專利名稱：一種高溫低導熱耐火材料及生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明屬于耐火材料技術領域，涉及到用于煉鋼的鋼包、中包和窯爐等高溫設備的工作層和保溫層用的耐火材料，具體是一種高溫低導熱耐火材料及生產(chǎn)方法。
背景技術：
鋼包內鋼水溫度是煉鋼廠生產(chǎn)中的重要技術指標，降低鋼包中鋼水的溫降是保 證生產(chǎn)順行的重要因素。鋼包中的鋼水溫降主要通過鋼水表面散熱、包襯散熱以及最初 的鋼包烘烤溫度。目前空鋼包的烘烤溫度都能達到1000°c ；為防止鋼包鋼水表面散熱， 在鋼水傳擱過程中鋼包均加保溫蓋。因此包襯散熱是目前鋼包鋼水溫降的主要因素。目前包襯本體為鎂鋁質，渣線位為鎂碳質。鎂碳質材料的特點是具有高耐侵 蝕性和熱震性能，但缺點是導熱率高，嚴重影響鋼水的保溫效果。因此降低鋼包材料的 導熱性是解決溫降的一個主要途徑。從文獻檢索看，目前從鋼包襯方面減少鋼包鋼水溫降使用方法有采用低導熱率的含碳耐火材料。如2000年《國外耐火材料》發(fā)表的“低導熱性 含碳耐火材料(ECONOS)論文中提出開發(fā)的低導熱率Mg0-C磚。該材料比普通Mg0-C 磚產(chǎn)品可以降低導熱率30%。有效抑制了鋼水溫降。但沒有介紹材料的制造工藝。2008 年《材料導報》發(fā)表的“不同粒度的鱗片石墨對低碳鎂碳耐火材料性能的影響”論文介 紹了石墨粒度影響導熱率，試驗結果是1000目石墨的導熱率最小。但沒有介紹材料的制 造工藝ο目前工藝技術存在的不足渣線采用鎂碳質耐火材料的鋼包，該材料導熱系數(shù) 大；生產(chǎn)潔凈鋼尤其是對碳含量要求嚴格的超低碳汽車板鋼可能會影響鋼中的碳含量。 因此需要開發(fā)針對低導熱鋼包襯耐火材料的一種方法，這種材料既保溫又不增加鋼水碳含量。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有煉鋼的鋼包、中包和窯爐等高溫設備的工作層和保溫 層用的耐火材料存在的問題，公開一種高溫低導熱耐火材料及生產(chǎn)方法，降低鋼包渣線 導熱性，適合煉鋼廠鋼包等的使用，保溫效果高于正常鋼包襯材料，鋼水在傳擱過程溫 降達到 0.4°C /min。本發(fā)明以電熔鎂砂骨料、菱鎂礦微粉、鋯酸鈣微粉和結合劑為原料，并以一定 的粒度加工成耐火澆注料。所涉及材料的重量百分比為電熔鎂砂骨料30 % 75 %，菱鎂礦微粉5% 10% ；鋯酸鈣微粉5% 20% ；結合劑5% 15%。
其中骨料電熔鎂砂中(MgO)重量百分比含量296%粒度5 8mm: 10%;3 5mm: 15% 25% ；1 3mm 15% 25% ；0 Imm 5% 15% ；菱鎂礦微粉中(MgCO3)重量百分比含量沖0%，粒度大于1000目；鋯酸鈣中(CaZrO2)重量百分比含量295% ；粒度小于100 300目。所涉及的結合劑為水泥和粘土其中的一種或兩種。本發(fā)明的生產(chǎn)方法為a將電熔鎂砂、菱鎂礦粉、鋯酸鈣和結合劑等復合粉料需在混料器中進行充分混 合，混料時間在1 24小時，混勻后在混合料中外加重量百分比的水攪拌均勻；b采用高沖程摩擦壓機成型(成型壓力UOOMPa)，c烘干溫度在100 200°C，時間為1 16小時。d在1200 1400°C溫度下燒制而成，保溫時間為5 10小時。本發(fā)明由于高溫下菱鎂礦微粉分解后產(chǎn)生方鎂石和CO2氣體，形成細小且分布 均勻的氣孔，即不降低高溫強度，又能夠提高保溫效果。本發(fā)明的澆注料鋯酸鈣導熱性比方鎂石的低得多，提高了材料的保溫效果。本發(fā)明的澆注料高溫下，鋯酸鈣與方鎂石高溫膨脹率之間的差異，導致磚中產(chǎn) 生微裂紋，微裂紋的存在可以吸收、分散材料內的熱應力，從而提高材料的韌性和抗熱 震性能。本發(fā)明的澆注料高溫下，方鎂石和鋯酸鈣之間形成直接結合，提高了材料的抗 侵蝕滲透能力。采用該種高溫低導熱率耐火材料，由于導熱率低，減少了熱量損失，同時具有 強度高、耐火度高、高熱震穩(wěn)定性等特點。尤其對于鋼包鋼水的傳熱過程可以減少溫 降。目前鋼包襯渣線耐火材料通常采用鎂砂和石墨等作原材料，高溫條件使用后， 氣孔大小分布無法控制，且材料中含碳導致導熱系數(shù)大，包襯保溫效果差。本發(fā)明采用 大于1000目菱鎂石微粉做原料，微分在高溫下產(chǎn)生分布均勻的細小氣孔，降低了材料的 導熱系數(shù)，增加保溫效果。
具體實施例方式本發(fā)明其以電熔鎂砂骨料、菱鎂礦微粉、鋯酸鈣微粉和結合劑為原料，并以一定的粒度加工成耐火澆注料。所涉及材料的重量百分比為電熔鎂砂骨料30 % 75 %，菱鎂礦微粉5% 10% ；鋯酸鈣微粉5% 20% ；結合劑5% 15%。其中骨料電熔鎂砂中(MgO)的重量百分比含量沖6%
