[發明專利]一種鋁鎂輕質耐火材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201310024648.8
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN103044048A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 白晨;顧華志;黃奧;張美杰;鄒陽
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/101
• 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

????本發明屬于輕質耐火材料技術領域。具體涉及一種鋁鎂輕質耐火材料及其制備方法。

背景技術

鋼包是儲存、運輸與精煉鋼水的重要設備，許多新的鋼種都是在鋼包中完成的。其內襯耐火材料與鋼水接觸時間長，高溫下長期遭受鋼水頻繁沖刷以及真空下合金、精煉渣腐蝕等，導致精煉鋼包的使用壽命顯著降低。為了提高耐火材料的抗渣侵蝕性能，一批致密型耐火材料被開發出來，如傳統的鎂碳磚、鎂鋁尖晶石磚等。然而，致密型耐火材料由于其結構特點通常導熱率較高，致使鋼包冶煉能量損失大，且會降低鋼水溫度，影響最終成材質量。

????針對鋼包能量損失大、鋼水降溫影響成材質量等問題，有人在致密型重質材料的基礎上開發了如“一種鋁-鎂系輕質無水泥澆注料及其制備方法”（CN200710052468.5）的專利技術，通過添加多孔陶瓷顆粒降低了材料的導熱率，但其所述材料采用的多孔陶瓷顆粒氣孔率高，平均孔徑較大（小于30μm），且該澆注料如使用在與高溫鋼渣等介質直接接觸的部位，須輔以一定量的致密顆粒以延長壽命。因此在提高抗渣性和降低熱導率方面仍難以滿足精煉鋼包工作襯耐火材料的要求。針對這個問題，申請人發明了“一種鋁鎂輕質澆注料及其制備方法”（CN20101059586.3）的專利技術，采用平均孔徑小于10μm的多孔剛玉陶瓷作為骨料，同時通過添加氧化鎂微粉，利用減水劑基團的疏水性控制氫氧化鎂晶體的形成和生長，使得在澆注料內部生成均勻交叉的棒狀氫氧化鎂晶體并形成網狀結構，取代氧化硅水化產生的結合作用，在提高澆注料的強度并降低其導熱率的同時，提高抗渣性。然而，該發明采用的多孔陶瓷骨料在一定程度上仍然存在孔徑較大（10μm），顯氣孔率較高（30～40％）的問題，且基質不夠致密，抗渣侵蝕性能仍有待提高。

發明內容

本發明旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種體積密度小、顯氣孔率低、高溫強度大、體積穩定性好、熱導率低和抗鋼渣等介質侵蝕能力強的鋁鎂輕質耐火材料及其制備方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：以60～85wt%的微孔剛玉顆粒為骨料，以5～30wt%的剛玉細粉、2～10wt%的氧化鎂微粉和4～9wt％的α-氧化鋁微粉為基質料。將基質料加入骨料中，外加骨料和基質料之和的3~10wt%的結合劑，攪拌均勻；然后用混碾機混碾15～30分鐘，再用壓磚機成型；成型后的坯體經100～220℃×12～24小時熱處理，制成鋁鎂輕質耐火材料。

所述微孔剛玉顆粒的制備方法是：以55~100wt%的工業氧化鋁細粉和0~45wt%的工業氫氧化鋁細粉為原料、或以55~100wt%的工業氧化鋁細粉和0~45wt%的α-Al₂O₃微粉為原料，再外加所述原料40~80wt%的水，混合，在球磨機上濕磨0.5~3小時，待濕磨料漿凝固，在110~200℃條件下保溫12~48小時，然后在1700~1900℃條件下保溫1~8小時，制得微孔剛玉顆粒。

所述微孔剛玉顆粒級配為：粒徑為10~5mm的顆粒占30~35wt%，粒徑為5~3mm的顆粒占20~25wt%，粒徑小于3mm的顆粒占10~25wt%；微孔剛玉顆粒的體積密度為2.8~3.5g/cm³，顯氣孔率為2~6％，平均孔徑為0.5~2μm。

所述剛玉細粉為板狀剛玉細粉、或為白剛玉細粉、或為板狀剛玉細粉和白剛玉細粉的混合料；剛玉細粉的顆粒粒徑小于0.088mm。

????所述氧化鎂微粉的MgO含量>80wt％，顆粒粒徑為D₅₀=5μm。

所述α-氧化鋁微粉的Al₂O₃含量>99wt％，顆粒粒徑為D₅₀=5μm。

所述工業氧化鋁細粉的Al₂O₃含量>99wt%，粒徑為0.045~0.088mm。

所述工業氫氧化鋁細粉的Al(OH)₃的含量>98wt%，粒徑小于0.02mm。

所述結合劑為磷酸鹽、硅溶膠、鋁溶膠、水玻璃中的一種或兩種。

所述球磨機的研磨球為剛玉質球。