專(zhuān)利名稱：一種高性能發(fā)熱劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種材料的制備方法，具體地涉及一種高性能發(fā)熱劑的制備方法。
背景技術(shù)：
為了滿足高質(zhì)量鋼種、特別是大型特殊用鋼的澆鑄需求，進(jìn)一步提高鋼錠質(zhì)量和 鋼水收得率，使用高性能的發(fā)熱劑十分重要。其中，發(fā)熱劑的主要作用有(1)充分補(bǔ)縮使鋼錠模冒口部分的凝固鋼重新熔化、并對(duì)鋼錠本體進(jìn)行補(bǔ)縮，以 提高鋼水收得率；(2)減少夾雜使鋼錠模中的鋼水以及上部重新熔化的鋼水緩慢凝固，讓鋼水的 非金屬夾雜物能夠充分上浮，以提高鑄坯質(zhì)量。因此，要求發(fā)熱劑必須具有如下特性(1)燃點(diǎn)低保證在發(fā)熱劑投入進(jìn)鋼錠模冒口后能夠迅速燃燒、放熱；(2)放熱量大保證能夠使冒口凝鋼充分熔化、補(bǔ)縮充分；(3)保溫效果好能夠使鋼水中的非金屬夾雜物充分上浮。對(duì)于大型鋼錠用發(fā)熱劑來(lái)說(shuō)，一般都使用金屬鋁作為發(fā)熱劑。但是，由于金屬鋁在 空氣中很容易在表面形成一層致密的氧化物保護(hù)膜，影響了發(fā)熱效果。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)添加氧化鈰等稀土氧化物的方法制備了性能優(yōu)良 的大型鋼錠澆鑄用高效發(fā)熱劑，其特征在于由以下原料按質(zhì)量百分比制成金屬鋁粉 10-60%硅鈣氧化物 10-60%石墨5-30%三氧化二鐵 2-20%稀土氧化物 1-10%其中，金屬鋁粉的純度大于90% ；硅鈣氧化物微粉的顆粒直徑小于0. 074mm,氧化鈣/氧化硅的摩爾比為1_5，含有 質(zhì)量百分比0. 5-9%的氧化鎂等雜質(zhì)；石墨的純度大于90%;三氧化二鐵的純度大于60% ；稀土氧化物中氧化鈰質(zhì)量百分含量大于30%。上述發(fā)熱劑的制備方法如下按上述的配比，在混合設(shè)備中將原料混合均勻即可 制得具有優(yōu)異性能的發(fā)熱劑。本發(fā)明的添加的稀土氧化物的有益效果為(1)點(diǎn)火觸媒稀土添加劑具有低溫富集氧氣的作用，可以使金屬鋁在較低的溫
3度下迅速氧化、燃燒。(2)促進(jìn)燃燒金屬鋁一旦氧化燃燒，添加劑可以促進(jìn)發(fā)熱劑中的氧化劑組 分-Fe2O3快速分解，不斷為金屬鋁燃燒提供氧源，促進(jìn)金屬鋁連續(xù)燃燒、放熱。(3)提供氧分、促進(jìn)脫氧稀土中的氧化鈰在燃燒過(guò)程中能夠轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r(jià)氧化物 而釋放出氧分，促進(jìn)發(fā)熱劑的燃燒，提高發(fā)熱劑的發(fā)熱值。在澆鑄后期能夠吸附鋼液中的 氧，促進(jìn)脫氧。采用本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，可直接大規(guī)模生產(chǎn)。


圖1發(fā)熱劑發(fā)熱效果測(cè)量用加熱爐裝置圖2發(fā)熱劑的放熱曲線
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1發(fā)熱劑由以下原料按質(zhì)量百分比稱量金屬鋁粉20%硅鈣氧化物50%石墨25%三氧化二鐵5%稀土氧化物0%在混合設(shè)備中將原料混合均勻獲得性能如表1所示的發(fā)熱劑。實(shí)施例2發(fā)熱劑由以下原料按質(zhì)量百分比稱量金屬鋁粉30%硅鈣氧化物 40%石墨25%三氧化二鐵5%稀土氧化物0%在混合設(shè)備中將原料混合均勻獲得性能如表1所示的發(fā)熱劑。實(shí)施例3發(fā)熱劑由以下原料按質(zhì)量百分比稱量金屬鋁粉30%硅鈣氧化物30%石墨25%三氧化二鐵 %稀土氧化物8%在混合設(shè)備中將原料混合均勻獲得性能如表1所示的發(fā)熱劑。實(shí)施例4發(fā)熱劑由以下原料按質(zhì)量百分比稱量
