[发明专利]一种防粘渣耐火材料的制备及应用

说明书

一种防粘渣耐火材料的制备及应用，具体包括以下步骤：(1)成型耐火材料坯体,并在200‑800℃之间进行烘干；(2)将成型烘干后的耐火材料坯体浸渍复合前驱体溶液，该复合前驱体溶液含有碳化硅有机前驱体、碳化锆有机前驱体和氮化硼有机前驱体；(3)将浸渍后的耐火材料在室温至150℃温度区间内空气中进行交联固化；(4)然后将耐火材料放置到高温窑炉中，在惰性气氛或还原性气氛下缓慢升温至1100‑1800℃进行烧结，降温后得到所述防粘渣耐火材料。所制得的防粘渣耐火材料能够有效防止冶金炉渣粘接，使用寿命高。

技术领域

本发明总体涉及耐火材料，具体涉及一种防粘渣耐火材料的制备及应用。

背景技术

在冶金设备中大量使用氧化物耐火材料作为炉衬或结构件，由于铁水和钢水中含有氧化物渣，这些氧化物渣与氧化物耐火材料之间具有很好的浸润性，从而导致耐火材料表面粘渣严重，清渣困难致使耐火材料意外损坏，影响作业率而且劳动强度大，大大降低耐火材料和设备的使用寿命；也会因为粘渣造成设备超重，影响生产正常进行甚至停产。

目前解决粘渣问题主要有两种技术方案，一种是采用非氧化物耐火材料(例如碳化物)直接替代氧化物耐火材料，但成本大大提升；另一种是在氧化物耐火材料直接喷涂或涂抹防粘渣涂层(例如中国发明专利CN105367092A和CN105237011A)，这种方式虽然成本较低，但由于采用喷涂或涂抹方式形成的涂层结合力较弱，在高温应用环境中容易脱落，造成失效并污染铁水或钢水。

因此，在冶金行业中迫切需要成本适中、防粘渣效果好的解决方案。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中的某些或某个问题，提供一种防粘渣耐火材料的制备及应用方法。

根据本发明的第一方面，提供一种防粘渣耐火材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)成型耐火材料坯体,并在200-800℃之间进行烘干；

(2)将成型烘干后的耐火材料坯体浸渍复合前驱体溶液，该复合前驱体溶液含有碳化硅有机前驱体、碳化锆有机前驱体和氮化硼有机前驱体；

(3)将浸渍后的耐火材料在室温至150℃温度区间内空气中进行交联固化；

(4)然后将耐火材料放置到高温窑炉中，在惰性气氛或还原性气氛下缓慢升温至1100-1800℃进行烧结，降温后得到所述防粘渣耐火材料。

根据本发明的第二方面，提供一种高炉耐火材料的应用方法，包括以下步骤：

(1)将耐火材料成品浸渍复合前驱体溶液，该复合前驱体溶液含有碳化硅有机前驱体、碳化锆有机前驱体和氮化硼有机前驱体；

(2)将浸渍后的耐火材料成品在室温至150℃温度区间内空气中进行交联固化；

(3)然后将耐火材料砌筑到高炉中，在高炉烘炉过程中对固化在耐火材料表面的复合前驱体进行裂解陶瓷化，降温后得到具有防粘渣功能的耐火材料。

本发明的第一方面和第二方面中包含的步骤和工艺，在不冲突的情况下，二者之间可以适当替换和增删。

本发明采用复合有机前驱体溶液对耐火材料进行浸渍并经热处理工艺，从而在耐火材料表面形成SiC-ZrC-BN复合薄膜，三种非氧化物与铁渣或钢渣润湿角小，能够起到显著的防粘渣功能。此外，ZrC的耐火温度高达2700℃，能够提高表面薄膜的耐火温度，BN还具有与铁水的不润湿功能，更利于冶金设备内铁水的流动。另外，由于采用浸渍和热处理工艺，从而最终形成化学结合的SiC-ZrC-BN复合薄膜，结合力大大优于传统的喷涂或涂抹涂层，使得使用寿命和可靠性大大提高。

附图说明

图1为本发明所制得的防粘渣耐火材料表面的XRD图谱。

具体实施方式