一種金屬微粉耐火可塑料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種金屬微粉耐火可塑料，由以下質(zhì)量百分比的原料組成：碳化硅砂：65-85%；碳化硅微粉：10-30%；氧化鋁微粉：1-5%；硅微粉：1-5%；鋯粉：0.1-1%；鑭及鑭系金屬氧化物微粉：0.01-0.1%；釔粉：0.01-0.1%；分散劑：0.5-3%；結(jié)合劑：0.5-3%。本發(fā)明同時提供一種金屬微粉耐火可塑料的制備方法，步驟如下：（1）預(yù)混：將碳化硅微粉、氧化鋁微粉、硅微粉、鋯粉、鑭及鑭系金屬氧化物微粉和釔粉按比例送入混砂機中預(yù)混5-10分鐘；（2）混料：將分散劑加入步驟（1）中預(yù)混的原料中，在混砂機內(nèi)混合10-30分鐘；加入碳化硅砂，在混砂機內(nèi)混合10-30分鐘；加入結(jié)合劑，混合10-30分鐘，制成泥料；（3）干燥：將步驟（2）中泥料自然干燥24h，至水分不高于0.5%；（4）揀選，檢驗，包裝入庫。采用本發(fā)明的耐火可塑料，抗渣性強、熱穩(wěn)定性強，使用壽命長，工藝簡單。
【專利說明】一種金屬微粉耐火可塑料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及耐火材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種金屬微粉耐火可塑料及其制備方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 耐火材料指耐火度不低于1580°C的一類無機非金屬材料。耐火磚簡稱火磚，用耐 火黏土或其他耐火原料燒制成的耐火材料，主要用于砌冶煉爐，能耐1580°C - 1770°C的高 溫。耐火材料廣泛用于冶金、化工、石油、機械制造、硅酸鹽、動力等工業(yè)領(lǐng)域，在冶金工業(yè)中 用量最大，占總產(chǎn)量的50%?60%。鋼鐵工業(yè)中的各種加熱爐、均熱爐、退火爐、燒結(jié)爐，以及 電爐頂?shù)囊r體不能使用一般的定型耐火材料，只能使用特殊的耐火可塑料，耐火可塑料是 用耐火骨料和粉料、生粘土和化學(xué)復(fù)合劑及外加劑，經(jīng)配制混煉、擠壓成磚坯狀，并在包裝 貯存一定時間后仍具有良好的可塑性，可用搗打方法施工的一種耐火材料。市場上現(xiàn)有的 耐火可塑料，由于結(jié)合劑耐高溫強度不夠，一般工作溫度高于KKKTC高溫強度就急劇下降， 沒有很好的高溫穩(wěn)定性。
[0003] 中國專利CN101318812B公開了一種高鋁質(zhì)耐高溫坩堝的制備方法，使用了鋁土 礦熟料、蘇州土、碳化硅、熟滑石、鋯英石等原料，其化學(xué)穩(wěn)定性好，熱物理性質(zhì)優(yōu)良，使用壽 命長，但是工藝精度高，對設(shè)備要求高，原料獲得不易。中國專利CN102329137B公開了一 種無碳鋁鎂質(zhì)不燒磚、配制方法及應(yīng)用，原料包括顆粒劑配電熔白剛玉砂、電熔鎂砂、氧化 鎂微粉和氧化鋁超微粉以及少量增塑劑和潤濕劑，具有良好的保溫性并提高壽命，但是對 原料要求高，成本高。中國專利CN103833397A公開了一種耐火可塑料及其用途，原料包括 碳化硅、氧化鋁粉、硅微粉、分散劑、促凝劑和結(jié)合劑，施工性能好、硬化速度適中，但是由于 粘合強度不夠，高溫強度一般，抗熱震穩(wěn)定性一般。中國專利CN101591181公開了一種單 組分磷酸鹽結(jié)合耐磨耐火可塑料的制備方法，以剛玉為主要原料，以氧化鋁粉、剛玉粉、硅 灰和硼酸為基質(zhì)，以固體磷酸鋁為結(jié)合劑，采用鋁酸鈣水泥做促硬劑，生產(chǎn)工藝簡單，強度 高保存期長，但是同樣由于粘合強度不夠，高溫強度一般，抗熱震穩(wěn)定性一般。中國專利 CN102030550A公開了一種含均質(zhì)料的剛玉-莫來石質(zhì)高強耐磨可塑料，原料由高鋁均質(zhì) 料、氧化鋁微粉、二氧化硅微粉、粘土、磷酸、磷酸二氫鋁溶液以及純鋁酸鈣水泥等組成，施 工性能好，強度高，耐磨性好，但是同樣由于粘合強度不夠，高溫穩(wěn)定性差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決耐火可塑料高溫穩(wěn)定性差，耐磨損性差的問題，我們提出了一種金屬微 粉耐火可塑料及其制備方法，采用本發(fā)明可以有效提高耐火可塑料的高溫穩(wěn)定性及其他耐 高溫性能。