[发明专利]一种Al8B4C7-Al4O4C质复合耐火材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合耐火材料技术领域，具体涉及一种Al₈B₄C₇-Al₄O₄C质复合耐火材料及其制备方法。

背景技术

Al₈B₄C₇-Al₄O₄C质复耐火合材料具有优良的耐高温性能和热稳定性能，是制备有色金属和钢铁冶炼设备的新型炉衬材料的原料，也是含碳耐火材料和非氧化物耐火材料防止氧化的抗氧化剂，尤其适用于生产低碳钢和超低碳钢等洁净钢的钢包内衬与精炼炉衬；Al₈B₄C₇-Al₄O₄C质复耐火合材料取代碳复合耐火材料，有利于提高钢的质量，具有良好的使用效果。

Al₈B₄C₇和Al₄O₄C具有高熔点、高强度、低热膨胀系数以及优异的抗氧化和抗水化性能，是一种高温结构材料和高性能耐火材料，也是含碳耐火材料和非氧化物耐火材料的抗氧化剂。目前国内外合成Al₈B₄C₇材料的主要方法是以B粉或者B₄C粉为化合物Al₈B₄C₇中B的来源，和金属Al粉、C粉或者Al₄C₃在1500-1800℃高温反应合成；Al₄O₄C材料主要是Al₂O₃粉和Al粉、C粉或Al₂O₃粉和Al₄C₃在1500～1800℃高温反应生成。它们合成成本比较高，很难实现生产的工业化。

发明内容

本发明的任务是提供一种原料资源丰富、生产成本低和易于工业化的Al₈B₄C₇-Al₄O₄C质复合耐火材料的制备方法。用该方法制备的Al₈B₄C₇-Al₄O₄C质复合耐火材料性能优良且使用寿命延长。

为实现上述任务，本发明所采用的技术方案是：先将20～30wt％的氧化硼、20～40wt％的工业炭粉和30～60wt％的金属铝粉混合，外加上述混合物3～10wt％的结合剂，搅拌5～25分钟，压制成型，在60～110℃条件下干燥12～36小时或在室内自然干燥24～48小时；然后在氩气气氛和1400～1800℃×2～6小时的条件下进行烧结，经自然冷却制得Al₈B₄C₇-Al₄O₄C质复合耐火材料。

其中：氧化硼中的B₂O₃含量≥90wt％，粒径为0.1～0mm；金属铝粉的Al含量≥90wt％，粒径为0.1～0mm；工业炭粉的C含量≥80wt％，粒径为0.1～0mm；结合剂或为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、亚硫酸纸浆废液、工业糊精粉、聚乙烯醇中的一种以上，或结合剂为酚醛树脂。