技术领域
本发明涉及一种炼钢技术的铁水容器材料，特别是一种大型三脱铁水容器工作层用复合材料及制备方法。
背景技术：
为了实现钢的纯净化、钢的高级化和降低生产成本，钢铁企业均采用了铁水预处理方法，且主要使用铁水包、混铁车和专用包作为冶炼容器，这些冶炼容器所用耐火材料肩负着非常重要的作用。
大型“三脱”铁水容器就要充分考虑“三脱”过程中处理剂对其内衬的侵蚀。在脱Si处理时，通常使用FeO类；脱P处理时使用CaO-CaF2-Fe2O3或Na2CO3；脱S处理时，使用CaO-CaF2或CaC2处理剂。在脱S过程中，W(Mg)=10％～l2％的Mg基脱S剂具有深脱S能力，铁水终S可达到小于0.005％的要求：复合硬脂酸钠或碳酸钠对提高脱S效率有利；与硬脂酸复合可改善脱S剂的流动性与防潮性能；在脱S过程中，Mg是作为中间物参入脱S反应．最终脱S产物仍为CaS。
这些处理剂对耐火材料都具有较强的侵蚀作用。特别是纯碱类处理剂，由于主要成分为Na20，故对耐火材料有非常强的侵蚀作用，而其对石墨来说又是很强的氧化剂。石灰处理剂是CaS、CaF2和Fe203的混合物，除含有CaF2以外，还含有一定量的SiO2，这对制品的氧化物也会造成一定的侵蚀。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种大型三脱铁水容器工作层用复合材料，该材料具有高温性能优异、气孔率低、抗侵蚀性强、热震稳定性和耐磨性好的特点，抗熔渣渗透性能优异，整体性良好、使用寿命长，可以做为大型“三脱”铁水容器工作层用复合材料，即Al2O3（SP)-SiC-C(即铝尖晶石-碳化硅-碳)复合材料。
为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：
一种大型三脱铁水容器工作层用复合材料，属于Al2O3-SiC-C复合材料，即铝尖晶石-碳化硅-碳复合材料；其组成为：刚玉质原料30-40份、高铝质均化料20-25份、碳化硅5-10份、鳞片石墨10-15份、合成的尖晶石15-25份、防氧化剂1-5份；外加结合剂的加入量分别占刚玉质原料、碳化硅、鳞片石墨、合成的尖晶石和防氧化剂的总重量的比例为：结合剂3-5％，上述组成均为质量份。
具体的，所述的刚玉质原料、高铝质均化料、合成的尖晶石、碳化硅、鳞片石墨、防氧化剂的平均粒度分别为8-5mm、小于8mm、5-3mm、3-1mm、1-0mm、小于0.088mm。
具体的，所述的结合剂为热固性酚醛树脂。
具体的，所述合成的尖晶石的Al2O3含量在60-97％之间。
具体的，所述刚玉质原料的Al2O3含量在≥95％。更具体的，所述的刚玉质原料是电熔棕刚玉、电熔白刚玉、电熔致密刚玉中的一种或几种任意比例的混合物，其粒度小于8mm。
具体的，所述高铝质均化料的Al2O3含量在≥85％，其粒度小于8mm。
更具体的，所述的高铝质均化料为以高铝矾土为原料，经人工手选除去铝矾土有害杂质等成份，再通过破碎、提纯、配料、研磨、除铁、成型、烘干、高温烧制等步骤而形成的耐火原材料。经高温成型的高铝质均化料主晶相为α－Al2O3。
具体的，所述碳化硅的SiC含量在90-98％之间。更具体的，所述的碳化硅质原料是含量大于98%的黑碳化硅、含量大于90%的黑碳化硅中的一种或两种，其粒度小于3mm。
具体的，所述鳞片石墨的C含量在≥95％，其平均粒度小于0.15mm。
