[发明专利]树脂结合铝镁质耐火材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐火材料，尤其是一种树脂结合铝镁质耐火材料。

背景技术

氧化铝的熔点是2050℃，以氧化铝为主要成分的刚玉制品是应用最为广泛的耐火材料。氧化镁的熔点是2800℃，以氧化镁为主要成分的镁砂也是优质的耐火原料。氧化铝和氧化镁为主要成分的镁铝尖晶石（MgO·Al₂O₃）是一种综合性能优异的人工合成耐火原料。近年来以刚玉、镁砂和镁铝尖晶石为主要原料的铝镁质耐火制品被用于精炼钢包包底和熔池部位。

铝镁质耐火制品一般包括有机结合和无机结合两大类。无机结合剂通常为水泥、水合氧化铝、硅微粉等，无机结合的铝镁质耐火制品容易出现剥落等异常损毁现象。有机结合剂通常是酚醛树脂结合剂，酚醛树脂结合铝镁质耐火制品在高温下使用后，结合剂被碳化，碳化后的碳结构可以防止钢水和钢渣向耐火制品内部渗透。碳的导热率较高、热膨胀系数很低，有利于制品抗热震性的提高。但是碳结构在高温下容易被氧化，需要加入抗氧化剂，降低氧化速度。铝粉是最常用的抗氧化剂。铝粉在熔点以上和树脂碳反应生成碳化铝。金属铝和碳化铝优先于碳和氧反应起到防止碳被氧化的目的。生成的纤维状的碳化铝极大的提高了耐火制品的高温强度，同时也增加了其脆性，所以树脂结合铝镁质耐火材料加入铝粉后存在抗热震性下降的问题，在高温使用中容易断裂剥落。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种树脂结合铝镁质耐火材料，该耐火材料具有较好的抗氧化性和抗热震性。

按照本发明提供的技术方案，所述树脂结合铝镁质耐火材料，包括以下组份，组份比例按重量份数计：氧化铝质耐火原料33~95份、镁砂和/或镁铝尖晶石1.5~40份、铝锆合金0. 05~9份、碳素0~25份、酚醛树脂结合剂2~4份。

在一个具体实施方式中，所述氧化铝质耐火原料为白刚玉、板状刚玉、致密刚玉、棕刚玉、矾土、氧化铝微粉中的一种或多种的混合物。

在一个具体实施方式中，所述碳素为石墨、碳黑中的一种或混合物。

在一个具体实施方式中，所述铝锆合金中的锆的质量百分比为3~35%，余量为铝。

本发明有效利用了金属的抗氧化作用，又减少了金属抗氧剂导致的耐火制品的韧性下降、抗热震性下降的副作用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明所使用的氧化铝质耐火原料、镁砂和镁铝尖晶石都是高级耐火材料，它们作为本发明所述耐火材料的主体可以抵抗高温熔液和熔渣的侵蚀。

结合剂是耐火材料的薄弱环节和关键，本发明使用酚醛树脂结合剂，高温碳化后生成的高熔点的碳结构和氧化物基质不互熔，还可以阻止熔渣向耐火制品内部渗透。本发明所使用的酚醛树脂结合剂没有具体限制，市售的镁碳砖用酚醛树脂结合剂均可使用，只要不对本发明的发明目的产生限制即可。

本发明所使用的碳素为石墨、碳黑中的一种或混合物，熔点均超过3500℃，热膨胀率极低，且不容易被金属溶液和熔渣浸润，有利于提高耐火制品的耐火度、抗热震性、抗渣渗透性。

单独的金属铝在高温下和碳反应生成纤维状的碳化铝，碳化铝的生成会导致耐火材料高温抗折强度和高温弹性模量提高，韧性和抗热震性下降；本发明所使用的铝锆合金中的锆可以影响碳化铝的纤维状结构，降低耐火材料的高温强度和弹性模量，铝锆合金和碳化铝和氧的反应优先于碳，起到防止碳被氧化的效果。