[发明专利]提高耐火材料性能的浸渍介质

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高耐火材料性能的浸渍介质，尤其涉及改善炼钢用滑动水口砖抗热震性和抗钢水侵蚀性能的浸渍介质。

背景技术

滑动水口砖是炼钢过程中重要的功能性耐火元件，直接控制钢水的流量，因而其性能的好坏直接影响炼钢质量、人身和设备安全。滑动水口砖的生产一般经过机械高压成型、干燥烧成、磨平等工艺，由于受各种条件的限制，不可能在其组分中添加更多的可以抵抗钢水侵蚀的原料(如石墨、碳黑等)，也不能使制品的显气孔率达到1%以下或更低，由此导致滑动水口砖的耐侵蚀、耐冲刷性能不够高。同样，铝碳和镁碳耐火制品，也因同样的原因，其耐侵蚀、结构强度性能不高。为弥补其不足，国内外均采用热处理后期将制品施以浸渍工艺，达到改善制品物理性能，以及提高耐腐蚀、耐冲刷性能。　

现有技术炼钢用滑动水口砖及铝碳和镁碳耐火制品(统称耐火制品)浸渍所使用的浸渍介质，一般为中或低温沥青，方法是将提前预热至180-200℃的耐火制品(例如滑动水口砖)放入高压容器内，通过抽真空(例如35mbar)将加温至180-220℃的中温或低温沥青抽至高压容器内，加压至1.2-1.6Mpa并保压0.5-2小时，使中温或低温沥青渗透到耐火制品内部，以降低制品的显气孔率，提高制品的含碳量，改善制品物理性能，从而增大制品表面对钢水的侵润角度，提高制品的抗钢水侵蚀能力。但所使用的浸渍介质一方面能耗比较高，过程比较长，通常需要3－6小时左右；另一方面加热180-220℃的中温或低温沥青会产生大量的沥青烟气，沥青中含有可挥发有毒物质，不仅对操作者身体健康产生一定的危害性，而且大量的沥青烟气对环境的影响甚大。

中国专利CN101148366耐火材料及碳素材料的浸渍处理溶液，溶胶组成重量百分比为：SiO₂3～50％；Al₂O₃2～50％；B₂O₃0.01～50％；H₂O25～70％；当溶液为酸性时加入小于30％的P₂O₅；当溶液为碱性时加入小于5％的Na₂O+K₂O。通过浸渍堵塞气孔，使耐火材料制品强度增加，结构致密；改善材料的抗氧化性能与抗热破坏性能，提高使用寿命。

中国专利CN1730442提高镁质耐火材料技术性能方法，将镁质耐火材料放置于真空装置内，抽真空至-0.05～-0.1Mpa，保压1～15分钟，在该真空状态下抽入含铬前驱体纳米溶胶或为氧化铬前驱体溶胶、或为镁铬尖晶石前驱体溶胶，再加压至0.1～0.5Mpa，保压1～15分钟，卸压，取出镁质耐火材料，在100～200 ℃的条件下干燥10～72小时。既增加了镁质耐火材料的氧化铬含量，又降低了气孔孔径。具有气孔孔径小、分布窄、显气孔率低和抗侵蚀性好等优点。

中国专利CN1557779耐火材料或金属铸件浸渍处理工艺，第一步、将耐火材料或金属铸件成品放入浸渍容器内密封，用真空泵抽去内部空气，真空保持5-180分钟； 第二步、打开与所述浸渍容器相连通管道的进液阀门，将磷酸二氢铝液体或路塔芬F型树脂液体(英文名：Rutaphen　F-Type　Resins)输入到浸渍容器内淹没被浸体；第三步、开启放空阀使浸渍容器内与外界压强达到平衡后关闭放空阀；第四步、开启空压机向浸渍容器内加压，待压强达到0.05-2Mpa时保压 0.2-5小时；第五步、缓慢开启所述进液阀门将浸渍容器内的液体排出，待浸渍容器内的液体被完全排出后，关闭进液阀及空压机，打开放空阀使浸渍容器内的压强与外界平衡，开启浸渍容器盖取出耐火材料或金属铸件烘干，使用寿命可提高2－5倍。

中国专利CN1075309铝碳质耐火材料生产工艺，整形工序后，将整形后的坯件放入耐压容器内，再向容器内加入呋喃树脂使其浸设整个坯件，于6-15公斤/厘米2的压力下，常温保持时间为30-90分钟，将浸渍好的坯件在固化温度150-250℃下静置，时间为16-30小时。其显氧孔率由原来的14％降至4％以下，耐压强度提高至40—60MPa，大大提高了机械强度。

上述专利，虽然也通过浸渍工艺使制品性能得到改善，寿命得到提高，但存在以下不足：有的浸渍介质含有对人身体有害的重金属，并且浸渍介质配制复杂；特别是它们浸渍过程依然较长，以及需要真空浸渍，浸渍难度大，设备投资大，浸渍能耗仍然相对较高的缺陷没有得到克服。

上述不足仍有值得改进的地方。

发明内容