具体的，所述的防氧化剂具体为AL-Mg合金、Mg、Al、Si、Ti中的一种或几种任意比例的混合物，其粒度小于0.088mm。
本发明的大型三脱铁水容器工作层用复合材料的制备方法为：
步骤一、按照质量份刚玉质原料30-40份、高铝质均化料20-25份、合成的尖晶石15-25份、碳化硅5-10份、防氧化剂1-5份、鳞片石墨10-15份、结合剂3-5％放入强力混砂机预混20-35min，将混合好的料备用；
步骤二、将混合好的料按照重量要求称量后倒入事先组装好的模具内，进行高压成型；
步骤三、将成型好的砖坯放入干燥器烘干，烘干温度常温-220℃，时间大于30小时；
步骤四、保温结束后，逐渐降温，时间为4-10小时，硬化后出炉，即制成大型三脱铁水容器工作层用复合材料。
通过采用上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
本发明引入了铝尖晶石，能够提高产品的抗侵蚀性、产品强度高、耐磨性能好，防酸性和碱性渣渗效果强，热震稳定性强，高温性能优异，使用寿命长。
本发明的产品具有以下性能：气孔率≤9％，体积密度≥2.95g/cm3；常温耐压强度≥45MPa；高温抗折强度8MPa；导热系数（800℃）≥13W/(m·k)。
具体实施方式
下面结合和实施例对本专利进一步解释说明。但本专利的保护范围不限于具体的实施方式。
实施例1
1、按照质量份将刚玉质原料40份、高铝质均化料20份、合成尖晶石15份、碳化硅10份、鳞片石墨12份、防氧化剂3份、热固性酚醛树脂3.5%，分别称量；
2、将鳞片石墨、防氧化剂的细粉先预混，然后在强力混砂机中先加入刚玉质原料、高铝质均化料、合成的尖晶石、碳化硅颗粒混合，再加入热固性酚醛树脂3.5%混合，最后加入鳞片石墨、防氧化剂热固性酚醛树脂细粉，混料20～35分钟。
3、将混练好的料在630t以上的摩擦压砖机上成型；
4、将成型好的砖坯放入干燥器烘干，烘干温度常温至210℃，时间30小时；保温结束后，逐渐降温，时间为9小时，硬化后出炉，制成需要的复合材料。
实施例2
1、按照质量份将刚玉质原料35份、高铝质均化料25份、合成尖晶石20份、碳化硅8份、鳞片石墨10份、防氧化剂2份、热固性酚醛树脂3.1%分别按以上比例和粒度称量。
2、将细粉鳞片石墨、防氧化剂先预混备用，然后在强力混砂机中以先大、中颗粒的刚玉质原料、高铝质均化料、合成的尖晶石、碳化硅加入混合，再结合剂，最后鳞片石墨、防氧化剂等细粉加入，混料20～35分钟。
3、将混练好的料在1000t以上的摩擦压砖机上成型；
4、将成型好的砖坯放入干燥器烘干，烘干温度常温-210℃，时间30小时；保温结束后，逐渐降温，时间为9小时，硬化后出炉，即制成复合材料。
实施例3
1、按照质量份将刚玉质原料35份、高铝质均化料25份、合成尖晶石18份、碳化硅10份、鳞片石墨10份、防氧化剂2份、热固性酚醛树脂2.8%分别按以上实施的比例和粒度称量。
2、将细粉鳞片石墨、防氧化剂先预混，然后在强力混砂机中以先大、中颗粒的刚玉质原料、高铝质均化料、合成的尖晶石、碳化硅加入混合，再结合剂，最后鳞片石墨、防氧化剂等细粉加入，混料20～35分钟。
3、将混练好的料在1000t以上的摩擦压砖机上成型；
4、将成型好的砖坯放入干燥器烘干，烘干温度常温-210℃，时间30小时；保温结束后，逐渐降温，时间为9小时，硬化后出炉，即制成铝尖晶石-碳化硅-碳复合材料。