[发明专利]一种刚玉-尖晶石质透气材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种刚玉‑尖晶石质透气材料及其制备方法。其技术方案是：将刚玉细粉、镁砂细粉、镁铝尖晶石细粉、α‑Al₂O₃微粉、氢氧化铝、氟化铝、添加剂、发泡剂、稳泡剂、减水剂和铝酸钙水泥混合，外加水，搅拌，成型，干燥，1500～1700℃热处理，破碎，筛分，得颗粒料A和颗粒料B。再将α‑Al₂O₃微粉、镁铝尖晶石细粉、氟化铝、增稠剂和水混合，搅拌，得到料浆。然后将刚玉颗粒、颗粒料A、颗粒料B、铝酸钙水泥和料浆混合，搅拌，成型，干燥，然后在1400～1600℃热处理5～7小时，得到所述刚玉‑尖晶石质透气材料。本发明工艺简单和生产成本低，所制制品高温抗折强度大、透气性能稳定、抗冲刷性能优异和使用寿命长。

技术领域

本发明属于透气材料技术领域。具体涉及一种刚玉-尖晶石质透气材料及其制备方法。

背景技术

炉外精炼技术是钢铁生产中的重要环节。炉外精炼工艺采用底吹氩技术，能均匀钢水成分和温度，促进钢水精炼的物理化学反应。透气砖是底吹氩工艺中的关键功能元件，其使用性能对底吹氩的顺利实施、保证炉外精炼工艺的可靠性和安全性至关重要。随着炉外精炼技术的飞速发展，对透气砖的质量要求越来越高，传统的透气砖已经不能满足日益苛刻的精炼要求。

现有技术中，通过引入添加剂以促进材料烧结、改善结合强度，但形成的低熔点液相降低了透气材料的机械强度；引入微粉以增强组织结构致密化、提高抗侵蚀性，但会影响产品的透气性，且微粉分布不均反而会降低产品结构和性能的稳定性。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种工艺简单和生产成本低的刚玉-尖晶石质透气材料的制备方法，用该方法制备的刚玉-尖晶石质透气材料高温抗折强度大、透气性能稳定、抗冲刷性能优异和使用寿命长。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案的具体步骤是：

第一步、将30～50wt％的刚玉细粉、30～50wt％的镁砂细粉、10～20wt％的镁铝尖晶石细粉、1～10wt％的α-Al₂O₃微粉、1～10wt％的氢氧化铝、1～10wt％的氟化铝、1～5wt％的添加剂、1～5wt％的发泡剂、1～5wt％的稳泡剂、0.1～1wt％的减水剂和1～5wt％的铝酸钙水泥混合，得到混合料；再外加所述混合料10～20wt％的水，搅拌均匀，浇注成型，固化10～20小时，得到固化后的坯体。

第二步、将固化后的坯体在90～120℃条件下干燥12～24小时，再于1500～1700℃条件下热处理5～7小时，得到预烧料；将所述预烧料破碎，筛分，得到粒度小于0.25mm的颗粒料A和粒度为0.25～1mm的颗粒料B。

第三步、将20～40wt％的α-Al₂O₃微粉、10～20wt％的镁铝尖晶石细粉、1～5wt％的氟化铝、1～10wt％的增稠剂和30～50wt％的水混合，搅拌均匀，得到料浆。

第四步、将60～80wt％的刚玉颗粒、1～10wt％的所述颗粒料A、10～20wt％的所述颗粒料B、1～5wt％的铝酸钙水泥和1～10wt％的所述料浆混合，搅拌均匀，在80～120MPa条件下压制成型，于90～120℃条件下干燥12～24小时，然后在1400～1600℃热处理5～7小时，制得刚玉-尖晶石质透气材料。

所述刚玉细粉为板状刚玉细粉或为白刚玉细粉，所述刚玉细粉的Al₂O₃含量大于99wt％；所述刚玉细粉的粒度小于0.088mm。

所述刚玉颗粒为板状刚玉颗粒或为白刚玉颗粒，所述刚玉颗粒的Al₂O₃含量大于99wt％；所述刚玉颗粒的粒度为1～3mm。