一種提高鎂質耐火材料性能的方法和用該方法生產的產品的製作方法
2023-10-10 10:04:44 2
專利名稱：一種提高鎂質耐火材料性能的方法和用該方法生產的產品的製作方法
技術領域：
本發明屬於鎂質耐火材料技術領域。尤其涉及一種改善和提高鎂質耐火材料技術性能的方法。
背景技術：
鎂質耐火材料，如鎂鉻質耐火材料主要應用於煉銅爐、VOD/AOD爐、EAF爐、RH浸漬管和迴轉窯(M.K.Haldar，H.S.Tripathi，S.K.Das，A.Ghosh.Effect of compositional variationon the synthesis of magnesite-chrome composite refractory.Ceramics International，2004，30911～915.)，為了提高鎂鉻質耐火材料的性能，提出了採用浸漬的方法。在浸漬溶液材料的選擇上，國內外普遍流行的是硫酸鎂和氯化鎂。目前僅有RH浸漬管內襯用鎂鉻質耐火材料在生產後利用高濃度的鎂鹽溶液進行浸漬，如「一種熔粒再結合鎂鉻磚及其生產方法」(ZL01128114.6)，對於煉銅爐用鎂鉻質耐火材料的浸漬卻未見相關報導。儘管採用了高濃度的鎂鹽溶液浸漬，經熱處理後，鎂鉻質耐火材料的表面產生鹽析現象導致鎂鉻質耐火材料的氣孔孔徑變化並不大。而且，即使氧化鎂含量增加，對提高鎂鉻質耐火材料抗侵蝕性能也沒有很大的貢獻。
在提高煉銅爐用鎂鉻質耐火材料的性能方面提出了許多改進方法，提高製品中的Cr2O3含量是改善煉銅爐用鎂鉻質耐火材料的途徑之一(鄭德勝，王玲娜，王建武.煉銅轉爐用優質鎂鉻質耐火材料的研製.耐火材料，2000，34(5)274～275.)，因為Cr2O3與煉銅爐熔體中的有害成分SiO2、FeO、Cu2O等所形成化合物的熔點都在1600℃以上，而且還能提高熔渣的粘度，減輕熔渣對製品的滲透。另外Cr2O3含量的增加使其對渣的潤溼性變差，高溫性能、抗粗銅滲透性和侵蝕性也會隨之增強。粗銅對煉銅爐用鎂鉻質耐火材料的侵蝕研究(於仁紅，陳開獻，李勇等.粗銅對鎂鉻質耐火材料的侵蝕.耐火材料，2002，36(5)259～261.)表明，銅的滲透是一個逐漸深入的過程，其主要通道為開口氣孔，粗銅滲透所引起的結構剝落是銅轉爐用鎂鉻耐火材料損毀的主要原因。提出了提高鎂鉻耐火材料抗粗銅滲透性的途徑——降低鎂鉻質耐火材料的顯氣孔率，減小氣孔孔徑。儘管提出了解決的思路，但在任何相關的文獻中未見如何既增加氧化鉻的含量又減小氣孔孔徑的報導。
發明內容
本發明的任務是提供一種能改善鎂質耐火材料的氣孔孔徑分布、降低顯氣孔率、提高鎂質耐火材料抗侵蝕性能的方法和用該方法生產的產品。
為實現上述任務，本發明所採用的技術方案是將鎂質耐火材料放置於真空裝置內，抽真空至-0.05～-0.1Mpa，保壓1～15分鐘，在該真空狀態下抽入含鉻前驅體納米溶膠，再加壓至0.1～0.5Mpa，保壓1～15分鐘，卸壓，取出鎂質耐火材料，在100～200℃的條件下乾燥10～72小時；其中，含鉻前驅體納米溶膠或為氧化鉻前驅體溶膠、或為鎂鉻尖晶石前驅體溶膠，其製備方法分別是氧化鉻前驅體溶膠的製備方法是，按摩