[发明专利]一种刚玉质透气材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种刚玉质透气材料及其制备方法。其技术方案是：将刚玉细粉、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，加水，搅拌，浇注成型，固化，干燥，于1500～1700℃热处理5～7小时，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。再将α‑Al₂O₃微粉、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、减水剂、铝酸钙水泥和料浆混合，浇注成型，固化，干燥，在1400～1600℃热处理5～7小时，得到刚玉质透气材料。本发明生产成本低，所制备的刚玉质透气材料具有高温抗折强度大、透气性稳定、抗冲刷性能优异和使用寿命长的特点。

技术领域

本发明属于透气材料技术领域。具体涉及一种刚玉质透气材料及其制备方法。

背景技术

炉外精炼技术是炼钢过程中重要的精炼工艺部分，可以调节钢成分及钢液的温度。而透气砖是这一工艺能够顺利实施的重要功能元件，对炉外精炼的可靠性和完备性起着至关重要的作用。相应的透气材料的材质包括黏土质、刚玉质、尖晶石质等，透气材料的类型主要包括弥散型、直通孔型及狭缝型等形式。在实际使用过程中，透气材料主要存在透气性能不稳定、抗侵蚀性能差和高温强度低等问题。上述问题的存在，影响了钢铁冶炼过程的正常节奏，降低了工作效率。

现有透气材料的制备技术中，虽通过引入添加剂的形式可以促进透气材料烧结和改善结合强度，但形成的低熔点液相降低了透气材料的机械强度；引入微粉虽能增强组织结构致密化和提高抗侵蚀性，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存在的缺陷，目的是提供一种生产成本低的刚玉质透气材料的制备方法，用该方法制备的刚玉质透气材料的高温抗折强度大、透气性稳定、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40～60wt％的刚玉细粉、10～20wt％的α-Al₂O₃微粉、10～20wt％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、将所述固化后的坯体于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；然后将所述预烧料破碎，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％的所述α-Al₂O₃微粉、1～10wt％的所述氟化铝、1～10wt％的增稠剂和50～70wt％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％的颗粒料A、10～20wt％的颗粒料B、0.1～1wt％的减水剂、1～5wt％的铝酸钙水泥和1～10wt％的所述料浆混合，搅拌均匀，浇注成型，固化10～20小时，再于90～120℃条件下干燥12～24小时，然后在1400～1600℃条件下热处理5～7小时，得到刚玉质透气材料。

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。