[发明专利]一种高性能超低碳镁碳材料的制备方法在审

专利信息
申请号: 201810445298.5 申请日: 2018-05-10
公开(公告)号: CN108585896A 公开(公告)日: 2018-09-28
发明(设计)人: 马北越;苏畅;张亚然;任鑫明;于敬雨;石明东 申请(专利权)人: 苏州佳耐材料科技有限公司
主分类号: C04B35/66 分类号: C04B35/66;C04B35/04
代理公司: 大连理工大学专利中心 21200 代理人: 梅洪玉
地址: 215628 江苏*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 超低碳 氧化物复合 镁碳材料 纳米碳 微粉 抗热震性 抗渣性 碳化硅 制备 耐火材料部件 制备技术领域 耐火材料 高温热处理 合成碳化硅 炼钢和连铸 充分混合 钢铁冶金 天然矿物 天然石墨 传统的 高温炉 镁材料 实验炉 坩埚法 混匀 镁碳 配比 坩埚 废渣 成型 测试 生产
【权利要求书】:

1.一种高性能超低碳镁碳材料的制备方法,其特征在于,按以下步骤进行:

步骤1:碳化硅-氧化物复合微粉的合成

(1)将SiO2基天然矿物或废渣、纳米碳源充分混匀;

(2)将混匀后的原料放入高温炉内进行碳热还原反应,在惰性气氛下合成碳化硅-氧化物复合微粉;

(3)碳化硅-氧化物复合微粉于700℃空气条件下保温2h,去除多余的碳。

步骤2:纳米碳源和碳化硅-氧化物改善的超低碳镁碳材料的制备

(1)将电熔镁砂、纳米碳源、碳化硅-氧化物复合微粉按照(92%~95%):(1%~2%):(3%~7%)配比混合均匀;

(2)将混匀后的原料压制成坩埚和砖型素坯;

(3)坩埚于120℃下充分干燥后,于1200~1600℃惰性或还原气氛下热处理2~8h。

步骤3:纳米碳源和碳化硅-氧化物改善的超低碳镁碳材料抗渣性的测试

(1)将1kg炉渣置于改善后的超低碳镁碳坩埚中;

(2)将坩埚置于1500~1600℃氩气气氛下保温2~8h;

(3)坩埚随炉自然冷却置室温,将坩埚沿直径方向纵向切开,观察炉渣与坩埚内壁反应情况。

步骤4:纳米碳源和碳化硅-氧化物改善的超低碳镁碳材料抗热震性的测试

将热处理后的砖型超低碳镁碳材料置于1200℃的高温炉中加热30min后空冷30min,循环多次直至其破裂,记录热震循环次数。

2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤1(1)中,所述的SiO2基天然矿物或废渣为叶蜡石、粘土、红柱石、硅线石、蓝晶石、锆英石、镁橄榄石和粉煤灰中的一种。

3.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤1(1)中,所述的纳米碳源为碳纤维、碳纳米管、超细石墨和纳米炭黑中的一种。

4.如权利要求1或者2所述的制备方法,其特征在于,所述的高温炉为可通保护气体的箱式电阻炉、管式电阻炉和隧道窑中的一种。

5.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤1(2)中,所述的碳热还原反应过程,需要通入Ar、N2保护气,其流量为1.0~3.0L·min-1

6.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤1(2)中,所述的高温炉中碳热还原反应合成温度为1500~1700℃,保温时间为4~10h。

7.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤2(1)中,添加剂碳化硅-氧化物合成料为SiC-Al2O3、SiC-ZrO2和SiC-MgO中的一种,其质量分数为3%~7%。

8.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤2(1)中,所述的纳米碳源的质量分数1%~2%,电熔镁砂的质量分数为92%~95%,酚醛树脂的质量分数(外加)为1%。

9.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤2(2)中,所述压制坩埚和砖型素坯的压力为150~250MPa。

10.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤3(1)中,所述的炉渣成分(质量分数):40%CaO,40%SiO2,10%Na2O,4%MgO,2%Fe2O3和4%Al2O3

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