一種耐火材料無(wú)機(jī)復(fù)合浸漬處理溶液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種耐火材料無(wú)機(jī)復(fù)合浸潰處理溶液。
【背景技術(shù)】
[0002]功能耐火材料及某些碳素制品在冶金工業(yè)中是制約現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的關(guān)鍵因素，如RH用耐火材料、水口、塞棒、耐火材料棍、棒、特種部位的磚、異型管件、碳棍、電極，這些材料的性能、結(jié)構(gòu)決定其使用壽命的長(zhǎng)短，通過配比和成型工藝很難達(dá)到理想的效果。使用浸潰方法，可以通過抽真空，將耐火材料或碳素制品內(nèi)的氣體抽出，將溶膠滲透入內(nèi)，可以堵塞氣孔，致密結(jié)構(gòu)，提高強(qiáng)度，改善某些性能指標(biāo)與使用性能。
[0003]國(guó)內(nèi)外對(duì)功能耐火材料及某些碳素制品浸潰處理的方法報(bào)道不多，主要集中在用磷酸鹽浸潰鎂鉻磚、碳輥和樹脂處理滑板上。張蔚等nl介紹SiC耐火材料浸潰AIP04飽和溶液有利于材料性能的優(yōu)化。梁訓(xùn)裕等昭1介紹以酚醛樹脂取代浙青作為浸潰劑的情況，可進(jìn)行冷態(tài)浸潰，減少環(huán)境污染，節(jié)省能耗。文獻(xiàn)舊公開了一種耐火材料或金屬鑄件的浸潰處理工藝，將耐火材料或金屬鑄件成品放入浸潰容器內(nèi)抽真空浸潰，浸潰溶液為磷酸二氫鋁液體或路塔芬F型樹脂液體，采用上述浸潰工藝處理的耐火材料或金屬鑄件使用壽命提高2?5倍。文獻(xiàn)口 3公開了一種爐底輥石墨碳套及其浸潰處理方法和專用設(shè)備。爐底輥石墨碳套由煅燒焦粉、結(jié)合劑、附加焦料所組成的原料，經(jīng)過配料、混捏、壓型、焙燒、高壓浸潰、石墨化、機(jī)加工成型、化學(xué)處理、高溫處理工序而成；化學(xué)處理階段所選浸潰劑為金屬磷酸鹽，如磷酸二氫鋁、磷酸二氫鎂等；它們?cè)诙氯继谆w氣孔的同時(shí)還能在基體氣孔內(nèi)壁形成一層粘性保護(hù)膜，將02?H20等反應(yīng)氣體與基體石墨隔開，從而達(dá)到提高抗氧化性能的目的，使石墨碳套的使用溫度提高到1050°C。經(jīng)磷酸鹽處理的石墨碳套的硬度比用鉻酸處理的高，因而耐磨性能大大提高，可部分滿足硅鋼片熱處理爐好溫度區(qū)段的需要。
[0004]目前在耐火材料及碳素材料中所用較多的浸潰物質(zhì)，幾乎全部是稀酚醛樹脂，以往用的是浙青，一般是用于滑板耐火材料、電極、碳輥等碳素材料，污染大，需要真空浸潰，浸潰的難度大，設(shè)備投資大，工作環(huán)境難以清理，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作復(fù)雜；浸潰物質(zhì)干燥后主要是碳堵塞氣孔，對(duì)強(qiáng)度有一定提高，氣孔率降低，但對(duì)于高溫耐火材料，碳結(jié)合強(qiáng)度較低，耐磨損性能差。用磷酸浸潰粘土磚，酸性比較大，容易腐蝕浸潰設(shè)備用后的廢磷酸處理容易污染環(huán)境；此類浸潰劑對(duì)于硅酸鋁質(zhì)的耐火材料效果較好，因?yàn)檠趸X可以與磷酸反應(yīng)生產(chǎn)磷酸鋁的膠體結(jié)合劑，干燥后強(qiáng)度有較大提高，耐火材料浸潰帶入的P可能進(jìn)入高爐鐵水中影響不大；但對(duì)于RH真空用的鎂鉻磚，采用此類浸潰劑帶入的P進(jìn)入鋼水或鋼材中，對(duì)于煉鋼產(chǎn)品質(zhì)量有影響，同時(shí)單一的浸潰組成，很難與被浸潰形成致密的結(jié)合，在使用要求較嚴(yán)榕的部位受到限制。用鉻酸鹽浸潰因六價(jià)鉻有毒，多已禁止使用。因此，目前采用的壓磚技術(shù)或等靜壓技術(shù)制造的碳素制品或耐火材料制品，在使用條件苛刻的條件下，僅僅依靠組成的變化，不能夠改變物料內(nèi)的多空隙存在，浸潰是一個(gè)使得結(jié)構(gòu)致密性能改善的有效方法，但因?yàn)橐苯鹦袠I(yè)現(xiàn)場(chǎng)比較復(fù)雜，浸潰后的產(chǎn)品需要干燥處理，浸潰是輔助手段不受重視，而簡(jiǎn)單的浸潰溶液效果有限，適應(yīng)性不強(qiáng)，使其推廣比較困難。