[发明专利]一种用于高炉炉衬的复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于高炉炉衬的复合材料及其制备方法，包括以下原料组分：刚玉、电熔莫来石、氧化铝粉、氧化锆微粉、氮化硼、结合剂、复合添加剂。制备方法包括以下步骤：S1、将刚玉、电熔莫来石混碾制得混合砂石；S2、将氧化铝粉、氧化锆微粉、氮化硼、复合添加剂、结合剂依次加入S1步骤制得的混合砂石中混合均匀；S3、将S2制备的混合物经1600℃的高温、每平方米压力为120kg的高压烧制成型。通过在刚玉莫来石复合材料中引入加入氮化硼，抑制莫来石中二氧化硅转换为一氧化硅（气孔），并通过引入“氧化锆”提高抗碱金属或炉渣的侵蚀，进而达到高炉利用系数4.0以上，实现节能减排，降本增效以及高炉高效长寿的效果。

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，特别是一种用于高炉炉衬的复合材料及其制备方法。

背景技术

当前我国钢铁产能超过10亿吨，高炉炼铁工艺相对简单，产量大，劳动生产率高，能耗低，故高炉炼铁仍是现代炼铁的主要方法。随着技术的发展，炼铁高炉越来越现代化，大型化。

在钢铁高炉、炉底、炉缸、风铁渣口普遍使用传统刚玉莫来石、复合棕刚玉的材料，随着技术的发展，冶炼系数的增加，超高利用系数的冶炼强度加大了渣铁等有害成分的侵蚀，传统复合棕刚玉和刚玉莫来石砖的抗渣性能下降，气孔增大，结构疏松，容易提前损坏，使高炉一代寿命平均不到8年，抗侵蚀能力差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于高炉炉衬的复合材料及其制备方法，解决超高利用系数的冶炼强度下，传统复合棕刚玉和刚玉莫来石砖的抗渣性能下降，气孔增大，结构疏松，容易提前损坏，使高炉一代寿命短，抗侵蚀能力差的问题。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种用于高炉炉衬的复合材料，包括以下原料组分：刚玉、电熔莫来石、氧化铝粉、氧化锆微粉、氮化硼、结合剂、复合添加剂。

进一步的技术方案是，按重量百分数计，包括以下原料组分：刚玉50-65%、电熔莫来石15-25%、氧化铝粉5-7%、氧化锆微粉4-8%、氮化硼0.6-0.8%、结合剂6-10%、复合添加剂0.2-0.4%。

更进一步的技术方案是，按重量百分数计，包括以下原料组分：刚玉57%、电熔莫来石22%、氧化铝粉6%、氧化锆微粉6%、氮化硼0.6%、结合剂8%、复合添加剂0.4%。

更进一步的技术方案是，所述刚玉为电熔白刚玉或致密刚玉。

更进一步的技术方案是，所述复合添加剂包括碳化硅微粉、碳化硼、三聚磷酸钠和抗氧剂，且所述碳化硅微粉、碳化硼、三聚磷酸钠和抗氧剂的比例为1:1:1:1。

更进一步的技术方案是，所述结合剂为硅溶胶。

一种用于高炉炉衬的复合材料的制备方法，包括以下步骤： S1、将刚玉、电熔莫来石混碾制得混合砂石； S2、将氧化铝粉、氧化锆微粉、氮化硼、复合添加剂、结合剂依次加入S1步骤制得的混合砂石中混合均匀； S3、将S2制备的混合物经1600℃的高温、每平方米压力为120kg的高压烧制成型。

进一步的技术方案是，所述刚玉为电熔白刚玉或致密刚玉。

更进一步的技术方案是，所述复合添加剂包括碳化硅微粉、碳化硼、三聚磷酸钠和抗氧剂，且所述碳化硅微粉、碳化硼、三聚磷酸钠和抗氧剂的比例为1:1:1:1。

更进一步的技术方案是，所述结合剂为硅溶胶。

本发明具有以下优点：

通过在刚玉莫来石复合材料中引入加入氮化硼，抑制莫来石中二氧化硅转换为一氧化硅（气孔），避免因刚玉莫来石中含二氧化硅长期在高温高炉侵蚀条件下转化为一氧化硅速度加快，抗渣性能下降，气孔增大，结构疏松，提前损坏的问题，并通过引入“氧化锆”提高抗碱金属或炉渣的侵蚀，进而达到高炉利用系数4.0以上，实现节能减排，降本增效以及高炉高效长寿的效果。

具体实施方式