[发明专利]不定形耐火材料及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种耐火材料领域，特别是一种不定形耐火材料及其制备方法。 

【背景技术】

不定形耐火材料又可称为散状耐火材料，相较于耐火砖，具有工艺简单（省去烧成工序）、节约能源、成本低廉、便于机械化施工等特点，其中不定形耐火材料有一个很大的用途，即使用在高炉出铁口的炮泥，目前广泛应用的高炉出铁口炮泥属于Al2O3-SiO2-SiC-C系材料。其中，Al2O3和SiO2组分的合理搭配可以在高温下反应莫来石化，使得炮泥具有良好的抗侵蚀能力和适宜的荷重软化点，是影响炮泥使用寿命的关键因素；SiC是一种高温耐磨性的原材料，同时可以防止炭的氧化，作为炮泥的原材料可以改善其抗熔渣侵蚀和抗冲刷能力；C作为无水炮泥的主要原料之一，具有气孔率高、导热性及导电性好的特点，高的荷重变形温度和稳定的抗渣、抗热震性能，使出铁口保持还原气氛，对碳化硅、碳化网络、炭素材料起保护作用。一般的炮泥多采用焦油作为炮泥的结合剂，使炮泥具有可塑的操作性能外，还可以随温度升高而缩聚碳化，形成碳化网络，提高炮泥的高温强度和润湿角，然而，焦油只要一经受热便会释放出大量的苯并(a)芘，是一种极强的致癌物质，对环境和工作人员身体极为有害，同时焦油生产的炮泥在常温下容易变硬，且难以调整、可塑性差，不好进行打泥工作，影响泥在铁口的作业性。 

因此，有必要寻找出一种对环境危害少，且具有较佳性能的炮泥材料。 

【发明内容】

为解决上述问题，本发明提供一种不定形耐火材料，包含下列成份：镁砂颗粒占5%～30%重量份、轻烧镁粉占5%～15%重量份、刚玉占20%～45%重量份、碳化硅占10%～20%重量份、焦炭占10%～18%重量份、黏土占6%～12%重量份、氮化硅铁占2%～8%重量份、苯并(a)芘低于500mg/kg且焦化残留物低于80%的可石墨化煤沥青占3%～10%重量份以及苯并(a)芘低于500mg/kg且焦化残留物高于15%常温下呈液态的可石墨化结合剂12%～14%重量份。 

更进一步的，固态结合剂为焦化残留物介于60%～79%的可石墨化煤沥青。 

更进一步的，还可以包含分散剂及偶联剂，分散剂选自阴离子性表面活性剂及高分子型表面活性剂，偶联剂为钛酸酯类偶联剂。 

更进一步的，前述镁砂颗粒为烧结或电熔镁砂颗粒。 

本发明再提出一种不定形耐火材料的制备方法，不定形耐火材料具有前述的成份，制备方法包含下列步骤：(1)依比例称取镁砂颗粒、轻烧镁粉、刚玉、碳化硅、焦炭占、黏土、氮化硅铁及苯并(a)芘低于500mg/kg且焦化残留物低于80%的可石墨化煤沥青进行混合，形成混合原料；(2)将混合原料依比例加入苯并(a)芘低于500mg/kg且焦化残留物高于15%常温下呈液态的可石墨化结合剂进行碾混即形成不定形耐火材料。 

因此本发明的主要目的在于提出一种不定形耐火材料及制备方法，由于结合剂采用低苯并(a)芘液态的可石墨化结合剂，并用低苯并(a)芘的可石墨化沥青，因此可有效降低耐火材料在高温环境中产生的有害物质，改善对人体及环境的危害。 

本发明的又一目的在于提出一种不定形耐火材料及制备方法，由于在成份中加入了分散剂及偶联剂，使得不定形耐火材料的耐热性及结构韧性得到提升。 

本发明的再一目的在于提出一种不定形耐火材料及制备方法，由于在 成份中加入镁砂，使得不定形耐火材料抗渣的能力较强，也具有较好的抗热震性。 

【具体实施方式】

本发明主要揭露一种不定形耐火材料及其制备方法，其中所用的基本材料及制备方法除特别说明外，应已为相关技术领域的技术人员所熟知，故以下文中的说明，不再对不定形耐火材料成分作完整描述，在先说明。 

本发明提供一种不定形耐火材料，包含下列成份：镁砂颗粒占5%～30%重量份、轻烧镁粉占5%～15%重量份、刚玉占20%～45%重量份、碳化硅占10%～20%重量份、焦炭占10%～18%重量份、黏土占6%～12%重量份、氮化硅铁占2%～8%重量份、苯并(a)芘低于500mg/kg且焦化残留物低于80%的可石墨化煤沥青占3%～10%重量份以及苯并(a)芘低于500mg/kg且焦化残留物高于15%常温下呈液态的可石墨化结合剂12%～14%重量份。其中，镁砂颗粒为烧结或电熔镁砂颗粒，可石墨化煤沥青的焦化残留物可介于60%～79%的，但不以此为限。