[发明专利]一种弥散型透气耐火材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种弥散型透气耐火材料及其制备方法。其技术方案是：所述透气耐火材料的原料由骨料和基质组成；以60～75wt％的板状刚玉颗粒和2～10wt％的混合颗粒为骨料，以10～25wt％的白刚玉细粉、5～10wt％的煅烧氧化铝微粉、3～10wt％的结合剂和1～3wt％的硅微粉为基质。按上述混含量：先将占原料0.1～0.3wt％的减水剂与硅微粉混合，再与其余基质混合，搅拌，然后与骨料混合，搅拌，最后加入占原料5～10wt％的水，搅拌，浇注成型，养护，干燥；在1400～1600℃条件下保温3～4h，制得弥散型透气耐火材料。本发明工艺简单、成本低、生产效率高和对环境无污染，所制制品透气性良好、气孔孔径小、气孔分布均匀、烧成线变化率低、强度高和除杂效果显著。

技术领域

本发明属于透气耐火材料技术领域。具体涉及一种弥散型透气耐火材料及其制备方法。

背景技术

随着气泡冶金技术的广泛使用，通过弥散型透气耐火材料向钢液中吹入惰性气体，不仅可以改善钢液流动、促进钢液搅拌和温度均匀，还有利于气泡捕捉夹杂物，促进夹杂物上浮去除，尤其是直径在2mm以下的气泡对微小及杂物的去除效果更加显著。通过环形的弥散型透气耐火材料向钢包、中间包吹入微小气泡是近年来提出的一种新的冶炼工艺：“一种过钢包底部环出钢口吹氩气控制钢包下渣的方法”(CN104525929 A)在钢包底部出钢口周围设置环形透气砖，在钢包浇注过程中，当钢包内钢水浇注液面高度为150～400mm时，控制吹氩压力为0.2～0.7MPa，使氩气通过环形透气耐火材料吹入钢液，抑制钢包下渣；“一种连铸中间包透气上水口座砖”(CN204035547U)，通过在上水口座砖本体的上凸台内设置有透气环，吹入氩气后，氩气透过透气环在上水口周围形成环形的气幕屏障，对即将进入上水口的钢水进行气洗，促进了夹杂物上浮和去除，有效减缓了上水口套眼问题，提高了板坯连铸机中间包生产低碳铝镇静钢的连浇炉数，该环形透气耐火材料是弥散型耐火材料，要求耐火材料制品烧成过程中几乎无体积变化，否则容易开裂。

目前弥散型透气耐火材料多采用刚玉-尖晶石和刚玉-莫来石质材料，“一种中间包透气砖及其制备方法”(CN1699267A)专利技术将莫来石以干凝胶粉形式加入，生成莫来石晶须，在保持较高透气性同时增加了强度，但是莫来石干凝胶粉不易扩散，导致气孔分布不均；“一种弥散型透气砖”(CN200810127079.9)的专利技术通过加入有机微孔发泡剂，“一种弥散型刚玉-尖晶石透气砖及其制备方法”(CN201710013255.5)和“一种高强弥散型透气砖及其制备方法”(CN201710393482.5)主要靠添加微气孔形成剂，经过高温烧成后在材料内部留下均匀分布的微气孔，改善材料透气性，但是气孔形成剂难以分散均匀，导致气孔难以分布均匀，工艺不易控制，并且燃尽物法生成的气体对环境造成污染。

“一种高吹通率透气砖及其制备方法”(CN201410094948.8)的专利技术，通过控制颗粒级配和微气孔形成剂，采用机压的方式，使高温烧成后的透气砖体内形成均匀分布且相互贯通的微孔，但是采用机压成型成本高、工艺不易控制，且材料烧成过程中伴随有线变化；“一种弥散型透气砖及其制备方法”(CN201610199792.9)采用粒度为2～5mm的等粒度颗粒的板状刚玉作为骨料，通过同一粒度板状刚玉堆积形成弥散型的气体通道，增加了透气耐火材料的透气性能，但是其强度低，形成的孔径较大，不利于微小气泡形成，烧成线变化较大，难以制备一些透气环、水口透气元件等尺寸较小、烧成线变化要求极高的弥散型透气耐火材料。