[发明专利]一种铁水包用透气材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种铁水包用透气材料及其制备方法。其技术方案是：将刚玉细粉、α‑Al₂O₃微粉、石英砂细粉、氢氧化铝、氟化铝、添加剂、发泡剂、稳泡剂、减水剂和铝酸钙水泥混合，加水，搅拌，成型，固化，干燥，于1400～1600℃热处理，破碎，筛分，得到粒度不同的颗粒料A和颗粒料B。再将热固性酚醛树脂、表面活性剂、单质硅粉、碳化硅粉、铜粉和偏钒酸铵混合，搅拌均匀，得到改性树脂。然后将刚玉颗粒、颗粒料A、颗粒料B、鳞片石墨、碳化硅粉和改性树脂混合均匀，压制成型，于100～300℃热处理，制得铁水包用透气材料。本发明生产成本低，所制备的铁水包用透气材料具有高温抗折强度大、透气性能稳定、抗冲刷性能优异和使用寿命长的特点。

技术领域

本发明属于透气材料技术领域。具体涉及一种铁水包用透气材料及其制备方法。

背景技术

铁水预处理脱硫工艺是低硫或超低硫品种钢冶炼的一个重要冶金工艺流程。针对铁水脱硫后，扒渣效率低、铁损较大和铁水中残留渣多等问题，在铁水包侧面或底面安装透气砖，气体通过透气砖被吹入搅动铁水，在液面形成裸露面，在提高排渣聚渣和改善铁水预处理工艺等方面取得了显著效果。

目前的透气材料材质包括黏土质、刚玉质和尖晶石质等，根据实际工况，其类型主要包括弥散型、直通孔型及狭缝型等形式。在实际使用过程中，透气材料主要存在透气性能不稳定、抗侵蚀性能差和高温强度低等问题。

现有的技术方案中，通过引入添加剂来促进透气材料烧结、调节组织结构，在改善透气材料的机械强度和抗侵蚀性等方面发挥了一定的作用，但在透气材料的高温强度及透气稳定性等方面仍存在一定的不足。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺陷，目的是提供一种生产成本低的铁水包用透气材料的制备方法，用该方法制备的铁水包用透气材料高温抗折强度大、透气性能稳定、抗冲刷性能优异、使用寿命长。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案的具体步骤是：

第一步、先将40～60wt％的刚玉细粉、1～10wt％的α-Al₂O₃微粉、30～50wt％的石英砂细粉、1～10wt％的氢氧化铝、1～10wt％的氟化铝、1～5wt％的添加剂、1～5wt％的发泡剂、1～5wt％的稳泡剂、0.1～1wt％的减水剂和1～5wt％的铝酸钙水泥混合，得到混合料；再外加所述混合料10～20wt％的水，搅拌均匀，浇注成型，固化10～20小时，得到固化后的坯体。

第二步、将固化后的坯体于90～120℃条件下干燥12～24小时，再于1400～1600℃条件下热处理5～7小时，得到预烧料；然后将预烧料破碎，筛分，得到粒度小于0.25mm的颗粒料A和粒度为0.25～1mm的颗粒料B。

第三步、将40～60wt％的热固性酚醛树脂、1～10wt％的表面活性剂、10～20wt％的单质硅粉、20～40wt％的碳化硅粉、1～5wt％的铜粉和1～10wt％的偏钒酸铵混合，搅拌均匀，得到改性树脂。

第四步、将50～70wt％的刚玉颗粒、1～10wt％的颗粒料A、10～30wt％的颗粒料B、1～10wt％的鳞片石墨、1～5wt％的碳化硅粉、1～10wt％的改性树脂混合，搅拌均匀，在80～120MPa条件下压制成型，再于100～300℃条件下热处理10～20小时，制得铁水包用透气材料。

所述刚玉细粉为板状刚玉细粉或为白刚玉细粉，刚玉细粉的Al₂O₃含量大于99wt％，所述刚玉细粉的粒度小于0.088mm。

所述刚玉颗粒为板状刚玉颗粒或为白刚玉颗粒，刚玉颗粒的Al₂O₃含量大于99wt％，所述刚玉颗粒的粒度为1～3mm。