金屬鋁粉30%硅鈣氧化物30%石墨28%三氧化二鐵 %稀土氧化物 5%在混合設(shè)備中將原料混合均勻獲得性能如表1所示的發(fā)熱劑。表1各種發(fā)熱劑的性能指標(biāo) 注發(fā)熱劑的測(cè)量和評(píng)價(jià)方法如下測(cè)量采用單向加熱爐進(jìn)行，如圖1所示。加熱用的發(fā)熱體位于單向加熱電爐的底 部。測(cè)量過(guò)程如下稱量發(fā)熱劑10g、并置于105°C的干燥箱內(nèi)干燥24h。將圖1所示的單向加熱爐加 熱升溫至500°C、并保溫2h。將發(fā)熱劑從單向加熱爐的上部爐口投入爐內(nèi)的坩堝中，同時(shí)以 一固定功率加熱電爐。利用熱電偶測(cè)量發(fā)熱劑的燃燒特性，并通過(guò)記錄儀記錄發(fā)熱劑的放 熱曲線。評(píng)價(jià)方法如下圖2為典型的發(fā)熱劑的放熱曲線。其中，燃燒開(kāi)始溫度、放熱量以及保溫效果是影 響發(fā)熱劑使用性能的主要因素。一般來(lái)說(shuō)，發(fā)熱劑的燃燒開(kāi)始溫度TO越低、放熱量AQ越 大，表明發(fā)熱劑的使用效果越好。
權(quán)利要求
一種高性能發(fā)熱劑，其特征在于由以下原料按質(zhì)量百分比制成金屬鋁粉 10 60％硅鈣氧化物10 60％石墨 5 30％三氧化二鐵2 20％稀土氧化物1 10％其中，金屬鋁粉的純度大于90％；硅鈣氧化物微粉的顆粒直徑小于0.074mm，氧化鈣/氧化硅的摩爾比為1 5，含有質(zhì)量百分比0.5 9％的氧化鎂等雜質(zhì)；石墨的純度大于90％；三氧化二鐵的純度大于60％；稀土氧化物中氧化鈰質(zhì)量百分含量大于30％。
2.按照權(quán)利要求1所述的發(fā)熱劑，其特征在于由以下原料按質(zhì)量百分比制成 金屬鋁粉20-40%硅鈣氧化物 30-50% 石墨15-25%三氧化二鐵 10-15% 稀土氧化物 4-8%
3.—種權(quán)利要求1或2所述的發(fā)熱劑的制備方法，其特征在于制備方法如下按權(quán)利 要求1或2所述的配比在混合設(shè)備中將原料混合均勻即可制得具有優(yōu)異性能的發(fā)熱劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)熱劑的制備方法。采用的技術(shù)方案是由以下原料按質(zhì)量百分比制成金屬鋁粉10-60％，硅鈣氧化物10-60％，石墨5-30％，三氧化二鐵2-20％，稀土氧化物1-10％。其中，金屬鋁粉的純度大于90％；硅鈣氧化物微粉的顆粒直徑小于0.074mm，氧化鈣/氧化硅的摩爾比為1-5，含有質(zhì)量百分比0.5-9％的氧化鎂等雜質(zhì)；膨脹石墨的純度大于90％；三氧化二鐵的純度大于60％；稀土氧化物中氧化鈰質(zhì)量百分含量大于30％。按上述的配比，在混合設(shè)備中將原料混合均勻即可制得具有優(yōu)異性能的發(fā)熱劑。本發(fā)明燃燒開(kāi)始溫度低，發(fā)熱量大，保溫效果好。另外，工藝簡(jiǎn)單，可直接大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B22D7/00GK101905294SQ201010227148
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者于景坤 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)東大高溫材料有限公司