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的： 為實現(xiàn)上述目的，一種金屬微粉耐火可塑料，由以下質(zhì)量百分比的原料組成：碳化硅 砂：65-85% ;碳化硅微粉：10-30% ;氧化鋁微粉：1-5% ;硅微粉：1-5% ;鋯粉：0. 1-1% ;鑭及 鑭系金屬氧化物微粉：〇. 01-0. 1% ;釔粉：〇. 01-0. 1% ;分散劑：〇. 5-3% ;結(jié)合劑：0. 5-3%。碳 化硅為主要原料，輔以氧化鋁微粉和硅微粉，其可塑性好，具有較高的常溫強度，優(yōu)良的線 變化性能。鋯粉、鑭及鑭系金屬氧化物微粉和釔粉的組合成的粘結(jié)材料耐高溫，高溫下性能 穩(wěn)定，常溫、高溫下粘結(jié)強度高，線膨脹系數(shù)高，抗氧、硫氣體腐蝕強，熱震系數(shù)好。
[0006] 優(yōu)選地，上述原料的粒度如下：碳化娃砂：<0· 088mm ;碳化娃微粉：<0· 088mm ; 氧化鋁微粉：< 〇. 〇88mm ;硅微粉：< 0. 088mm ;鋯粉：d50=5 μ m ;鑭及鑭系金屬氧化物微粉： d50=5 μ m ;釔粉：d50=5 μ m。細小粒度的金屬氧化物具有多種晶體結(jié)構(gòu)，活性很高，加入后 可使耐火材料的可塑性提升30-40%。
[0007] 優(yōu)選地，上述碳化硅砂純度不低于97%，碳化硅微粉純度不低于99%，氧化鋁微粉 純度不低于99%，硅微粉純度不低于99%，鋯粉、鑭及鑭系金屬氧化物微粉和釔粉純度不低 于99. 9%。高純原料的使用，大大減少了二氧化硅的引入，減少了二氧化硅與材料中氧化鎂 在高溫下生成低熔物，有效控制使用過程中與鋼水、鋼渣中氧化鋁和氧化鈣反應(yīng)生成低熔 物的可能，保證了良好的高溫強度及荷重軟化溫度，增強了材料抗侵蝕能力，提高壽命。
[0008] 優(yōu)選地，上述分散劑為聚磷酸鹽和/或聚丙烯酸鹽中的至少一種。聚磷酸鹽具有 重要的化學(xué)性質(zhì)：1、水解作用；2、絡(luò)合作用；3、催化作用；4、膠溶作用。聚磷酸鹽能與多價 陽離子反應(yīng)，使這些例子大大地鈍化，同時能吸附于其他物質(zhì)的表面，形成一種吸附膜，使 物質(zhì)表面的物理化學(xué)性質(zhì)改變。
[0009] 優(yōu)選地，上述添加劑由硅溶膠和木質(zhì)素磺酸鈉溶液組成，其重量比為：1:1~3。有機 增塑劑分子插入到顆粒、微粉粒子之間，削弱了團聚顆粒間的應(yīng)力，增加了微粉粒子的移動 性、降低了微粉粒子間的團聚度，從而使顆粒、微粉粒子的塑性增加，提高材料的塑性，保證 了材料的成型密度，提高了產(chǎn)品半成品成型合格率。木質(zhì)素磺酸鈉有良好的擴散性能，其水 溶液為棕色至黑色，有膠體特性，溶液的黏度隨濃度的增加而升高。在大規(guī)格墻地磚及耐火 磚制造過程中，可以使坯體原料微粒牢固粘結(jié)起來，可使干坯強度提高20% - 60%以上。硅 溶膠屬膠體溶液，無臭、無毒，顆粒細微，對基層有較強的滲透力，能通過毛細管滲透到基層 內(nèi)部，使涂料具有較強的粘結(jié)力。
[0010] 本發(fā)明同時提供一種金屬微粉耐火可塑料的制備方法，步驟如下： (1) 預(yù)混：將碳化硅微粉、氧化鋁微粉、硅微粉、鋯粉、鑭及鑭系金屬氧化物微粉和釔粉 按比例送入混砂機中預(yù)混5-10分鐘； (2) 混料：將分散劑加入步驟（1)中預(yù)混的原料中，在混砂機內(nèi)混合10-30分鐘；加入 碳化娃砂，在混砂機內(nèi)混合10-30分鐘；加入結(jié)合劑，混合10-30分鐘，制成泥料； (3) 干燥：將步驟（2)中泥料自然干燥24h，至水分不高于0. 5% ; (4) 揀選，檢驗，包裝入庫。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：提高產(chǎn)品抗渣性、 熱穩(wěn)定性，提高使用壽命，簡化工藝。

【具體實施方式】
[0011] 下面結(jié)合實施例，更具體地說明本發(fā)明的內(nèi)容。應(yīng)當理解，本發(fā)明的實施并不局限 于下面的實施例，對本發(fā)明所做的任何形式上的變通或改變都落入本發(fā)明保護范圍；且下 述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。
