[发明专利]一种含碳耐火浇注料用石墨表面改性方法及其应用

说明书

本发明公开了一种含碳耐火浇注料用石墨表面改性方法及其应用，该方法以鳞片石墨和钛粉为原料，采用自蔓延高温合成方法进行碳化钛包覆鳞片石墨的制备。按质量百分比计，鳞片石墨27.34％～38.55％，钛粉61.45％～72.66％，上述原料总含量为100％。包括：步骤一：将鳞片石墨、钛粉按照配比混合均匀装料于瓷坩埚得到试样；步骤二：对步骤一得到的试样进行轻压成型；步骤三：结束成型后，将成型后的试样放入自蔓延高温反应炉中，通过引燃剂引燃成型后的试样进行自蔓延高温合成反应；步骤四：反应后将试样粉碎研磨得到碳化钛包覆鳞片石墨。通过该方法得到的碳化钛包覆鳞片石墨，将其引入含碳耐火浇注料中，可显著地改善含碳耐火材料中石墨的润湿性差、分散性差和易氧化等问题。

技术领域

本发明属于无机非金属材料技术领域，特别涉及一种含碳耐火浇注料用石墨表面改性方法及其应用。

背景技术

耐火材料是高温冶炼及高温窑炉等热工设备的关键结构材料，能承受相应的物理化学变化及机械作用，是高温技术不可缺少的基础材料，广泛应用于钢铁、陶瓷、建材、电子、石化等领域中。其中钢铁行业耐火材料用量最大。传统的氧化物耐火材料在高温环境中使用，必须保证其具有足够的结构稳定性。传统的氧化物耐火材料与渣具有强润湿性，抗渣侵蚀性能较差，使炉衬寿命大大降低。

石墨与钢渣不润湿，热膨胀系数小，并且具有良好的导热性与韧性。因此在耐火材料的制备过程中，适当地加入碳材料形成含碳耐火材料，可降低耐火材料的热膨胀，并提高其抗渣性、抗热震稳定性、热传导率、耐冲击性，从而延长了炉衬的使用寿命。但是，石墨存在易氧化，亲水性差的致命缺点，限制了其优势的发挥。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种含碳耐火浇注料用石墨表面改性方法及其应用，通过该方法得到的碳化钛包覆鳞片石墨，将其引入含碳耐火浇注料中，可显著地改善含碳耐火材料中石墨的润湿性差、分散性差和易氧化等问题。

为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种含碳耐火浇注料用石墨表面改性方法，该方法以鳞片石墨和钛粉为原料，采用自蔓延高温合成方法进行碳化钛包覆鳞片石墨的制备。

本发明还包括如下技术特征：

具体的，按照质量百分比计，鳞片石墨为27.34％～38.55％，钛粉为61.45％～72.66％，上述原料总含量为100％。

具体的，包括：

步骤一：将鳞片石墨、钛粉按照配比混合均匀装料于瓷坩埚得到试样；

步骤二：对步骤一得到的试样进行轻压成型；

步骤三：结束成型后，将成型后的试样放入自蔓延高温反应炉中，通过引燃剂引燃成型后的试样进行自蔓延高温合成反应；

步骤四：反应后将试样粉碎研磨得到碳化钛包覆鳞片石墨。

具体的，所述步骤三中，在成型后的试样上放置引燃剂，自蔓延高温合成反应由置在试样上端的引燃剂反应产生的热量引发；

所述引燃剂包括C-Ti引燃剂，所述C-Ti引燃剂是将钛粉和碳黑按质量比为4:1的用量混配制得；钛粉和碳黑反应通过一根钨丝引发。

具体的，步骤三中，在抽真空，充氩气到常压条件下，点火引燃试样发生自蔓延高温合成反应，而后待炉温降至室温后，关闭电源，开启炉门，将物料取出；抽真空的真空度为-0.092MP。

所述的含碳耐火浇注料用石墨表面改性方法制备得到的碳化钛包覆鳞片石墨用于制备含碳耐火浇注料的应用。

本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：