爾比將氯化鉻或硝酸鉻或硫酸鉻/尿素為1～10/1～10混合，用溶劑配製成濃度為0.1～5.mol/L的溶液，每升溶液加入0.01～1.0mol的分散劑，然後在70～100℃的條件下反應1～48小時，自然冷卻；鎂鉻尖晶石前驅體溶膠的製備方法是，將氯化鉻或硝酸鉻或硫酸鉻/氯化鎂或硝酸鎂或硫酸鎂/尿素按摩爾比為1～10/1～10/1～10混合，用溶劑配製成濃度為0.1～5.0mol/L的溶液，每升溶液加入0.01～1.0mol的分散劑，然後在70～100℃的條件下反應1～48小時，自然冷卻。
所述的溶劑為水、乙醇、乙酸乙酯中的一種或兩種或兩種以上的組合。
所述的分散劑為聚乙二醇、無水乙醇、乙酸乙酯和聚丙烯醯胺中的一種或兩種或兩種以上的組合。
由於採用上述技術方案，通過反應時間和pH值的控制，製備出分散均勻的含鉻前驅體納米溶膠，將納米溶膠對鎂質耐火材料進行浸漬，納米溶膠顆粒進入鎂質耐火材料氣孔並原位形成氧化鉻或鎂鉻尖晶石，鎂質耐火材料在浸漬和熱處理後表面不會出現類似於鎂鹽溶液浸漬的鹽析現象，從而既增加了鎂質耐火材料的氧化鉻含量，又降低了氣孔孔徑。具有氣孔孔徑小、分布窄、顯氣孔率低和抗侵蝕性好。
本發明可適用於定形或不定形耐火材料的浸漬；可廣泛用於有色金屬行業和鋼鐵行業爐外精煉用鎂質耐火材料領域。
具體實施例方式
實施例1一種提高鎂鉻磚性能的方法一種提高鎂鉻磚性能的方法，其具體步驟如下1、氧化鉻前驅體溶膠的製備將氯化鉻/尿素按照2～5/5～10的摩爾比混合，用水配製成濃度為1.0～5.0mol/L的溶液，每升溶液加入0.05～0.2mol的乙酸乙酯，然後在80～95℃的條件下反應10～20小時，自然冷卻。
2、鎂鉻尖晶石前驅體溶膠的製備將硫酸鉻/硫酸鎂/尿素按照2～5/2～5/5～10的摩爾比混合，用乙醇配製成濃度為1.0～5.0mol/L的溶液，每升溶液加入0.05～0.5mol的聚乙二醇，將溶液在80～90℃的條件下反應12～24小時，自然冷卻。
3、提高鎂鉻磚性能的方法將鎂鉻質磚放置於真空裝置裡，抽真空至-0.05～-0.1Mpa，保壓1～15分鐘，在該真空狀態下，分別抽入製備好的氧化鉻前驅體納米溶膠或鎂鉻尖晶石前驅體納米溶膠，再加壓至0.1～0.5Mpa，保壓1～15分鐘，卸壓，取出鎂鉻磚，在100～200℃的條件下乾燥30～40小時。
4、性能對比。包括浸漬前的、用硫酸鎂配製的溶液浸漬後的和用本發明製備的氧化鉻前驅體溶膠、鎂鉻尖晶石前驅體溶膠浸漬後的性能，各項性能見表1表1浸漬前後鎂鉻磚的性能對比
實施例2一種提高鎂鉻質澆注料性能的方法一種提高鎂鉻質澆注料性能的方法，其具體步驟如下1、氧化鉻前驅體溶膠將氯化鉻/尿素按照3～6/5～10的摩爾比混合，用乙酸乙酯配製成濃度為1.0～5.0mol/L的溶液，每升溶液加入0.02～0.1mol的聚丙烯醯胺，然後在80～95℃的條件下反應10～20小時，自然冷卻。
2、鎂鉻尖晶石前驅體溶膠將硫酸鉻/硫酸鎂/尿素按照3～6/3～6/5～10的摩爾比混合，用乙醇和水混合溶劑配製成濃度為1.0～5.0mol/L的溶液，每升溶液加入0.10～0.8mol的聚二醇，將溶液在80～90℃的條件下反應12～24小時，自然冷卻。
