[发明专利]一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料及其制备方法，碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料按照重量份数计算，包括：100份骨料、10～30份胶结料、8～15份掺和料和0.2～0.8份促凝剂；其中，骨料是使用耐火材料和耐火材料包覆液混合后经过烧结得到；耐火材料包覆液为硝酸铈铵改性后的酚醛树脂溶液。本发明基于市场上的耐火浇注料与炉渣具有强润湿性，抗渣侵蚀性能较差的缺陷对耐火浇注材料进行了一系列的改进。将耐火浇注材料的骨料成分中常规使用的金属氧化物使用改性后的酚醛树脂溶液进行包覆处理，然被进行烧结，最终得到碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料。

技术领域

本发明涉及耐火烧注料领域，具体涉及一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料及其制备方法。

背景技术

耐火材料是高温冶炼及高温窑炉等热工设备的关键结构材料，能承受相应的物理化学变化及机械作用，是高温技术不可缺少的基础材料，广泛应用于钢铁、陶瓷、建材、电子、石化等领域中。其中钢铁行业耐火材料用量最大。传统耐火材料是以氧化铝、氧化铬或碳为主要成分，传统的氧化物耐火材料在高温环境中使用，必须保证其具有足够的结构稳定性。传统的氧化物耐火材料与炉渣具有强润湿性，抗炉渣侵蚀性能较差，使炉衬寿命大大降低。

发明内容

针对现有技术中存在的传统的氧化物耐火材料与炉渣具有强润湿性，抗渣侵蚀性能较差，使炉衬寿命大大降低的问题，本发明提供了一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料及其制备方法。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

第一方面，本发明提供了一种碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料，按照重量份数计算，包括：100份骨料、10～30份胶结料、8～15份掺和料和0.2～0.8份促凝剂；其中，骨料是使用耐火材料和耐火材料包覆液混合后经过烧结得到；耐火材料包覆液为硝酸铈铵改性后的酚醛树脂溶液。

优选地，所述碳纳米纤维改性的含碳耐火浇注料，按照重量份数计算，包括：100份骨料、20份胶结料、12份掺和料和0.6份促凝剂。

优选地，所述胶结料按照重量份数计算，包括：100份矾土水泥和12～20份硅酸钠。

优选地，所述掺和料的粒径小于或等于0.088mm，掺和料按照重量份数计算，包括：100份三氧化二铝、12～18份二氧化硅和5～10份碳化钇。

优选地，所述掺和料按照重量份数计算，包括：100份三氧化二铝、15份二氧化硅和8份碳化钇。

优选地，所述促凝剂是由铝酸钙和氟铝酸钙按照质量比为1:0.2～0.5混合得到。

优选地，所述耐火材料的粒径为0.16～5mm，耐火材料按照重量份数计算，包括：100份三氧化二铝、10～15份二氧化硅和2～8份二硼化铬。

优选地，所述耐火材料按照重量份数计算，包括：100份三氧化二铝、12份二氧化硅和5份二硼化铬。

优选地，所述骨料的制备方法为：

S1.称取酚醛树脂溶于N,N-二甲基甲酰胺中，在室温下边搅拌边逐滴加入硝酸铈铵溶液，完全滴加后，继续在室温下搅拌8～10h后，得到混合反应液A；其中，硝酸铈铵溶液为硝酸铈铵与N,N-二甲基甲酰胺按照质量比为1:3～5制备得到，酚醛树脂与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:5～8，硝酸铈铵溶液与酚醛树脂的质量比为1:10～12；

S2.称取耐火材料加入至混合反应液A中，以300～500rpm的速度在室温下搅拌2～5h后，减压除去溶剂后，脱气处理，得到混合反应物B；其中，耐火材料与混合反应液A的质量比为1:1～3；

S3.将混合反应物B置干燥箱内，升温至100～120℃干燥处理10～12h，然后升温至180～200℃固化处理12～15h，之后放入高温反应炉内，在氮气的保护下升温至1150～1350℃，保温处理2～5h后，随炉冷却至室温，得到骨料。