[0012] 實施例1 : 一種金屬微粉耐火可塑料，由以下質(zhì)量百分比的原料組成： 碳化硅砂：71. 4% ;碳化硅微粉：20% ;氧化鋁微粉：2% ;硅微粉：2% ;鋯粉：0. 5% ;鑭及 鑭系金屬氧化物微粉：〇. 05% ;釔粉：0. 05% ;分散劑：2% ;結(jié)合劑：2%。生產(chǎn)步驟如下： (1) 預(yù)混：將碳化硅微粉、氧化鋁微粉、硅微粉、鋯粉、鑭及鑭系金屬氧化物微粉和釔粉 按比例送入混砂機中預(yù)混5分鐘； (2) 混料：將分散劑加入步驟（1)中預(yù)混的原料中，在混砂機內(nèi)混合20分鐘；加入碳化 硅砂，在混砂機內(nèi)混合20分鐘；加入結(jié)合劑，混合20分鐘，制成泥料； (3) 干燥：將步驟（2)中泥料自然干燥24h，至水分不高于0. 5% ; (4) 揀選，檢驗，包裝入庫。隨機取樣十份，檢測各性能，結(jié)果如表1所示。
[0013] 實施例2: 一種金屬微粉耐火可塑料，由以下質(zhì)量百分比的原料組成： 碳化硅砂：71. 88% ;碳化硅微粉：20% ;氧化鋁微粉：2% ;硅微粉：2% ;鋯粉：0. 1% ;鑭及 鑭系金屬氧化物微粉：〇. 01% ;釔粉：〇. 01% ;分散劑：2% ;結(jié)合劑：2%。
[0014] 生產(chǎn)步驟與實施例1基本相同。完成后隨機取樣10份進行高溫性能測試，結(jié)果如 表1所示。
[0015] 實施例3: 一種金屬微粉耐火可塑料，由以下質(zhì)量百分比的原料組成： 碳化硅砂：70. 8% ;碳化硅微粉：20% ;氧化鋁微粉：2% ;硅微粉：2% ;鋯粉：1% ;鑭及鑭 系金屬氧化物微粉：〇. 1% ;釔粉：〇. 1% ;分散劑：2% ;結(jié)合劑：2%。
[0016] 生產(chǎn)步驟與實施例1基本相同。完成后隨機取樣10份進行高溫性能測試，結(jié)果如 表1所示。
[0017] 對比例： 市購普通耐火可塑料，隨機取樣10份進行高溫性能測試，結(jié)果如表1所示。
[0018] 表1:

【權(quán)利要求】
1. 一種金屬微粉耐火可塑料，其特征在于，由以下質(zhì)量百分比的原料組成： 碳化娃砂：65-85% ; 碳化硅微粉：10-30% ; 氧化錯微粉：1_5% ; 硅微粉=1-5% ; 鋯粉：0. 1-1% ; 鑭及鑭系金屬氧化物微粉：〇. 01-0. 1% ; 釔粉：0? 01-0. 1% ; 分散劑：0. 5-3% ; 結(jié)合劑：0. 5-3%。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種金屬微粉耐火可塑料，其特征在于，原料粒度如下： 碳化娃砂：< 0. 088mm ; 碳化娃微粉：< 0. 088mm ; 氧化鋁微粉：< 〇. 〇88mm ; 娃微粉：<〇? 〇88mm ; 锫粉：d5(l=5 ii m ; 鑭及鑭系金屬氧化物微粉：d5(l=5 ii m ; 宇乙粉：d5(l=5 ii m。
3. 如權(quán)利要求1和2所述的一種金屬微粉耐火可塑料，其特征在于，所述碳化硅砂純 度不低于97%，碳化硅微粉純度不低于99%，氧化鋁微粉純度不低于99%，硅微粉純度不低于 99%，鋯粉、鑭及鑭系金屬氧化物微粉和釔粉純度不低于99. 9%。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種金屬微粉耐火可塑料，其特征在于，所述分散劑為聚磷酸 鹽和/或聚丙烯酸鹽中的至少一種。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種金屬微粉耐火可塑料，其特征在于，所述結(jié)合劑由硅溶膠 和木質(zhì)素磺酸鈉溶液組成。
6. 如權(quán)利要求1和5所述的一種金屬微粉耐火可塑料，其特征在于，所述結(jié)合劑中硅溶 膠和木質(zhì)素磺酸鈉溶液重量比為1:1~3。
7. -種金屬微粉耐火可塑料的制備方法，其特征在于，步驟如下： (1) 預(yù)混：將碳化硅微粉、氧化鋁微粉、硅微粉、鋯粉、鑭及鑭系金屬氧化物微粉和釔粉 按比例送入混砂機中預(yù)混5-10分鐘； (2) 混料：將分散劑加入步驟（1)中預(yù)混的原料中，在混砂機內(nèi)混合10-30分鐘；加入 碳化娃砂，在混砂機內(nèi)混合10-30分鐘；加入結(jié)合劑，混合10-30分鐘，制成泥料； (3) 干燥：將步驟（2)中泥料自然干燥24h，至水分不高于0. 5% ; (4) 揀選，檢驗，包裝入庫。
【文檔編號】C04B35/66GK104446526SQ201410528817
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】周益城, 周成, 周成平 申請人:長興正發(fā)熱電耐火材料有限公司