～17％。

上述的抗氧化鋁質(zhì)不燒碳磚的制備方法如下：

1)按上述的配比，稱取棕剛玉、電熔鎂砂、氮化硅鐵和酚醛樹(shù)脂，于混砂機(jī)中預(yù)混碾8～10分鐘，然后再加入剩余的原料，混碾12～15分鐘；

2)將混合好的物料加入模具中，在500噸～800噸摩擦壓磚機(jī)上加壓，制成坯體；

3)將坯體送入干燥窯干燥，干燥窯熱風(fēng)入口溫度40～60℃，保溫區(qū)間溫度180℃，出口溫度40～60℃，干燥時(shí)間不小于16小時(shí)。

本發(fā)明中由于引入了氮化硅鐵，因而提高了鋁質(zhì)不燒碳磚的抗氧化性能，其機(jī)理是：氮化硅鐵是氮化硅與鐵相材料(α-Fe或Fe₃Si)的混合體，所以，高溫氧化氣氛下，添加氮化硅鐵的含碳耐火磚中容易氧化的成分有：SiC、C、Si₃N₄、Fe₃Si及α-Fe。從材料氧化的動(dòng)力學(xué)過(guò)程來(lái)看，在氧氣通過(guò)脫碳層向內(nèi)部擴(kuò)散時(shí)，氮化硅鐵(Fe-Si₃N₄)中氮化硅氧化后，剩余的鐵相材料則起到過(guò)濾部分氧氣的作用，生成氧化鐵；而氧化鐵的生成使得氧化層的熔點(diǎn)降低，流動(dòng)性增強(qiáng)，從而形成致密均勻的氧化層，封堵氣孔，阻止了氧向內(nèi)部的擴(kuò)散，達(dá)到了防止內(nèi)部碳氧化的目的。由于氧化鐵的作用，添加氮化硅鐵后，產(chǎn)品表面氧化層封閉較早，也就是說(shuō)，能夠較早地形成覆蓋于材料表面的氧化層而阻止碳的進(jìn)一步氧化。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)添加氮化硅鐵(Fe-Si₃N₄)到鋁質(zhì)不燒碳磚中，從而起到進(jìn)一步防氧化的作用。經(jīng)實(shí)踐：(1)燒后的抗折強(qiáng)度有了明顯的提高；(2)氧化測(cè)試的結(jié)果相對(duì)未加氮化硅鐵的脫碳層厚度小1.8～2.6mm；(3)用靜態(tài)坩堝法，在制品中心部位鉆制出Φ50mm×50mm的渣孔，并于渣孔中分別裝入40克鐵渣和鋼渣。在1600℃保溫6小時(shí)后發(fā)現(xiàn)，侵蝕測(cè)試結(jié)果相對(duì)未加氮化硅鐵的侵蝕深度厚度小0.5mm～0.9mm。因而說(shuō)明通過(guò)引入氮化硅鐵后，對(duì)含碳耐火磚起到了促燒結(jié)、提高抗氧化和抗侵蝕性能的效用。

具體實(shí)施方式