專利名稱：一種真空精煉爐用鎂鋯復(fù)合材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎂鋯復(fù)合材料，尤其涉及一種含鎂質(zhì)原料和鎂鋯合成料，經(jīng)高壓成型、高溫?zé)傻膹?fù)合材料以及制備方法。
背景技術(shù)：
世界各國為了生產(chǎn)純凈鋼和擴(kuò)大鋼的品種，都在大力發(fā)展和采用爐外精煉技術(shù)。 其中真空精煉(RH)法是爐外精煉法中應(yīng)用最為廣泛的一種。RH精煉法是一種通過真空循環(huán)脫氣，進(jìn)行脫碳、脫氧、調(diào)整成分煉超低碳鋼的一種精煉法，RH精煉技術(shù)由于其脫氣效果好、溫降少、適用范圍廣等，迄今已被世界各國鋼鐵工業(yè)廣泛應(yīng)用。目前RH爐的內(nèi)襯主要采用直接結(jié)合、半再結(jié)合和電熔再結(jié)合的優(yōu)質(zhì)鎂鉻磚。鎂鉻磚在RH爐的使用中易生成Cr6+， Cr6+有毒且溶于水，且鉻處理水存在混入自來水的危險(xiǎn)性，是一種對(duì)環(huán)境有害的耐火材料。 人們迫切需要尋求一種無鉻、環(huán)保的材料來逐步替代鎂鉻磚在高溫窯上的使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為RH爐提供一種無污染、耐高溫、耐沖刷、抗侵蝕性能及抗剝落性能均優(yōu)良的鎂鋯復(fù)合材料。為解決上述技術(shù)問題以不同粒度的電熔鎂砂和鎂鋯合成砂為主要原料，以鋁鋯合成料為添加劑、亞硫酸紙漿廢液為結(jié)合劑，經(jīng)高壓成型、隧道窯高溫?zé)芍瞥闪藷o鉻鎂鋯復(fù)合材料。RH爐的工況條件要求，所使用耐火材料應(yīng)具有耐高溫、抗侵蝕、耐沖刷、抗剝落、抗熱震及在高溫真空下較穩(wěn)定的特性。為此，對(duì)材料的高溫強(qiáng)度、荷重軟化開始溫度、高溫抗折強(qiáng)度和熱震穩(wěn)定性等高溫性能進(jìn)行了改進(jìn)。重點(diǎn)采用調(diào)整鎂質(zhì)原料種類及鎂鋯合成料的粒度級(jí)配、增加制品中的&02含量、調(diào)整制品的燒成溫度、添加打02和α -Al2O3微粉以及鎂鋁尖晶石等措施。在進(jìn)行鎂鋯復(fù)合材料的制備過程中，通過對(duì)原材料的選擇、各組分分布設(shè)計(jì)、加入添加劑及工藝條件的保證等，使原材料優(yōu)點(diǎn)互補(bǔ)，因而研制的鎂鋯復(fù)合材料呈現(xiàn)出優(yōu)良的綜合性能。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種無鉻含鋯復(fù)合材料，由下述百分比的原始料電熔鎂砂、鎂鋯合成料和鋁鋯合成料及外加亞硫酸紙漿廢液混煉制備而成電熔鎂砂占原始料總重量的百分比為65-85%其中4_2mm電熔鎂砂占原始料總重量的百分比為25_35%2-0mm電熔鎂砂占原始料總重量的百分比為25-33%彡0. 088mm電熔鎂砂占原始料總重量的百分比為10-17%鎂鋯合成料占原始料總重量的百分比為10 30 %，其中MgO ^ 35 %, ZrO2 ^ 40%鋁鋯合成料占原始料總重量的百分比為1 10 %，其中Al2O3 ^ 65 %, ZrO2 ^ 20%
亞硫酸紙漿廢液(外加)占原始料總重量的百分比為3%。具體制備方法如下首先，鎂鋯合成料的制備將粒度< 0. 088mm的輕燒鎂或菱鎂石和粒度< 0. 088mm 的鋯質(zhì)原料按預(yù)定比例配料后，先在球磨機(jī)中預(yù)混20分鐘左右，然后在300t摩擦壓磚機(jī)中壓制成荒坯，半成品干燥器內(nèi)干燥后，再入隧道窯經(jīng)1700°C以上的高溫?zé)?，既為鎂鋯合成料，最后將制得的鎂鋯合成料破粉碎到所需粒度后待用。其次，鋁鋯合成料的制備將粒度彡0. 088mm的Al2O3和粒度彡0. 088mm的鋯質(zhì)原料按預(yù)定比例配料后，先在球磨機(jī)中預(yù)混20分鐘左右，然后在300t摩擦壓磚機(jī)中壓制成荒坯，半成品干燥器內(nèi)干燥后，再入隧道窯經(jīng)1700°C以上的高溫?zé)?，既為鋁鋯合成料，最后將制得的鋁鋯合成料破粉碎到所需粒度后待用。最后，將電熔鎂、鎂鋯合成料、鋁鋯合成料分別按比例和粒度稱量；將細(xì)粉先預(yù)混， 然后在混砂機(jī)中以先大、中顆粒，再加入亞硫酸紙漿廢液，最后細(xì)粉的形式，混料15-20分鐘；將混練好的料在300t以上的摩擦壓磚機(jī)上成型；半成品在干燥器內(nèi)干燥后，隧道窯內(nèi) 1700°C以上高溫?zé)?，燒成后即得這種真空精煉爐用鎂鋯復(fù)合材料。本發(fā)明是以不同粒徑的電熔鎂為基礎(chǔ)材料，加入鎂鋯合成砂，和少量添加劑為改性材料，開發(fā)出一種成型工藝良好，熱震穩(wěn)定性好，抗侵蝕能力強(qiáng)、荷重軟化溫度高、高溫強(qiáng)度高的鎂鋯復(fù)合耐火材料。