3、提高鎂鉻質澆注料性能的方法將鎂鉻質澆注料預製件放置於真空裝置裡，抽真空至-0.05～-0.1Mpa，保壓1～15分鐘，在該真空狀態下，分別抽入製備好的氧化鉻前驅體納米溶膠或鎂鉻尖晶石前驅體納米溶膠，再加壓至0.1～0.5Mpa，保壓1～15分鐘，卸壓，取出鎂鉻質澆注料預製件，在100～200℃的條件下乾燥24～48小時。
4、性能對比。包括浸漬前的、用硫酸鎂配製的溶液浸漬後的和用本發明製備的氧化鉻前驅體溶膠、鎂鉻尖晶石前驅體溶膠浸漬後的性能，各項性能見表2表2浸漬前後鎂鉻質澆注的性能對比料
權利要求
1.一種提高鎂質耐火材料技術性能的方法，其特徵在於將鎂質耐火材料放置於真空裝置內，抽真空至-0.05～-0.1Mpa，保壓1～15分鐘，在該真空狀態下抽入含鉻前驅體納米溶膠，再加壓至0.1～0.5Mpa，保壓1～15分鐘，卸壓，取出鎂質耐火材料，在100～200℃的條件下乾燥10～72小時；其中，含鉻前驅體納米溶膠或為氧化鉻前驅體溶膠、或為鎂鉻尖晶石前驅體溶膠，其製備方法分別是1)氧化鉻前驅體溶膠的製備方法是，按摩爾比將氯化鉻或硝酸鉻或硫酸鉻/尿素為1～10/1～10混合，用溶劑配製成濃度為0.1～5.mol/L的溶液，每升溶液加入0.01～1.0mol的分散劑，然後在70～100℃的條件下反應1～48小時，自然冷卻；2)鎂鉻尖晶石前驅體溶膠的製備方法是，將氯化鉻或硝酸鉻或硫酸鉻/氯化鎂或硝酸鎂或硫酸鎂/尿素按摩爾比為1～10/1～10/1～10混合，用溶劑配製成濃度為0.1～5.0mol/L的溶液，每升溶液加入0.01～1.0mol的分散劑，然後在70～100℃的條件下反應1～48小時，自然冷卻。
2.根據權利要求1所述的提高鎂質耐火材料技術性能的方法，其特徵在於所述的溶劑為水、乙醇、乙酸乙酯中的一種或兩種或兩種以上的組合。
3.根據權利要求1所述的提高鎂質耐火材料技術性能的方法，其特徵在於所述的分散劑為聚乙二醇、無水乙醇、乙酸乙酯和聚丙烯醯胺中的一種或兩種或兩種以上的組合。
4.根據權利要求1～3所述的提高鎂質耐火材料技術性能的方法所生產的鎂質耐火材料。
全文摘要
本發明涉及一種提高鎂質耐火材料技術性能的方法。其技術方案是將鎂質耐火材料放置於真空裝置內，抽真空至－0.05～－0.1MPa，保壓1～15分鐘後；在該真空狀態下抽入含鉻前驅體納米溶膠，加壓至0.1～0.5MPa，保壓1～15分鐘；卸壓，取出鎂質耐火材料，在100～200℃的條件下烘烤乾燥10～72小時。其中，含鉻前驅體納米溶膠或為氧化鉻前驅體溶膠、或為鎂鉻尖晶石前驅體溶膠。本發明製備出分散均勻的含鉻前驅體納米溶膠，將納米溶膠對鎂質耐火材料進行浸漬，溶膠顆粒進入鎂質耐火材料氣孔並原位形成氧化鉻或鎂鉻尖晶石，從而既增加了鎂質耐火材料的氧化鉻含量，又降低了氣孔孔徑。具有氣孔孔徑小、分布窄、顯氣孔率低和抗侵蝕性好等優點。
文檔編號C04B41/65GK1730442SQ20051001895
公開日2006年2月8日 申請日期2005年6月20日 優先權日2005年6月20日
發明者汪厚植, 鄧勇躍, 趙惠忠, 顧華志 申請人:武漢科技大學