[發明專利]一種鐵水熔煉及大型容器工作層用高強復合材料及制法

在審

• 申請號: 201611217766.0
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106588058A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 張利新;徐恩霞;廖紹虎;王玉霞;劉萍;李婉婉
• 申請（專利權）人: 中鋼集團耐火材料有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/103;C04B35/626
• 代理公司: 河南廣文律師事務所41124
• 代理人: 王自剛

技術領域

本發明涉及一種鐵水熔煉及大型容器工作層用剛玉-碳化硅-碳復合材料技術，特別是一種鐵水熔煉及大型容器工作層用高強復合材料及制法。

背景技術

作為高爐設備部分工作層、鐵水包、混鐵車和專用包所用的耐火材料，鋼鐵企業為保障生產的連續性同時降低生產成本，就要求這些高爐設備、鐵水包、混鐵車和專用包所用的耐火材料所用的耐火材料均有長壽命的作用。

高爐鐵水熔煉及大型容器工作層耐火材料內襯，通常分為渣線、渣線以下和鐵水沖擊墊襯等部位。這些部位主要受到鐵水和鐵渣對耐火材料的沖刷和侵蝕及多次熱震造成材料的裂紋和剝落。

為了防止高爐鐵水熔煉及大型容器工作層耐火材料內襯遭受高溫鐵水和鐵渣的強烈沖刷磨損、鐵渣的滲透和侵蝕作用、間歇操作帶來的溫度劇變作用對工作層材料的損壞，需要研制一種高溫性能優異、氣孔率低、抗侵蝕性強、熱震穩定性和耐磨性好，抗熔渣滲透性能優異，整體性良好、使用壽命長的材料，可以用于一種鐵水熔煉及大型容器工作層。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種鐵水熔煉及大型容器工作層用高強復合材料及制法，提供一種高溫性能優異、氣孔率低、抗侵蝕性強、熱震穩定性和耐磨性好，抗熔渣滲透性能優異，整體性良好、使用壽命長的一種鐵水熔煉及大型容器工作層用超細碳結合的高強Al₂O₃-SiC-C復合材料。

為了實現解決上述技術問題的目的，本發明采用了如下技術方案：

一種鐵水熔煉及大型容器工作層用高強復合材料，屬于Al₂O₃-SiC-C復合材料，其組成為：剛玉質原料65-75份、碳化硅5-10份、碳粉10-20份、防氧化劑1-3份、外加結合劑；外加結合劑的加入量為剛玉質原料、碳化硅質原料、鱗片石墨、合成的尖晶石和防氧化劑的總重量的3-5％，上述組成均為質量份，所述的外加結合劑為熱固性酚醛樹脂，碳粉為超細鱗片石墨、炭黑、石油焦粉中的一種或多種任意比例的混合物；防氧化劑為金屬粉末或者硅粉末。

具體的，所述的剛玉質原料是電熔棕剛玉、電熔白剛玉、電熔致密剛玉、板狀剛玉中的一種或幾種任意比例的混合物，其平均粒度小于8mm。

具體的，所述的碳化硅質原料是含量大于98%的黑碳化硅、含量大于90%的黑碳化硅中的一種或兩種，其平均粒度小于3mm。

具體的，所述的鱗片石墨原料是碳含量大于98%或碳含量大于95%中的一種或兩種的混合物，其平均粒度小于0.088mm。

具體的，所述的炭黑是是碳含量大于95%或碳含量大于90%中的一種或兩種的混合物，其平均粒度小于5μm。

具體的，所述的石油焦粉是碳含量大于95%或碳含量大于90%中的一種或兩種的混合物，其平均粒度小于5μm。

具體的，所述的防氧化劑為Al粉、Si粉、Ti粉中的一種或幾種任意比例的混合物，其平均粒度小于0.088mm。

一種鐵水熔煉及大型容器工作層用高強復合材料的制備方法，特征在于制備步驟為：

步驟一、按照質量份剛玉質原料65-75份、碳化硅10-15份、防氧化劑1-3份、碳粉10-20份，外加結合劑為其他原料總量3-5％放入強力混砂機預混20-35min，將混合好的料備用；外加結合劑為熱固性酚醛樹脂；防氧化劑為金屬粉末或者硅粉末；

步驟二、將混合好的料按照重量要求稱量后倒入事先組裝好的模具內，進行高壓成型；

步驟三、將成型好的磚坯放入干燥器烘干，烘干溫度為常溫-220℃，時間大于30小時；

步驟四、保溫結束后，逐漸降溫，時間為4-10小時，硬化后出爐，即制成鐵水熔煉及大型容器工作層用高強復合材料。

通過采用上述技術方案，本發明具有以下的有益效果：

本發明引入超細碳粉，形成碳結合，其它所用原料具有多種不同粒度區間，堆積密度大，產品強度高、耐磨性能好，防酸性和堿性渣滲效果強，熱震穩定性強，高溫性能優異，使用壽命長。

本發明的鐵水熔煉及大型容器工作層用高強復合材料具有以下性能：氣孔率≤5％，體積密度≥3.1g/cm³；常溫耐壓強度≥50MPa；高溫抗折強度8MPa；熱震穩定性好，1100℃，水冷，10次；荷重軟化溫度≥1770℃。

具體實施方式

下面結合實施例對本專利進一步解釋說明。但本專利的保護范圍不限于具體的實施方式。

實施例1