目前使用浸潰比較多的還是用樹脂或浙青處理滑板、電極。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的提供一種耐火材料無(wú)機(jī)復(fù)合浸潰處理溶液，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的有機(jī)樹脂浸潰液較多，單一組分浸潰溶液較多，對(duì)于高溫使用材料效果不理想，材料氣孔率大，使用壽命較低等不足的問題，通過無(wú)機(jī)復(fù)合的浸潰溶液，可以使得被浸潰物內(nèi)高溫下形成可以致密燒結(jié)的材料，提高材料的耐磨損性能，使得材料內(nèi)氣孔率降低，結(jié)構(gòu)致密。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種耐火材料無(wú)機(jī)復(fù)合浸潰處理溶液，溶膠組成重量百分比為:Si02 5?45%;A12035 ?45%;B203 1 ?30% ；Cr203 10 ?30% ； H20 20 ?60%。
[0007]所述的Si02、Al203的量是硅溶膠、鋁溶膠中的有效成分量，B203的量是硼砂或硼酸的中的有效成分量；當(dāng)溶液為酸性時(shí)加入小于20%的P205;所述P205的量是磷酸二氫鋁或磷酸中的有效成分量；當(dāng)溶液為堿性時(shí)加入小于5%的Na20+K20 ；
所述的Na20的量是三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、硅酸鈉或硼砂中的有效成分量；K20的量是硅酸鉀中的有效成分量；上述組分總合等于100%。
[0008]本發(fā)明的原理如下:對(duì)于碳素材料，提供的是復(fù)合的無(wú)機(jī)溶膠浸潰溶液，它的滲透能力比樹脂和浙青強(qiáng)，干燥后形成的無(wú)機(jī)物質(zhì)的薄膜而非碳質(zhì)的結(jié)合堵孔材料，因此在高溫下使用時(shí)，無(wú)機(jī)物質(zhì)的薄膜可以燒結(jié)成為致密的陶瓷結(jié)合材料，因此浸潰后的耐火材料制品強(qiáng)度增加，結(jié)構(gòu)致密；浸潰后的碳素劁品抗氧化性、耐磨損性能得到改善；這就可以提高某些精煉用耐火材料制品、高溫電極、碳素輥棒的使用壽命，改善鋼鐵工業(yè)中某些關(guān)鍵處理設(shè)備的使用條件與效果。而對(duì)于耐火材料的浸潰溶液，回避了單一的磷酸或磷酸鹽的浸潰帶入Ρ的弊端，增強(qiáng)結(jié)合的效果，引入抗侵蝕抗熱破壞的新組成進(jìn)入磚的孔隙中，彌補(bǔ)壓磚技術(shù)的不足。這類浸潰溶液對(duì)于精煉用耐火材料(比如RH處理用鎂鉻磚、耐磨損的沖擊磚)非常有效，對(duì)于普通的粘土磚、高鋁磚、剛玉磚，效果也較好，但需要綜合考慮成本。同時(shí)由于本浸潰液可以采用甲、乙、丙不同組成的包裝，因此使用時(shí)可以根據(jù)不同的浸潰材料進(jìn)行不同比例的混配，適用范圍較以往的技術(shù)更有推廣價(jià)值。
[0009]本發(fā)明的特點(diǎn)在于，進(jìn)行浸潰處理的是一種無(wú)機(jī)材料的溶膠，干燥后粒度是納米級(jí)別；溶膠流動(dòng)性好；一定時(shí)間后自動(dòng)凝固，干燥和燒結(jié)過程中不爆不裂。高耐火相的溶膠浸潰后，浸潰后的制品常溫干燥后即可使用，高溫下可形成穩(wěn)定的無(wú)機(jī)材料結(jié)合與填充相，因此浸潰后的制品強(qiáng)度大幅增加，抗爆裂性好、壽命長(zhǎng)，溶膠形成的薄膜可減緩或防止碳素氧化，改善了材料的抗氧化性能與抗熱破壞性能，使用壽命提高。
