[發明專利]一種含葉臘石粉體的鋁碳質耐火材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811326285.2
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109400128B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 陳雄春;蘇月斌;鄭精武
• 申請（專利權）人: 浙江皓翔礦業有限公司
• 主分類號: C04B35/103
• 分類號: C04B35/103;C04B35/628;C04B35/622
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 忻明年

本發明公開了一種含葉臘石粉體的鋁碳質耐火材料及其制備方法，先通過噴霧煅燒法在氧化鋁粉和葉臘石粉表面包覆一層碳層，然后將包覆后的氧化鋁粉和葉臘石粉按一定質量比與熱固性酚醛樹脂、抗氧化劑均勻混合，用壓力機壓制成坯體，成型后的坯體放入干燥箱內進行干燥固化，最后在高溫爐內進行埋炭燒結成型。本發明一方面，將葉臘石粉取代氧化鋁粉體，實現鋁碳質耐火材料的低成本化。另一方面利用噴霧煅燒法，在氧化鋁和葉臘石表面生成一層薄碳層，實現碳與氧化鋁或葉臘石粉體充分混合，同時可以保證在較低的碳含量前提下，鋁碳質耐火材料有較好綜合性能。

技術領域

本發明涉及一種含葉臘石粉體鋁碳質耐火材料及其制備方法，先噴霧煅燒法制備表面包覆碳的氧化鋁和葉臘石復合粉體，再與粘合劑和抗氧化劑混合壓制再燒成獲得低碳高性能的鋁碳質耐火材料，屬于耐火材料制備技術領域。

背景技術

近年來，隨著連鑄和爐外精煉等煉鋼新技術的不斷發展，對耐火材料的使用性能提出了更高的要求。鋁碳質(Al₂O₃-C)耐火材料具有良好的抗渣性、抗熱震性、強度高等特性，在鋼鐵冶金工業中廣泛應用。碳(C)是具有很低的熱膨脹系數和較高的熱導率，在高溫下長期使用不會軟化，幾乎不受酸、堿、鹽類及有機物的侵蝕，是一種優質的耐火材料。另外，碳對熔渣具有難潤濕性，在使用過程中具有優良的抗渣侵蝕性能。傳統Al₂O₃-C耐火材料的碳質量分數較高，大約為10～30wt％。但在澆鑄潔凈鋼過程中，Al₂O₃-C耐火材料與鋼水接觸，會使鋼水增碳；碳的密度小于氧化鋁的密度，當碳含量過高時耐火材料的體積密度反而減小；另外在較高溫度下，C極易與氧化性氣體(如O₂)發生化學反應，使得含碳耐火材料的優良性能損失殆盡。因此，目前為了滿足冶煉潔凈鋼和節能降耗的要求，Al₂O₃-C耐火材料向著低碳化和低成本方向發展。但是低碳化不意味著碳含量趨于零，如果這樣將會導致耐火材料的抗熱震性和抗渣侵蝕性變差，從而影響耐火材料的使用壽命。而且碳含量減少時其體積分數相應減少，如何實現碳與Al₂O₃充分混合均勻又是影響Al₂O₃-C耐火材料性能的關鍵因素。因此在Al₂O₃粉體表面包覆一薄碳層，這樣即能降低碳的含量又使實現兩者的充分混合，而且還利于高溫下Al₂O₃與碳反應在粉體表面生成Al₃C₃，促進耐火材料的體積密度和耐壓強度提高。噴霧煅燒法是將可溶性的碳源溶解在水溶液中，當無機物粉體浸泡在該溶液并充分潤濕后，表面就會浸潤一層含有碳源的水膜，然后通過噴霧高溫煅燒，將水膜中水份蒸發同時有機物碳源分解生成碳，這樣就可獲得包覆有薄碳層的無機物粉體材料。

用儲量豐富的天然礦物質材料來替代氧化鋁是鋁碳質(Al₂O₃-C)耐火材料低成本化的一種途徑。而葉蠟石化學式2Al₂O₃·4SiO₂·H₂O，作為一種性能優良的耐火材料，其高溫體積穩定性好，在溫度劇變條件下不會碎裂，抗高溫蠕變能力好。將葉蠟石加入到鋁碳質耐火材料中，既能降低鋁碳質耐火材料的生產成本。同時葉蠟石屬層狀結構，與滑石有相同的結構，在高溫煅燒時會產生膨脹，用以抵消坯體在高溫燒成過程產生的收縮，從而避免坯體在高溫燒成過程的收縮而開裂。

綜上分析，現有技術中存在鋁碳質(Al₂O₃-C)耐火材料的碳質量分數較高(大約為10～30wt％)，以鱗片石墨作為碳源，石墨與氧化鋁分散不均勻，以及原料成本較高等問題。

發明內容

為了降低耐火材料的成本，并在保證碳在鋁碳質材料中均勻分布的前提下減少碳含量，本發明提出一種含葉臘石粉體的鋁碳質耐火材料及其制備方法。