一種耐火材料抗氧化劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及耐火材料工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種耐火材料抗氧化劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂碳磚、鋁碳磚、鋁鎂碳磚、鎂鈣碳磚等含碳耐火材料普遍作為電弧爐、轉(zhuǎn)爐、鋼包等冶金爐的爐襯，這些耐火材料侵蝕的主要原因之一是在高溫下氧化，即當(dāng)這些冶金爐使用前，都要進(jìn)行長時間的烘爐，爐襯長時間與空氣接觸，造成爐襯氧化形成較厚的氧化層，如轉(zhuǎn)爐在烘爐過程中要形成約30mm的脫碳層，這一脫碳層是無強(qiáng)度、多孔的無碳層，在盛鋼水時會被鋼水沖刷掉，一般轉(zhuǎn)爐每煉一爐鋼爐襯要被侵蝕0.2-0.6mm,因此由于烘爐氧化而使?fàn)t襯的使用壽命降低近1 00爐次，同時這些冶金爐在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的非盛鋼水時間由于爐襯氧化還會造成盛鋼時的快速侵蝕，嚴(yán)重影響了含碳耐火材料的使用壽命。為了提高含碳耐火材料的使用壽命，已有技術(shù)中進(jìn)行了大量研究，通常是向含碳耐火材料里添加金屬鋁粉、鎂鋁合金粉、硅粉和碳化硅粉等強(qiáng)還原性物質(zhì)，從而提高了含碳耐火材料的抗氧化性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是得到一種耐火材料抗氧化劑，可提高其抗氧化性并對耐火材料的高溫力學(xué)性能沒有影響。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)解決方案為:
一種耐火材料抗氧化劑，由耐火材料0.5-15%的鋅粉和硅鈣粉、碳化硅、碳化硼、鎂鋁合金粉、氮化硅粉中的至少一種組成的混合物，其中鋅粉> 0.5%。
[0005]所述的原料均為粉末狀。
[0006]所述的鋅粉的粒度< 0.3mm。
[0007]優(yōu)選的,一種耐火材料抗氧化劑，由耐火材料3_5%的鋅粉和娃I丐粉、碳化娃、碳化硼、鎂鋁合金粉、氮化硅粉中的至少一種組成的混合物.其中鋅粉> 0.3%。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)通常是向含碳耐火材料里添加金屬鋁粉、鎂鋁合金粉、硅粉和碳化硅粉等強(qiáng)還原性物質(zhì)，從而提高了含碳耐火材料的抗氧化性。一般認(rèn)為這些抗氧化劑的機(jī)理是:與碳相比，這些添加物更易氧化，并且氧化后生成更大體積，堵塞了氣孔，從而提高了含碳耐火材料的抗氧化性。但是，這種抗氧化性機(jī)對不能解釋鎂鈣磚中CaO與空氣中水反應(yīng)生成較人體積Ca(0H)2時，不但不能降低產(chǎn)品的氣孔率反而增加氣孔率的事實(shí)。
[0009]本發(fā)明研究了其抗氧化性機(jī)理，結(jié)果表明:在含碳層里，這些添加物與碳作用，生成分壓很低的A120、S1、Mg氣體，這些強(qiáng)還原氣體向外擴(kuò)散，在較強(qiáng)氧化性氣氛的脫碳層就會氧化生成高溫固相MgO、A1203、Si02，這些氧化物從氣相中沉淀在氣體通道上，堵塞了氣體通道，提高了含碳耐火材料的抗氧化性。
[0010]因?yàn)?，A120、S1的分壓很低，因此金屬鋁粉、硅粉、碳化硅粉用于含碳耐火材料的抗氧化效果并不理想。對于鎂粉，雖然Mg的蒸發(fā)分壓很高，但它與氧的親和力又特別強(qiáng)，往往還沒有變成氣體就氧化成MgO 了，因此添加金屬鎂的含碳耐火材料的抗氧化性也不理
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[0011]對于添加硼玻璃的含碳耐火材料，雖然在含碳耐火材料里變成液相使顯氣孔率降低而有較好的防氧化效果，但由于它是主體材料的熔劑，使材料的抗熔蝕性明顯下降。
[0012]為了得到既能保證含碳耐火材料的抗氧化性且不降低抗熔蝕性能的抗氧化劑，本發(fā)明通過對添加物使含碳耐火材料的抗氧化機(jī)理的研究，并對所有金屬及其氧化物的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)進(jìn)行比較分析，把它們與c、CO、C02和02反應(yīng)的熱力學(xué)自由能進(jìn)行了分析，找出金屬鋅為最合適的耐火材料的抗氧化劑。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例1
一種耐火材料抗氧化劑:由耐火材料4%的鋅粉和碳化硅、碳化硼、氮化硅粉組成的混合物；其中，上述原料均為粉末狀，鋅粉的粒度< 0.3mm。
[0014]實(shí)施例2
一種耐火材料抗氧化劑，由耐火材料5%的鋅粉和碳化硼、鎂鋁合金粉、氮化硅粉組成的混合物；其中，上述原料均為粉末狀，鋅粉的粒度< 0.3_。
[0015]實(shí)施例3
一種耐火材料抗氧化劑，由耐火材料3%的鋅粉和硅鈣粉、碳化硅、鎂鋁合金粉組成的混合物；其中，上述原料均為粉末狀，鋅粉的粒度< 0.3_。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐火材料抗氧化劑，其特征在于:由耐火材料0.5-15%的鋅粉和硅鈣粉、碳化硅、碳化硼、鎂鋁合金粉、氮化硅粉中的至少一種組成的混合物，其中鋅粉> 0.5%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐火材料抗氧化劑，其特征在于:所述的原料均為粉末狀。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐火材料抗氧化劑，其特征在于:所述的鋅粉的粒度< 0.3mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐火材料抗氧化劑，其特征在于:由耐火材料3-5%的鋅粉和硅鈣粉、碳化硅、碳化硼、鎂鋁合金粉、氮化硅粉中的至少一種組成的混合物.其中鋅粉彡 0.3%ο
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種耐火材料抗氧化劑，其特征在于，由0.15～10%鋅粉和硅鈣粉、碳化硅、碳化硼、鎂鋁合金粉、氮化硅粉中的至少一種組成，其中鋅粉≥0.15%，粒度小于0.5mm。該抗氧化劑能有效抑制氧化脫碳層的形成，可以提高鎂碳磚等耐火材料的抗氧化性，使含碳耐火材料的氧化速度降低到原來的20%以下，基本消除烘烤時造成的脫碳層，顯著提高冶金爐襯的使用壽命，減少耐火材料損耗和降低煉鋼和含碳耐火材科的成本。
【IPC分類】C04B35/66
【公開號】CN105347812
【申請?zhí)枴緾N201410411860
【發(fā)明人】張磊
【申請人】青島煒燁鍛壓機(jī)械有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2014年8月21日