[發明專利]一種微孔高強剛玉-六鋁酸鈣復合耐火原料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210218121.4
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN102718514A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 李正坤;顧華志;張家勤;黃奧;杜博
• 申請（專利權）人: 江蘇晶鑫高溫材料有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/622
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 李海燕

技術領域

????本發明屬于剛玉-六鋁酸鈣質耐火材料技術領域。具體涉及一種微孔高強剛玉-六鋁酸鈣復合耐火原料及其制備方法。

背景技術

隨著爐外精煉和連鑄技術的發展，鋼包由原來功能單一的盛裝鋼水容器逐漸轉變為功能復雜的爐外鋼水精煉設備。為了滿足實際生產要求，國內鋼包內襯材料現普遍采用鋁鎂碳磚和富鋁尖晶石碳磚。采用鋁鎂碳磚和富鋁尖晶石碳磚作為內襯材料，一方面對鋼水增碳作用明顯，不利于潔凈鋼和低碳鋼的生產；另一方面，其熱傳導率較高，鋼水溫度下降較快，不利于連鑄生產順利進行，而且增加了加熱成本。

傳統隔熱耐火材料的抗侵蝕能力、強度與耐磨性都較差，常不直接用作工作面，而是放在工作面后面作為保溫層，但是隔熱耐火材料越靠近工作面，它的隔熱節能效果越好。隨著對節能減排要求的提高，對于能在工作面直接使用的高強度、耐高溫、抗侵蝕的隔熱耐火材料的開發研究應受到人們的重視。

接觸鋼包內襯的耐火材料不僅要承受很高的溫度，而且需要抵抗鋼液鋼渣對其的沖刷和侵蝕，所以對耐火材料的性能提出更高的要求。現在國內外生產的輕質材料節能效果較好，但是大都孔隙率高，空隙較大，不能起到抵抗侵蝕沖刷的作用，很難用在使用條件苛刻的鋼包內襯材料中。

六鋁酸鈣屬于六方晶系，垂直于C軸方向具有優先形成片狀或板狀晶體的特征，是一種具有較強抗水化和抗高溫熔渣侵蝕的鋁鈣系耐高溫化合物，其熔點為1875℃，其本身具有較低的導熱系數(1.7W(m.K)^-1)，較低的熱膨脹系數(8.0×10^-6k^-1)，與Al₂O₃的熱膨脹系數(8.6×10^-6k^-1)相近，兩材料膨脹失配可能性低，能任意混合。

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發明內容

本發明的任務旨在克服已有技術缺陷，提供一種顯氣孔率和板狀剛玉相似，強度相對板狀剛玉不減，但是質輕、熱導率較低、耐沖刷、抗侵蝕且具有優良抗熱震性能的微孔高強剛玉-六鋁酸鈣復合耐火原料及其制備方法。

為實現上述任務，本發明所采用的技術方案是：以94~98wt%的氧化鋁細粉或氫氧化鋁細粉作為鋁源，以1~6wt%碳酸鈣細粉或氫氧化鈣細粉作為鈣源，再外加上述原料總量30~60wt%的水，混合，在球磨機上濕磨0.5~2小時，待濕磨料漿凝固，在110~200℃條件下保溫12~48小時，然后在1750~1900℃條件下保溫3~5小時，燒后產物破碎后即得到微孔高強剛玉-六鋁酸鈣復合耐火原料。

在上述技術方案中：鋁源為氧化鋁細粉或氫氧化鋁細粉中的一種或一種以上；氧化鋁細粉的Al₂O₃含量>99wt%，粒徑<0.01mm；氫氧化鋁細粉的Al(OH)₃的含量>98wt%，粒徑<0.02mm；鈣源為碳酸鈣細粉或氫氧化鈣細粉中的一種或一種以上；碳酸鈣細粉的CaCO₃含量>98wt%，粒徑<0.045mm；氫氧化鈣細粉的Ca(OH)₂的含量>98wt%，粒徑<0.045mm；球磨機的研磨球為剛玉質球。

由于采用上述技術方案，本發明采用濕法研磨工藝，將鈣源、鋁源充分混合，使鋁源和鈣源通過化學反應產生的六鋁酸鈣，均勻分散在剛玉中，利用六鋁酸鈣微孔片狀結構特性及其與剛玉熱膨脹系數的匹配性，獲得微孔高強剛玉-六鋁酸鈣復合耐火原料。

本發明所制備的微孔高強剛玉-六鋁酸鈣復合耐火原料其體積密度為2.9～3.3g/cm³，顯氣孔率為3～8%，平均孔徑為0.5～10μm。

因此，該法所制備的微孔剛玉-六鋁酸鈣復合耐火原料具有顯氣孔率低、體積密度小、孔徑小、強度高、耐沖刷、抗侵蝕、熱導率低和抗熱震性能優異的特點。

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具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明作進一步的描述，并非對保護范圍的限制：