[发明专利]RH炉环流系统用耐火材料及其制备方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及耐火材料技术领域，涉及一种RH炉环流系统用耐火材料及其制备方法。

[背景技术]

RH炉是钢铁冶炼过程中的炉外精炼装备，内衬由耐火材料构成，环流系统位于炉底，包括环流管和浸渍管，是钢水偱环的通道，通过钢水循环实现以真空脱气为主的钢水精炼。因此，RH炉环流系统用耐火材料要承受钢水、炉渣的侵蚀、冲刷以及间歇作业引起的冷热变化。

现有的RH炉环流系统用耐火材料主要采用镁铬质材料，以镁砂、铬矿、合成镁铬为主要原料，经过混合-干燥-烧成-加工-组装而成，这种材料工艺路线长，能耗高，成本也高，难以制备大砖；在结构、性能上主要是热稳定性差导致结构性剥落而影响使用寿命；而且或多或少存在高价铬造成的公害。

[发明内容]

本发明的目的在于克服现有技术的不足，采用适当碳源及碳含量的镁碳质材料，通过材质的改变，采用高压成型的方法，使产品的结构得到了改良，不必高温烧成，便可获得长寿无害产品。

为实现上述目的，本发明提出一种RH炉环流系统用耐火材料，其特征在于采用如下重量百分比原料制备而成：镁砂80～90％；石墨5～10％；Ai、Si、SiC、B₄C中至少两种以上的混合物2～6％；酚醛树脂3～4％。

一种RH炉环流系统用耐火材料的制备方法，其特征在于采用如下工艺步骤：(1)称取原料：按上述重量百分比称取原料；(2)混合：将称取的原料投入行星式混合机中，在20～40℃条件下混合30～50分钟成泥料，泥料的挥发份≤1.2％；(3)生坯成型：将泥料放入压机，以180～250Mpa，压制5～15min成型，成型后生坯的密度≥3.0g/cm³；(4)干燥：将生坯采用电阻炉，以200～250℃干燥18～36h，干燥后素坯的强度≥40Mpa；(5)加工：将素坯按照图纸要求采用机床机械加工成规定尺寸。

所述的压机采用等静压机。

本发明同现有技术相比，改善了材质，由于材料中含有的石墨具备低热膨胀系数和高导热系数提高了制品热稳定性、复合添加剂增加了制品的高温强度，从而增加了抵抗钢水的冲刷能力；改善了产品内部结构，采用合理的颗粒级配方，可减少气孔率和减小气孔直径，因而增加抵抗钢水的侵蚀能力；改良了产品组织结构，采用高压成型的方法，尤其等静压成型可使制品结构均匀致密，进一步制成大砖，可以减少砖缝，提高结构稳定性，同时节减加工组装工序；不必高温烧成，降低能耗，节约成本，缩短生产周期；不仅提高了产品质量及使用寿命，而且还因为无铬能减少公害改善环境。

[具体实施例]

实施例

一、称取如下重量百分比原料：

镁砂    87％；

石墨    5.5％；

Ai、Si、SiC、B₄C混合物    4％；

酚醛树脂    3.5％。

二、将上述原料采用如下工艺制备：

混合：在25℃条件下，投入行星式混合机中混合35分钟，泥料的挥发份为1.08％。

生坯成型：将泥料放入等静压机，以250Mpa，压制10min，成型后生坯的密度为3.05g/cm³。

干燥：将生坯放置电阻炉内，干燥温度220℃，干燥24h，干燥后素坯的强度55Mpa。

加工：将素坯按照图纸要求采用机床机械加工成规定尺寸。

采用上述原料配方及工艺制备出的制品的性能指标如下：

MgO                 85％

C                   7％

显气孔率            4％

体积密度            3.02g/cm³

常温耐压强度        55Mpa

高温抗折强度        19MPa

本实施例中制品的性能指标(典型值)与传统制品的性能指标对比如下：

                发明产品       传统产品

MgO             85％           65％

C               7％            /

Cr₂O₃           /              20％

显气孔率        4％            15％

高温抗折强度    19MPa          8Mpa

热稳定性        10次           5次