[發明專利]一種剛玉尖晶石澆注料及其制備方法

無效

• 申請號: 201210095220.8
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102617169A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 李亞偉;王慶虎;桑紹柏;李遠兵;趙雷;李淑靜
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

????本發明屬于耐火材料技術領域，主要涉及一種剛玉尖晶石澆注料及其制備方法。

技術背景

剛玉尖晶石澆注料具有優異的高溫強度、抗渣侵蝕性和耐剝落性，廣泛應用于鋼包中使用條件苛刻的部位（如鋼包襯、透氣磚系統和包底沖擊區等）。隨著冶煉工藝的提高，特別是爐外精煉技術的快速發展，剛玉尖晶石澆注料的使用環境日益苛刻，主要表現在熱應力集中，如在盛接鋼水前后，鋼包透氣磚反復承受劇烈溫度變化，且氣道和遠離氣道區域的巨大溫差導致材料中產生熱應力。此外，由于使用溫度較高，材料的高溫強度一般較常溫強度有所下降，其使用性能降低。因此，進一步提高剛玉尖晶石澆注料的熱震穩定性和高溫強度對保證爐外精煉工藝的可靠性和安全性起著至關重要的作用。

?現有提高澆注料熱震穩定性的方法較多，但制備的澆注料常溫強度和高溫強度有所下降，如：“含納米碳酸鎂的剛玉-尖晶石澆注料”（ZL200910064482.6）專利技術，制得的澆注料流動性和施工性能好，但碳酸鎂的分解一方面降低了材料的致密性，另一方面降低了材料的強度，特別是高溫強度；“抗熱震剛玉-尖晶石澆注料”（ZL200910180707.4）專利技術主要將單斜ZrO₂引入澆注料中，利用其在高溫下相變后的微裂紋增韌，但其相變后裂紋的尺寸難以控制，且與基質的結合界面較差，當溫度急劇變化時，微裂紋在缺少有效阻擋的情況下快速擴展，破壞了材料的顯微結構，惡化了其力學性能，根據賈全利等人的研究表明ZrO₂的引入會降低材料的燒結性，降低其使用性能，且1600℃高溫抗折強度下降[賈全利,?葉方保,?鐘香崇.?ZrO₂加入量對剛玉-尖晶石澆注料性能的影響[J].?耐火材料,?2009,?43(1):?27~30]。

此外，部分澆注料中引入能促進燒結的物質，雖然增大了材料的致密度，但又不能提高澆注料的熱震穩定性，如：“一種高熱震剛玉-尖晶石耐火材料及其制備方法”（ZL200610053302.0）專利技術，將TiO₂引入澆注料中，雖然促進了鎂鋁尖晶石澆注料燒結過程中的致密化效果，對熱震穩定性有一定作用，但根據賈全利等人的研究表明，TiO₂的加入對澆注料的熱震穩定性的影響不大，且對高溫抗折強度有不利影響，此外當TiO₂加入量過大時會降低較低澆注料的常溫強度[賈全利,?葉方保,?鐘香崇.?TiO₂加入量對剛玉-尖晶石澆注料性能的影響[J].?耐火材料,?2009,?43(6):417~421]。

發明內容

本發明旨在克服現有技術缺陷，目的在于提供一種抗熱震性好，高溫強度大，能延長使用壽命的剛玉尖晶石澆注料及其制備方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：先將1~10wt%的鎂鋁尖晶石細粉、5~10wt%的電熔白剛玉細粉、5~10wt%的α-Al₂O₃微粉、2~8wt%的純鋁酸鈣水泥、0.06~0.2wt%的聚羧酸類減水劑和0.01~0.1wt%的有機纖維共混，預制成混合粉料；然后將6~18wt%的部分穩定氧化鋯顆粒和鋯酸鈣顆粒中的一種與45~70wt%的板狀剛玉顆粒和1~10wt%的鎂鋁尖晶石顆粒為骨料干混4~6分鐘，再加入所述混合粉料混碾15~30分鐘；最后加入所述混合粉料和骨料3~6wt%的水，混碾3~5分鐘，振動澆注成型，養護20~26h，脫模，經100~120℃烘烤20~26h，升溫至1450~1750℃，保溫2~4h。

所述板狀剛玉顆粒中的Al₂O₃含量≥99wt%；以d表示粒度，板狀剛玉顆粒的級配：5mm>d≥3mm為10~20wt%，3mm>d≥1mm為15~20wt%，1mm>d≥0.5mm為10~15wt%，0.5mm>d≥0.1mm為10~15wt%。

所述部分穩定氧化鋯顆粒中ZrO₂含量≥94wt%，部分穩定氧化鋯顆粒為氧化鈣部分穩定氧化鋯顆粒或氧化鎂部分穩定氧化鋯顆粒；部分穩定氧化鋯顆粒的級配：3mm>d≥1mm為2~6wt%，1mm>d≥0.5mm為2~6wt%，0.5mm>d≥0.1mm為2~6wt%。