[发明专利]耐火材料及碳素材料的浸渍处理溶液

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐火材料或碳素材料的浸渍溶液，特别涉及一种耐火材料、碳素材料的浸渍处理技术。

背景技术

功能耐火材料及某些碳素制品在冶金工业中是制约现场生产的关键因素，如RH用耐火材料、水口、塞棒、耐火材料辊、棒、特种部位的砖、异型管件、碳辊、电极，这些材料的性能、结构决定其使用寿命的长短，通过配比和成型工艺很难达到理想的效果。使用浸渍方法，可以通过抽真空，将耐火材料或碳素制品内的气体抽出，将溶胶渗透入内，可以堵塞气孔，致密结构，提高强度，改善某些性能指标与使用性能。

国内外对功能耐火材料及某些碳素制品浸渍处理的方法报道不多，主要集中在用磷酸盐浸渍镁铬砖、碳辊和树脂处理滑板上。张蔚等^[1]介绍SiC耐火材料浸渍AlPO₄饱和溶液有利于材料性能的优化。梁训裕等^[2]介绍以酚醛树脂取代沥青作为浸渍剂的情况，可进行冷态浸渍，减少环境污染，节省能耗。文献^[3][4]介绍了国内外沥青浸渍的设备情况。文献^[5]介绍用Cr(OH)₃溶胶和Mg(OH)₂-Cr(OH)₃混合溶胶分别对炼铜炉用镁铬砖进行真空浸渍，耐压强度和体积密度略有升高，显气孔率显著下降，浸渍后试样抗侵蚀性提高。文献^[6]公开了一种耐火材料或金属铸件的浸渍处理工艺，将耐火材料或金属铸件成品放入浸渍容器内抽真空浸渍，浸渍溶液为磷酸二氢铝液体或路塔芬F型树脂液体，采用上述浸渍工艺处理的耐火材料或金属铸件使用寿命提高2-5倍。文献^[7]公开了一种炉底辊石墨碳套及其浸渍处理方法和专用设备。炉底辊石墨碳套由煅烧焦粉、结合剂、附加焦料所组成的原料，经过配料、混捏、压型、焙烧、高压浸渍、石墨化、机加工成型、化学处理、高温处理工序而成；化学处理阶段所选浸渍剂为金属磷酸盐，如磷酸二氢铝、磷酸二氢镁等；它们在堵塞石墨碳套基体气孔的同时还能在基体气孔内壁形成一层粘性保护膜，将O₂-H₂O等反应气体与基体石墨隔开，从而达到提高抗氧化性能的目的，使石墨碳套的使用温度提高到1050℃。经磷酸盐处理的石墨碳套的硬度比用铬酸处理的高，因而耐磨性能大大提高，可部分满足硅钢片热处理炉好温度区段的需要。

目前在耐火材料及碳素材料中所用较多的浸渍物质，几乎全部是稀酚醛树脂，以往用的是沥青，一般是用于滑板耐火材料、电极、碳辊等碳素材料，污染大，需要真空浸渍，浸渍的难度大，设备投资大，工作环境难以清理，工人劳动强度大，操作复杂；浸渍物质干燥后主要是碳堵塞气孔，对强度有一定提高，气孔率降低，但对于高温耐火材料，碳结合强度较低，耐磨损性能差。用磷酸浸渍粘土砖，酸性比较大，容易腐蚀浸渍设备用后的废磷酸处理容易污染环境；此类浸渍剂对于硅酸铝质的耐火材料效果较好，因为氧化铝可以与磷酸反应生产磷酸铝的胶体结合剂，干燥后强度有较大提高，耐火材料浸渍带入的P可能进入高炉铁水中影响不大；但对于RH真空用的镁铬砖，采用此类浸渍剂带入的P进入钢水或钢材中，对于炼钢产品质量有影响，同时单一的浸渍组成，很难与被浸渍形成致密的结合，在使用要求较严格的部位受到限制。用铬酸盐浸渍因六价铬有毒，多已禁止使用。因此，目前采用的压砖技术或等静压技术制造的碳素制品或耐火材料制品，在使用条件苛刻的条件下，仅仅依靠组成的变化，不能够改变物料内的多空隙存在，浸渍是一个使得结构致密性能改善的有效方法，但因为冶金行业现场比较复杂，浸渍后的产品需要干燥处理，浸渍是辅助手段不受重视，而简单的浸渍溶液效果有限，适应性不强，使其推广比较困难。目前使用浸渍比较多的还是用树脂或沥青处理滑板、电极。

发明内容

本发明的目的提供一种耐火材料及碳素材料的浸渍处理溶液，解决现有技术中存在的有机树脂浸渍液较多，单一组分浸渍溶液较多，对于高温使用材料效果不理想，材料气孔率大，使用寿命较低等不足的问题，通过无机复合的浸渍溶液，可以使得被浸渍物内高温下形成可以致密烧结的材料，提高材料的耐磨损性能，使得材料内气孔率降低，结构致密。