【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例1:浸潰用溶液組成為(重量百分比)Si02 25%;A1203 20%;B203 15% ；Cr20315% ； H20 25%。。配方中采用硅溶膠與磷酸二氫鋁、磷酸鋁溶液加入硼酸復(fù)合配制，配比量為上述物料中的有效成分量。
[0011]按照組成配比，配置好溶液，將需要浸潰的碳輥制品放入特制的容器，抽真空，力口入浸潰溶液，經(jīng)過一定時(shí)間后，取出，烘烤干燥，即可投入使用。某些制品需要再燒成處理的，按照燒成溫度制度進(jìn)行。
[0012]從已經(jīng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)看，本發(fā)明的耐火材料與碳素制品浸潰溶液通過處理可以降低碳輥材料的氣孔率，提高其密度。測(cè)其性能結(jié)果見附表。
[0013]實(shí)施例2:浸潰用溶液紐成為(重量百分比):Si02 32%;A1203 14%;B203 16% ；Cr20317%; H20 31%。配方中采用硅溶膠與鋁溶膠、磷酸鋁溶液加入硼酸復(fù)合配制。
[0014]按照組成配比，配置好溶液，將需要浸潰的碳素電極制品放入特制的容器，抽真空，加入浸潰溶液，經(jīng)過一定時(shí)間后，取出，烘烤干燥，即可投入使用。某些制品需要再燒成處理的，按照燒成溫度制度進(jìn)行。處理后可以改善材料的抗氧化性能，測(cè)其結(jié)果見附表。
[0015]實(shí)施例3:浸潰用溶液組成為(重量百分比):Si02 27%;A1203 28%;B203 12% ；Cr2038%； H20 25%。配方中采用硅溶膠與鋁溶液加入硼酸鈉、硅酸鈉鉀復(fù)合配制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐火材料無(wú)機(jī)復(fù)合浸潰處理溶液，其特征在于所述的溶膠組成重量百分比為:Si02 5 ?45%;A1203 5 ?45%;B203 1 ?30% ；Cr203 10 ?30% ； H20 20 ?60%。2.如權(quán)利要求1所述的一種耐火材料無(wú)機(jī)復(fù)合浸潰處理溶液，其特征在于，所述的Si02、A1203的量是娃溶膠、招溶膠中的有效成分量，B203的量是硼砂或硼酸的中的有效成分量；當(dāng)溶液為酸性時(shí)加入小于20%的P205;所述P205的量是磷酸二氫鋁或磷酸中的有效成分量；當(dāng)溶液為堿性時(shí)加入小于5%的Na20+K20。3.如權(quán)利要求1所述的一種耐火材料無(wú)機(jī)復(fù)合浸潰處理溶液，其特征在于，所述的Na20的量是三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、硅酸鈉或硼砂中的有效成分量；K20的量是硅酸鉀中的有效成分量；上述組分總合等于100%。
【專利摘要】一種耐火材料無(wú)機(jī)復(fù)合浸漬處理溶液，溶液組成為（重量百分比）:SiO25～45%;A12O35～45%;B2O31～3O%；Cr2O310～30%；H2O20～60%。是一種無(wú)機(jī)材料的溶膠，干燥后粒度是納米級(jí)別；溶膠流動(dòng)性好；一定時(shí)間后自動(dòng)凝固，干燥和燒結(jié)過程中不爆不裂。高耐火相的溶膠浸漬后，浸漬后的制品常溫干燥后即可使用，高溫下可形成穩(wěn)定的無(wú)機(jī)材料結(jié)合與填充相，因此浸漬后的耐火材料制品強(qiáng)度增加，結(jié)構(gòu)致密；碳素制品抗氧化性、耐磨損性能得到改善。本發(fā)明易于操作，浸漬溶膠可堵塞氣孔，提高材料的致密度、強(qiáng)度，改善材料的抗氧化性能與抗熱破壞性能，提高使用壽命。
【IPC分類】C04B41/85
【公開號(hào)】CN105461351
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410411736
【發(fā)明人】張磊
【申請(qǐng)人】青島煒燁鍛壓機(jī)械有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2014年8月21日