粒度按重量百分比5 8mm: 10%;3 5mm: 15% 25% ；1 3mm: 15% 25% ；0 Imm 5% 15% ；菱鎂礦微粉中(MgCO3)重量百分比含量沖0%，粒度大于1000 ；鋯酸鈣中(CaZrO2)重量百分比含量295% ；粒度小于100 300目。所涉及的結合劑為水泥和粘土或其中的一種。本發(fā)明的生產(chǎn)方法為a將電熔鎂砂、菱鎂礦粉、鋯酸鈣和結合劑等復合粉料需在混料器中進行充分混 合，混料時間在1 24小時，混勻后在混合料中外加重量百分比的水攪拌均勻；b采用高沖程摩擦壓機成型(成型壓力UOOMPa)，c烘干溫度在100 200°C，時間為1 16小時。d在1200 1400°C溫度下燒制而成，保溫時間為5 10小時。下面通過本發(fā)明的幾個實施例說明本發(fā)明的具體成分及采用其工藝方法生產(chǎn)出 的產(chǎn)品的效果。表1列出了實施例原料配比試驗方案。將每種方案所選取的原料在封閉式混勻機中混6小時，混勻后每種混合料外加 的水攪拌均勻，采用高沖程摩擦壓機成型(成型壓力UOOMPa)。成型后在180°C烘
房內烘干，其中方案1、方案2和方案3烘干時間分別為3小時、6小時和10小時左右， 在高溫下燒成并保溫，燒成溫度分別為1200°C、13001400°C,保溫時間分別為5小 時、8小時和10小時。實施例與原MgO-C耐火磚性能指標如表2所示，由表2列出的性能表明，采用 本發(fā)明所用原料制成的耐火磚性能指標要由于原MgO-C耐火磚性能指標，其原因在于采 用鈣鋯石微粉和菱鎂礦微粉使材料的導熱系數(shù)降低、氣孔率提高、氣孔尺寸小且分布均 勻，減少熱量損失，具有良好的保溫效果，同時具有強度高、耐火度高、高熱震穩(wěn)定性 等特點。表1實施例原料配比方案Wt%
權利要求
1.一種高溫低導熱耐火材料，其特征在于，以電熔鎂砂骨料、菱鎂礦微粉、鋯酸鈣 微粉和結合劑為原料，加工成耐火澆注料，其材料的重量百分比為 電熔鎂砂骨料30% 75%， 菱鎂礦微粉5% 10% ； 鋯酸鈣微粉5% 20% ； 結合劑5% 15%。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種高溫低導熱耐火材料，其特征在于，其中骨料電熔鎂砂 中MgO的重量百分比含量296%粒度重量百分比5 8mm 10%3 5mm 15%-一 25%1 3mm 15%-一 25%0 Imm 5%~15%
3.根據(jù)權利要求1所述的一種高溫低導熱耐火材料，其特征在于，菱鎂礦微粉中 MgCO3重量百分比含量沖0%，粒度大于1000目；鋯酸鈣中CaZrO2重量百分比含量 >95% ；粒度小于100 300目。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種高溫低導熱耐火材料，其特征在于，所涉及的結合劑為 水泥和粘土其中的一種或兩種。
5.一種生產(chǎn)如權利要求1 4的一種高溫低導熱耐火材料的生產(chǎn)方法其特征在于 a將電熔鎂砂、菱鎂礦粉、鋯酸鈣和結合劑等復合粉料需在混料器中進行充分混合，混料時間在1 24小時，混勻后在混合料中外加重量百分比的水攪拌均勻； b采用高沖程摩擦壓機成型，成型壓力UOOMPa ； c烘干溫度在100 200°C，時間為1 16小時； d在1200 1400°C溫度下燒制而成，保溫時間為5 10小時。
全文摘要
本發(fā)明公開一種高溫低導熱耐火材料及生產(chǎn)方法，以電熔鎂砂骨料、菱鎂礦微粉、鋯酸鈣微粉和結合劑為原料，并以一定的粒度加工成耐火澆注料。材料的重量百分比為電熔鎂砂骨料30％～75％，菱鎂礦微粉5％～10％；鋯酸鈣微粉5％～20％；結合劑5％～15％。其生產(chǎn)方法為將原料按比例需在混料器中進行充分混合、采用高沖程摩擦壓機成型、烘干、在1200～1400℃溫度下燒制而成，保溫時間為5～10小時。本發(fā)明現(xiàn)有材料相比提高了材料的韌性和抗熱震性能和抗侵蝕滲透能力，尤其對于鋼包鋼水的傳熱過程可以減少溫降。本發(fā)明采用大于1000目菱鎂石微粉做原料，微分在高溫下產(chǎn)生分布均勻的細小氣孔，降低了材料的導熱系數(shù)，增加保溫效果。
文檔編號C04B35/66GK102020474SQ20091018751
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月18日 優(yōu)先權日2009年9月18日
發(fā)明者常桂華, 康偉, 李德剛, 栗紅, 王曉峰, 金學峰, 陳本文 申請人:鞍鋼股份有限公司