[其他]冲天炉耐高温材料

说明书

本发明涉及一种用于加热炉及辅助热工设备的耐高温材料，尤其适用于冲天炉内衬的耐高温材料。

在现有技术里，冲天炉内衬一般是采用焦炭、耐火熟料、粘土和焦油或糖浆组成的复合体。其缺点是使用寿命短，修补频繁，劳动强度大，污染严重，炉内壁的釉子很难清除，尤其过桥部份，由于受到周期性的高温溶渣和铁水的侵蚀与冲刷和热振动的作用，使材料形成裂纹，剥离，致使造成跑水现象。为了弥补这些缺点，近年来，除了提高AL₂O₃的比例外，还采用了高效复合反絮凝剂，增加中温增强剂，选择合理的骨料和粉料等以利延长其使用寿命，但仍不理想，对挂釉子问题仍无法解决。

本发明为了克服上述不足之处而提供一种新的耐高温的材料配方及其制造方法，这种新的耐高温材料能提高炉衬材料的耐温度（可达1900℃左右），同时具有很高的抗折，抗热震能力。它在低温阶段具有一定粘度，高温阶段膨胀系数减小，粘度增大，表面光滑，中温性能（包括物理、化学的性能）稳定，无雪崩裂开现象，不跑火，不挂釉子等。

本发明是关于用α-AL₂O₃材料和高效复合凝固剂及多元氧化物组成的良好耐高温复合体及其配制方法。

本发明的复合体研制原理：冲天炉内衬所使用的低成本材料一般耐温只能达到1500℃左右，既使是炼钢炉的内衬所用的SiO₂其熔点是1600℃左右，而钢水的温度却在1700℃左右，按传统习惯都是以内衬的厚度来代替耐温度，所以时间稍长即会造成跑火现象。本发明的复合体是采用α-AL₂O₃为主要原料，因为α-AL₂O₃的晶体属于六方聚密堆构型，氧原子按六方紧密堆积方式排例，6个氧原子围成一个八面体在整个晶体中有2/3的八面体孔穴为AL原子所占据，由于这种紧密堆积结构，加上晶体中AL³⁺离子与O^2-离子之间的吸引力强，晶格增大，所以α-AL₂O₃的熔点为2288±15K。它在高温下较为稳定，它不溶于水，也不溶于酸或碱。

在低温（1000℃以下）过程中，α-AL₂O₃是呈粉状，不稳定，因此必须加入适量的耐火熟料，水泥等材料作凝固剂以调整α-AL₂O₃分子之间以及凝固剂之间的相互作用力，同时为防止暴裂，还应加入适量的H₃PO₄使其产生足够的热量，从而可以快速的排去大量封闭气孔，以达到改善内部组织及脱掉游离水。

根据α-AL₂O₃的物理性质知道，其体积收缩约为20-25%，线收缩为8-10%，而由△V＝（T_m-T_c），计算可知，α-AL₂O₃固体热膨胀系数均为8.4×10⁶左右，它由溶液变为固体的线收缩系数均为8.3×10^-4左右，因此当炉内的温度由1900℃降为中温阶段时会出现裂纹。为防止裂纹的形成，本材料中含有最佳比例的多元氧化物，因多元氧化物能起到滑润作用，形成细小晶粒，阻碍晶体长大的现象。在高温阶段由于耐火熟料逐渐熔解脱掉，这时多元氧化物渗进α-AL₂O₃分子之间，由于多氧体与α-AL₂O₃之间的引力比α-AL₂O₃分子之间的引力大几个数量级，所以它们的结合是稳定、紧密的，从而达到表面光滑，以防铁水的浸蚀，加之α-AL₂O₃的硬度为8.8，所以其抗折、抗热震动能力比一般耐火熟料有明显的增强。同时在具有上述特性的材料中再掺添经严格挑选的骨粉粒经、级配及数量以配制合理的致密度流动度以及在高温时材料具有良好的显气孔率是很重要的。

由于本发明的材料硬度为8.8，光洁度约为3花左右，而内衬材料的内聚力大大超过铁水中釉子对内衬材料的附着力，故此为釉子的不浸润体。又因本发明的材料是中性的，故对铁水的质量无任何影响。

本发明的实施例为：

一、材料的成分范围是：

α-AL₂O₃50-80%（重量）