該類材料在保持鎂質(zhì)材料優(yōu)良性能的基礎(chǔ)上，加入鎂鋯合成料和鋁鋯合成料，提高了材料的熱震穩(wěn)定性、高溫抗折強(qiáng)度等性能。與RH爐現(xiàn)用鎂鉻材料相比，理化性能相當(dāng)甚至更優(yōu)越，進(jìn)行的抗渣試驗(yàn)表現(xiàn)出較好的抗侵蝕性，且對(duì)環(huán)境無污染， 消除了鉻公害，隨著人們對(duì)環(huán)境問題的重視，該類材料將具有良好的發(fā)展前景。本發(fā)明具有以下性能氣孔率彡13. 6%，體積密度彡3. 21g/cm3 ；常溫耐壓強(qiáng)度彡60MPa ；高溫抗折強(qiáng)度 8. 7MPa ；熱震穩(wěn)定性好，1100°C，水冷，10次；荷重軟化溫度彡1770°C。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的方案。實(shí)施例權(quán)利要求
1.一種真空精煉爐用鎂鋯復(fù)合材料，其特征在于由原始料為電熔鎂砂、鎂鋯合成料和鋁鋯合成料組成，并外加亞硫酸紙漿廢液，電熔鎂砂占原始料總重量的重量百分比 65-85% ；鎂鋯合成料占原始料總重量的重量百分比10 30%，鋁鋯合成料占原始料總重量的重量百分比1 10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂鋯復(fù)合材料，其特征在于電熔鎂砂粒度配比為4-2mm為 25-35%, 2-0mm 25-33%，≤ 0. 088mm 10-17%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂鋯復(fù)合材料，其特征在于亞硫酸紙漿廢液量為原始料總重量的百分比3%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂鋯復(fù)合材料，其特征在于鎂鋯合成料占原始料總重量的百分比為 10-30%，其中 MgO ^ 35%, ZrO2 彡≤40%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂鋯復(fù)合材料，其特征在于鋁鋯合成料占原始料總重量的百分比為 1_10%，其中 Al2O3 ≤ 65%, ZrO2 ^ 20%
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述鎂鋯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟一、鎂鋯合成料的制備將粒度< 0. 088mm的輕燒鎂或菱鎂石和粒度< 0. 088mm的鋯質(zhì)原料按預(yù)定比例配料后，先在球磨機(jī)中預(yù)混20分鐘左右，然后在300t摩擦壓磚機(jī)中壓制成荒坯，半成品干燥器內(nèi)干燥后，再入隧道窯經(jīng)1700°C以上的高溫?zé)?，既為鎂鋯合成料，最后將制得的鎂鋯合成料破粉碎到所需粒度后待用；步驟二、鋁鋯合成料的制備將粒度< 0. 088mm的Al2O3和粒度< 0. 088mm的鋯質(zhì)原料按預(yù)定比例配料后，先在球磨機(jī)中預(yù)混20分鐘左右，然后在300t 摩擦壓磚機(jī)中壓制成荒坯，半成品干燥器內(nèi)干燥后，再入隧道窯經(jīng)1700°C以上的高溫?zé)桑?既為鋁鋯合成料，最后將制得的鋁鋯合成料破粉碎到所需粒度后待用；步驟三、將電熔鎂、 鎂鋯合成料、鋁鋯合成料分別按比例和粒度稱量；將細(xì)粉先預(yù)混，然后在混砂機(jī)中以先大、 中顆粒，再加入亞硫酸紙漿廢液，最后細(xì)粉的形式，混料15-20分鐘；將混練好的料在300t 以上的摩擦壓磚機(jī)上成型；半成品在干燥器內(nèi)干燥后，隧道窯內(nèi)1700°C以上高溫?zé)桑瑹珊蠹吹眠@種真空精煉爐用鎂鋯復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無污染、耐高溫、耐沖刷、抗侵蝕性能及抗剝落性能均優(yōu)良的真空精煉爐用鎂鋯復(fù)合材料。這種鎂鋯復(fù)合材料由原始料電熔鎂砂、鎂鋯合成料和鋁鋯合成料及外加劑亞硫酸紙漿廢液混煉制備而成，電熔鎂砂占原始料總重量的百分比為65-85％，鎂鋯合成料占原始料總重量的百分比為10～30％，鋁鋯合成料占原始料總重量的百分比為1～10％，外加亞硫酸紙漿廢液占原始料總重量的百分比為3％。然后經(jīng)高壓成型、隧道窯高溫?zé)芍瞥闪诉@種鎂鋯復(fù)合材料。
文檔編號(hào)C04B35/622GK102276268SQ20111015950
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月11日
發(fā)明者任向陽, 姚全靈, 李冰, 楊秀麗 申請(qǐng)人:中鋼集團(tuán)耐火材料有限公司