煉鋼爐專用耐高溫透波材料的製備方法
2023-06-22 08:49:51
專利名稱：煉鋼爐專用耐高溫透波材料的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種透波用高矽氧纖維磷酸鉻鋁複合材料的製備方法，具體涉及一種煉鋼爐專用耐高溫透波材料的製備方法。
背景技術：
如何準確測定煉鋼高爐內物料量及流動狀況是一個技術難題，目前一般採用雷達波來檢測爐內情況。但由於金屬高爐壁不能透射微波，以其他材料代替時存在強度小、不耐高溫等缺點。
以二氧化矽材料做為透波材料雖然可以克服上述問題，但製備過程中條件要求嚴格、工藝複雜。因此，開發研究一種新的煉鋼爐專用耐高溫透波材料的製備方法，是冶金領域所十分期盼的。
發明內容
本發明需要解決的技術問題提供一種在常溫下製備透波用高矽氧纖維磷酸鉻鋁複合材料的方法，以克服現有技術存在的上述缺陷，滿足有關領域發展的需要。
本發明的技術構思是這樣的高矽氧纖維磷酸鉻鋁製備的複合材料在1200℃下具有和二氧化矽基材料相近的性能，是一種多功能介質材料。發明人發現，可以將其用於製備煉鋼爐專用耐高溫透波材料。
本發明的煉鋼爐專用耐高溫透波材料的製備方法包括如下步驟(1)將磷酸、氧化鉻與氫氧化鋁在60～80℃的溫度下反應20～60分鐘，獲得磷酸鉻鋁複合材料；磷酸∶氧化鉻∶氫氧化鋁＝1∶0.1～0.5∶2～5，摩爾比；磷酸鉻鋁複合材料在1200℃下具有與石英相類似的電性能，可以透過頻率為6.3GHz～26GHz的微波；(2)將高矽氧纖維編織成的織物浸漬於步驟(1)的磷酸鉻鋁水溶液，浸漬溫度為150～180℃，浸漬時間為3～6小時；磷酸鉻鋁水溶液的重量濃度為50～70％；磷酸鉻鋁水溶液的重量是高矽氧纖維編織成的織物的重量的10～15倍。
(3)然後將步驟(2)的產物在室溫下涼置12～30h，以揮發出體系中的過量水分，最後模壓成形，獲得煉鋼爐專用耐高溫透波材料。
本發明的優點是十分顯著的(1)在常溫下進行材料的製備，對增強用高矽氧纖維沒有損傷，製備工藝簡單。
(2)強度高、機械加工餘量小，對複合材料損傷小。
(3)在1200℃以下具有與石英類材料相似的優異介電性能。
(4)能夠透射頻率為6.3GHz～26GHz的微波。
具體實施例方式
實施例1(1)將1mol磷酸、0.1mol氧化鉻與2mol氫氧化鋁在80℃的溫度下反應60分鐘，獲得磷酸鉻鋁複合材料；(2)將1公斤高矽氧纖維編織成的織物浸漬於10公斤步驟(1)的磷酸鉻鋁重量濃度為50％的水溶液，浸漬溫度為180℃，浸漬時間為6小時；(3)然後將步驟(2)的產物在室溫下涼置30h，以揮發出體系中的過量水分，最後模壓成形，獲得煉鋼爐專用耐高溫透波材料。
採用GB1447-83和GB1449-83公開的方法進行檢測，其結果如下機械性能拉伸強度為260.4～434.4Mpa，彎曲強度380.5～425.2MPa
介電性能介電常數為3.65～3.9；介電損耗0.0085～0.02透射頻率能夠透射6.3GHz～26GHz的微波。
實施例2(1)將1mol磷酸、0.5mol氧化鉻與5mol氫氧化鋁在60℃的溫度下反應20分鐘，獲得磷酸鉻鋁複合材料；(2)將1公斤高矽氧纖維編織成的織物浸漬於15公斤重量濃度為70％步驟(1)的磷酸鉻鋁水溶液，浸漬溫度為150℃，浸漬時間為3小時；(3)然後將步驟(2)的產物在室溫下涼置12h，以揮發出體系中的過量水分，最後模壓成形，獲得煉鋼爐專用耐高溫透波材料。
採用GB1447-83和GB1449-83公開的方法進行檢測，其結果如下機械性能拉伸強度為260.4～434.4Mpa，彎曲強度380.5～425.2MPa介電性能介電常數為3.65～3.9；介電損耗0.0085～0.02透射頻率能夠透射6.3GHz～26GHz的微波。
權利要求
1.一種煉鋼爐專用耐高溫透波材料的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟(1)將磷酸、氧化鉻與氫氧化鋁在60～80℃的溫度下反應20～60分鐘，獲得磷酸鉻鋁複合材料；(2)將高矽氧纖維編織成的織物浸漬於步驟(1)的磷酸鉻鋁水溶液；(3)然後將步驟(2)的產物在室溫下涼置12～30h，最後模壓成形，獲得煉鋼爐專用耐高溫透波材料。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，磷酸∶氧化鉻∶氫氧化鋁＝1∶0.1～0.5∶2～5，摩爾比。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，將高矽氧纖維編織成的織物浸漬於步驟(1)的磷酸鉻鋁溶液，浸漬溫度為150～180℃，浸漬時間為3～6小時。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，磷酸鉻鋁溶液的重量濃度為50～70％。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，磷酸鉻鋁水溶液的重量是高矽氧纖維編織成的織物的重量的10～15倍。
6.一種採用權利要求1～5任一項所述的方法製備的煉鋼爐專用耐高溫透波材料。
7.根據權利要求6所述的煉鋼爐專用耐高溫透波材料，其特徵在於，能夠透射頻率為6.3GHz～26GHz的微波。
全文摘要
本發明公開了一種煉鋼爐專用耐高溫透波材料的製備方法。以高矽氧纖維織物為預製體，以複合材料磷酸鉻鋁浸漬，在室溫條件下涼置、壓模成型，製備的材料能滿足煉鋼爐透射微波6.3GHz～26GHz的需要。
文檔編號C21B7/04GK1676617SQ20051002519
公開日2005年10月5日 申請日期2005年4月17日 優先權日2005年4月17日
發明者彭子飛, 郭廣勇, 金蓓佩 申請人:上海師範大學