[发明专利]一种SiC晶须增强的镁铝尖晶石透气耐火材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种SiC晶须增强的镁铝尖晶石透气耐火材料及其制备方法。其技术方案是：以13～19wt％、32～41wt％和19～25wt％的粒径依次为4.5±0.3mm、1.8±0.3mm和0.7±0.2mm的改性球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒为骨料，以2～4wt％的镁砂细粉、3～6wt％的刚玉细粉、2～5wt％的单质硅粉和10～22wt％的尖晶石细粉为基质。先将骨料置于搅拌器内，搅拌，再外加骨料和基质之和3～7wt％的亚硫酸纸浆废液，搅拌，再加入基质，搅拌，成型，干燥，在埋碳条件下，于1300～1500℃保温，冷却，制得SiC晶须增强的镁铝尖晶石透气耐火材料。本发明具有资源利用率高和显微结构可控的特点，所制制品透气均匀稳定、强度高和热震稳定性能优异。

技术领域

本发明属于镁铝尖晶石透气耐火材料技术领域。尤其涉及一种SiC晶须增强的镁铝尖晶石透气耐火材料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着人们对钢质量要求不断提高，改善炼钢技术以提高钢液纯净度越来越紧迫。钢水在耐火材料容器中熔炼时，会出现外来和内生的有害夹杂物。透气耐火材料作为钢铁冶炼吹氩过程中重要的组成部分，对钢水的质量具有重要影响。通过透气耐火材料向钢水中吹入高纯氩气等惰性气体，使添加的合金、脱氧剂、脱硫剂等快速分散熔化，促进夹杂物上浮，是净化钢水的重要途径之一。

目前，关于炼钢用透气耐火材料的研究报道已有很多。炼钢用透气耐火材料的成孔方式一般有直接发泡法、添加造孔剂法和颗粒堆积法等。

如“一种弥散型透气砖”(CN200810127079.9)专利技术，该技术采用发泡法虽制得气孔率和透气度较高的透气砖，但该制品气孔孔径较大，吹氩过程中吹出气泡较大，不利于吸附较小的夹杂物；同时，使用过程中容易造成应力集中，停止吹氩后，气孔容易被钢渣堵塞。

又如“一种弥散型刚玉-尖晶石透气砖及其制备方法”(CN201710013255.5)专利技术，该技术以致密烧结刚玉颗粒、致密烧结刚玉细粉、氧化镁微粉或氧化铬微粉为主要原料，以聚氨酯海绵为模板，制备了一种弥散型刚玉-尖晶石透气砖，但该制品结构强度低，寿命短，气孔孔径大，吹出气泡大，对较小夹杂物去除效果差；且原料中含有氧化铬，存在潜在的Cr⁶⁺污染。

再如曹一伟等人(曹一伟，张国栋，游杰刚，等.镁铝尖晶石对镁质弥散型透气上水口性能的影响.中国金属学会.2015耐火材料综合学术年会暨第十三届全国不定形耐火材料学术会议、2015耐火原料学术交流会论文集.2015:314-316.)以高纯镁砂颗粒和α-Al₂O₃粉为主要原料，采用颗粒堆积法虽制得镁质透气弥散型透气上水口，但堆积的颗粒之间难以形成颈部连接，制品强度低和热震稳定性差，服役过程中容易发生漏气、漏钢事故；且制品中颗粒致密、不透气，气体仅能通过颗粒间的气孔透过，使得气孔孔径较大、分布不均，导致吹出的气泡较大，对小尺寸夹杂物去除能力较差，限制了钢液纯净度的提高。

可见，现有炼钢用透气耐火材料仍存在一些技术缺陷：其一、炼钢用透气耐火材料力学性能差，抗冲刷能力弱，使用寿命短；其二、炼钢用透气耐火材料气孔孔径大，透气性不均匀，吹出的气泡较大，对小尺寸夹杂物去除效果差，限制了钢液纯净度的提高；其三、炼钢用透气耐火材料热震稳定性差，透气砖容易发生损毁，造成漏气、漏钢事故。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种资源利用率高和显微结构可控的SiC晶须增强的镁铝尖晶石透气耐火材料的制备方法，用该方法所制备的SiC晶须增强的镁铝尖晶石透气耐火材料透气均匀稳定、强度高和热震稳定性能优异，适用于高品质钢精炼系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案的步骤是：

步骤1、球形多孔镁铝尖晶石陶瓷颗粒的制备